以橡胶木为研究对象,采用表层压缩与热处理联合改性技术,选择压缩率(10％、20％、30％、40％)、浸水时间(2、4、6、8 h)、热压温度(130、140、150、160℃)、热压时间(20、25、30、35 min)、热处理温度(180、190、200、210℃)5个对木材抗弯强度的影响因素,按照正交试验设计(L16(45)),对橡胶木进行改性试验;以素材为对照,以木材力学性能、尺寸稳定性、微观形貌、结晶度为评价指标,分析各影响因素不同梯度时对木材性能的影响,遴选采用表层压缩与热处理联合改性技术对橡胶木进行材质改进的最优工艺参数.结果表明:在设计的各影响因素梯度范围内进行正交试验,在压缩率40％、浸水时间4 h、热压温度160℃、热压时间20 min、热处理温度200℃的工艺条件时,表层压缩-热处理试件的抗弯强度最高,工艺参数最优.木材经过200℃保温2 h的热处理后,抗弯强度下降了36.77％,木材尺寸稳定性显著提高;最优工艺参数时,表层压缩-热处理材的抗弯强度(138.01 MPa)比热处理材提高了143.44％,其他力学性能也大幅提高,尺寸稳定性比表层压缩材明显提高,达到商用级-Ⅱ级强化地板的要求.不同处理工艺试件的抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、平均密度,与试件抗弯强度变化趋势相同.扫描电镜观察结果显示,热处理材的木材细胞形态与素材相比无明显变化;压缩材的部分细胞腔几乎完全消失,但其细胞壁仍然保持完整;压缩-热处理材细胞腔的变形程度小于压缩材.X射线衍射分析表明,不同处理工艺试件纤维素结晶区的晶胞构造并未改变,热处理、压缩、压缩-热处理试件的结晶度,分别增大61.32％、74.17％、66.17％.

橡胶木;热处理;表层压缩;木材力学性能;木材尺寸稳定性

王立朝;陈晨;孙浩;许民

生物质材料科学与技术教育部重点实验室东北林业大学,哈尔滨,150040

东北林业大学学报

[1]王立朝;陈晨;孙浩;许民-.表层压缩-热处理联合改性橡胶木的力学性能和尺寸稳定性)[J].东北林业大学学报,2022(12):87-92

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