全 文 ：热水处理对王桉木材干缩率和皱缩的影响＊
彭鹏祥 1　　徐开蒙1　　涂登云 1　　林　燕 1　　李凯夫 1　　李建堂 2
(1.华南农业大学林学院　广州　510642;2.中山市红木家具工程技术研究开发中心)
摘要　研究了热水处理的温度和时间对王桉(Eucalyptusregnans)木材全干干缩率和皱缩的影响 。结果
表明:随着处理温度的升高 ,王桉木材的全干干缩率呈增大的趋势 , 70℃和 80℃时 ,处理时间对王桉木材的
各向干缩率的影响不大;90℃和 100℃时 ,处理时间对王桉木材的各向干缩率影响明显 。经 100℃热水处理
6 h后王桉木材体积 、弦向和径向全干干缩率分别增大了 78.3%、 116.1%和 44.4%,分别达到 25.5%,
18.8%, 7.8%。王桉木材的皱缩深度随处理温度的升高显著增大 ,处理时间对王桉皱缩深度的影响不明显 。
关键词　王桉木材　热水处理　干缩率　皱缩
中图分类号:S781.71 　　文献标识码:A　　文章编号:1006-4427(2010)06-0024-04
EfectsofHotWaterTreatmentsontheShrinkageandColapse
ofEucalyptusregnans
PengPengxiang1　　XuKaimeng1　　TuDengyun1　　Lin　Yan1　　LiKaifu1　　LiJiantang2
(1.ColegeofForestry, SouthChinaAgriculturalUniversity, Guangzhou, 510642;
2.MahoganyFurnitureEngineeringandTechnologyResearchandDevelopmentCenter, Zhongshan)
Abstract　Theobjectiveofthisstudywastoshowtheinfluenceofhotwatertreatmentsontheshrinkageand
colapseofEucalyptusregnans.Resultsshowedthattheshrinkagewasincreasingbiggerwhenthetemperaturewas
higher.At70and80℃, nocorelationwasfoundbetweenshrinkageandtime;butat90 and100℃, theresults
wastheopposite, theshrinkagewascorrelatedwithtime.Aftertreatedby100℃ hotwaterfor6 hours, theoven-
driedvolumetric, tangential, radialshrinkageofE.regnanswereashighas78.3%, 116.1%, 44.4%, comingto
25.5%, 18.8% and7.8%.ThecolapseofE.regnansbecomemoreseriousbecauseofthehighertemperature, but
therewashardlyefectabouttimechanged.
Keywords　Eucalyptusregnans, hotwatertreatment, shrinkage, colapse
随着全球天然林的严重减少 ,各国环境保护意识不断提高 ,对木材工业的发展提出了更高的要求 ,如何
利用好日益丰富的人工林资源已成为当前木材工业发展的热点问题 。王桉(Eucalyptusregnans)是澳大利亚
的一种常见树种 ,主要分布于维多利亚州和塔斯马尼亚州 ,木材蓄积量大 ,树形高大 ,堪称世界上最高大的被
子植物 ,成年王桉的高度可达到 100m以上[ 1] 。王桉的基本密度为 0.473 ～ 0.517g/cm3 ,强度中等 ,硬度大 ,
木材颜色浅 ,花纹美丽 ,易于加工 ,适用细木工板 、室内装饰和家具制造 ,在澳大利亚广泛运用于木结构建筑 、
装饰用材和胶合板行业 ,同时王桉也是澳大利亚最重要的造纸用材之一。但由于其易皱缩和变形的干燥特
性 ,一般采用大气干燥 ,干燥时间长 、效率低 ,在很大程度上限制了王桉的实木化运用 [ 2] 。国内桉树大部分
24 广 东 林 业 科 技　2010年第 26卷第 6期
＊ 基金 /项目:广东省教育部 、科技部企业科技特派员行动计划专项项目(2009B090600108)。
第一作者简介:彭鹏祥(1988-),硕士研究生 , E-mail:155314339@qq.com。
通讯作者:涂登云(1976-),博士 ,副教授 ,主要研究方向为木材干燥 、木材改性 , E-mail:tudengyun@ 163.com。
用于造纸和制作人造板 ,实木木材利用鲜有见闻 [ 3] 。江泽慧 、王喜明研究了桉木材性与干燥特性之间的关
系 ,并探索了冰冻等预处理对桉木皱缩的影响[ 4] 。刘元研究了热处理对桉树皱缩的影响[ 5] 。李贤军 、李延
军等对柠檬桉和邓恩桉木材干燥特性进行了初探[ 6] 。同时热水和汽蒸处理也是目前木材干燥生产中常采
用的预处理方式 ,用以提高难干木材干燥速度和干燥质量 [ 7-8] 。为提高王桉木材的附加值 ,解决制约王桉实
木加工利用的瓶颈问题 ,笔者研究了不同温度和时间的热水处理对王桉木材干缩率和皱缩的影响 ,为王桉的
实木化利用提供参考 。
1　材料及方法
1.1　试材材料
王桉木材 ,产自澳大利亚。所选试材为无节 、无腐朽的弦切板 。
试件规格:20 mm ×20mm ×20mm, 初含水率为 80% ～ 90%,无毛刺 。
1.2　试验仪器
试验设备主要有恒温理化干燥箱 、单排四孔恒温水浴锅 660×170×90 mm、电热鼓风干燥箱 、电子天平
(精确至 0.001 g)、数显游标卡尺(精确至 0.01mm)。
1.3　试验方法
将试样浸泡在水浴锅水中 ,加热 ,待达到设定温度后开始记时 ,到了试验设计规定时间后取出 ,自然晾至
试件表面无水。在试件表面定出纵 、弦 、径向的测量点 ,测量初始纵 、弦 、径向尺寸并称初重。然后将处理试
件和对照组(不处理)一起放在同一室温条件下气干 ,用 2 ～ 3个试样每隔 6 h测一次弦向尺寸 ,待连续两次
测量结果不超过 0.02mm时 ,即认为达到稳定。最后将所有试件一起放入电热鼓风干燥箱中 ,先 60℃保温 6
h,后升温至 103±2℃烘至绝干 ,称重并测出绝干试件的纵 、弦 、径向尺寸。
试验共设计 4个热水温度水平 、6个时间水平 ,共 24个处理 ,各水平参数见表 1。以不做处理为对照 ,共
25个处理 ,每处理取试件 30个 。
表 1　试验处理水平设计
因子 1 2 3 4 5 6
温度(℃) 100 90 80 70
时间(h) 1 2 3 4 5 6
1.4　测定方法
1.4.1　全干干缩率测试方法　处理好的试件 ,参考 GB/T1932— 2009木材干缩性测定方法计算出王桉木
材的全干干缩率 [ 9] 。
1.4.2　皱缩深度的测量方法　皱缩深度是指板材横切面最大厚度与最小厚度之差 ,直接反映了皱缩板材的
利用率 ,皱缩深度越大 ,板材的利用率就越小 [ 10] 。在试件绝干时量出最大尺寸 Lmax和最小尺寸 Lmin,测量方
法如图 1所示。计算公式为:
h=Lmax-Lmin (1)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
式中:h为皱缩深度;Lmax为试件的最大尺寸;Lmin为试件的最小尺寸。
图 1　皱缩深度的测量方法
25彭鹏祥等:　热水处理对王桉木材干缩率和皱缩的影响
2　结果与分析
2.1　处理温度对王桉木材干缩率的影响
不同温度与处理时间的试件木材干缩率结果见图 2。由图 2可知 ,王桉木材的全干干缩率随着温度的
升高呈增大的趋势 ,与 Philipblackemore[ 11]的研究结论一致 。未处理王桉的体积 、径向 、弦向全干干缩率分
别为 14.3%, 8.7%, 5.4%。 100℃热水处理 6 h时 ,王桉木材的全干干缩率较未处理试件分别增大了
78.3%, 116.1%和 44.4%,分别达到 25.5%, 18.8%, 7.8%,远远超过了一般木材各向干缩率的范围 ,因此
较高温度的热水处理不利于木材的尺寸稳定性 。同时热水对径向干缩率的影响小于弦向 , 70℃和 80℃对王
桉径向全干干缩率影响不显著 。
图 2　不同热水处理的王桉木材绝干干缩率
表 2为不同温度 6 h热水处理方差分析结果 ,结果表明 ,在 0.01的水平下温度对王桉木材干缩率具有
显著的影响 。
表 2　6 h不同温度下各项目方差分析 F值
项目 全干干缩率体积 弦向 径向
F 126.91 100.61 110.26
Sig 0.000 0.000 0.000
显著性 ＊＊ ＊＊ ＊＊
　　注:＊＊表示在 0.01水平下显著。
木材干缩率的大小在很大程度上影响着木制品的质量 。木材干缩率越大 ,木制品在使用过程中越不稳
定 ,越易产生变形等缺陷[ 12] 。热水处理使王桉木材干缩率增大 ,会使王桉实木制品稳定性降低 ,从而影响其
使用质量。
2.2　处理时间对王桉木材干缩率的影响
由图 2可看出 ,在相同温度下 ,试件的径向与弦向干缩率随时间的变化趋势保持一致;但不同的温度 ,试
件的径向与弦向干缩率随时间有着不同的变化趋势 。 70℃和 80℃时 ,处理时间对王桉试件的干缩率影响不
大 。 90℃时 ,随着处理时间的增加 ,王桉木材的干缩率先增大后减少;100℃时 ,王桉木材的干缩率随着时间
的增加而明显增加 ,可能是由于高温使木材内物质发生部分降解和皱缩等因素共同作用的结果 [ 13] 。
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图 3　热水处理对王桉木材皱缩
　　　　　深度的影响
2.3　热水处理对王桉皱缩深度的影响
热水处理对王桉木材皱缩深度的影响结果如图 3。
可见随着温度的升高 ,王桉木材的皱缩深度不断增加 ,
70℃、80℃处理温度对王桉试件的皱缩深度影响不明显;
90℃、100℃处理温度对王桉木材皱缩深度影响较为明
显 。未处理王桉木材的皱缩深度为 0.54mm, 100℃热水
6 h处理后 ,王桉皱缩深度增加到 1.05 mm,增大 95%。
处理时间对王桉木材皱缩深度的影响不明显。皱缩是桉
木干燥过程中最主要的缺陷。温度超过 80℃时 ,热水处
理会增大王桉的皱缩深度 ,对王桉干燥有不利的影响 。
因此当需要对王桉进行热水处理时 ,温度不应该超过
80℃,处理时间可按实际要求确定。
3　结论
3.1　王桉木材全干缩率随着热水处理温度的升高 ,呈增大趋势。 70℃、80℃时 ,处理时间对王桉木材的各向
干缩率的影响不大;90℃和 100℃时 ,处理时间对王桉木材的各向干缩率影响较大。
3.2　王桉皱缩深度随着热水处理的温度升高而增加。处理时间对王桉的皱缩深度的影响不明显 。皱缩深
度的增大和干缩率增大都不利于木材利用;因此 ,综合考虑到干缩率和皱缩对王桉木材干燥过程的影响 ,如
若需要采用热水对王桉木材进行预处理时 ,建议热水处理温度不超过 80℃,处理时间可按照实际要求进行
综合确定。
参考文献
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