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有机木材如何压缩巧利用?

行业新闻 / 2018-11-13
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木材是一种生物有机材料,同时具有弹性和塑料,在一定条件下可以不破坏木材细胞壁的结构,通过压缩处理木材,制成质地坚硬、高密度、高强度的压缩木材。

压缩木材的出现始于20世纪30年代初,德国首先生产压缩木材,把实木压缩木材称为“Lignofol”,把经过树脂处理的单板层积木材称为 “Kunstharzschichthdz”,当时这样的木材制品主要用于飞机的天线杆、螺旋桨等军用部件。后来逐渐用于民用器具,如用于纺织木梭、纱管及各种工具的手柄,以及一些模子等。前苏联在1932年也制定出了炉中加热压缩法和蒸煮压缩法生产压缩木材的工艺。美国,也有压缩木材方面的一些早期的专 利。我国在五十年代后期在北京林业大学申宗圻教授的带领下也开始研制生产压缩木材,用以代替珍贵的硬质木材,作为生产炸药的球磨机中的磨球,纺织工业中的木梭,煤矿工业中的锚杆等。

当时我们国家生产纺织工业中的木梭子,以压缩木材代替青冈木、檀木,所用的主要工艺步骤如下(压缩木材所用树种,一般为色木,还有白牛子木、红桦、果木):

1、预压缩:将待压缩的整块木材梭坯排列在各层热压模型中,预先压缩5~10%,也可以不经预压缩;

2、预热处理:通蒸汽,达到130~150℃(压板温度),压力为80kg/cm2,保温30~40min;

3、压缩:分段或一次加压,压力为170~300kg/cm2,停压后锁模,压缩程度与产品具体要求有关,如单个木梭的重量应为330~350g,其密度达到0、86~0、95g/cm3。

4、热定型:升温到140~150℃,梭坯中心温度为145±5℃,保温保压40~60min;

5、冷却卸模:放冷却水,降温到40~60℃,约持续40~50min,然后将压机卸压;

6、定性处理:在一定温湿度条件下存放3~6个月,目的是消除压缩木材内的应力,并使其达到平衡含水率。

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但是,如上述工艺,不经固定处理的压缩木材的缺点是尺寸不稳定,浸于水中或在潮湿空气中会吸湿回弹,恢复到原来的形状和尺寸。当然,另一方面,我们可以 利用压缩木材回弹的能力来作为挤紧材料,如用于指形接合,锚杆等。但也正因为压缩木材的回弹性质限制了这种产品的广泛应用,自从压缩木材出现以后的很长的 一段时间内,压缩木材并没有在世界上得到很大的发展。

从20世纪80 年代以来,在日本,后来也开始在其它一些国家,包括我们中国,又兴起了对压缩木材的研究热潮。原因是日本,以及世界上的许多国家,都面临着对出现越来越多 的速生木材的利用问题。因此研究的热点主要是针对密度较低,强度较小的速生树种的木材,如日本的柳杉,我们国家的杉木、杨木等。同时,如何永久固定压缩木 材的变定,以及木材变定固定的机理等成了十分关键的课题。在这一领域,日本的则元 京、饭田、井上等研究者作了大量的探索,取得了卓越的成就。目前,压缩木材的永久固定主要有四种处理方法,分别是热处理、水蒸气处理、酚醛树脂等树脂处 理,以及用甲醛等进行交联化处理。木材的压缩也有木材整体压缩、木材表层压密、原木整形压缩、单板层积压密等等。作者在攻读博士学位期间,也对热处理杉木 压缩木材的永久固定机理方面,作了比较系统的研究,发表了一系列的论文。作为一种木材改性手段,木材压缩有效地提高了木材的密度、强度、硬度、耐磨性等物 理力学性质,可以拓宽速生木材的使用范围,因此,压缩木材是有一定的市场前景的。

(来源:木材)

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