全 文 ：第 32卷　第 2期 林　业　科　技 Vo l. 32　No. 2
2 0 0 7年 3月 FORESTRY SC IENCE＆ TECHNOLOGY M ar. 　 2 0 0 7
文章编号:1001 -9499 (2007) 02 - 0044 -03
预处理对龙竹竹材吸湿膨胀特性的影响
田　芸 1　孙照斌2　郑建伟2
(1.河北农业大学图书馆 , 保定　071000;2.河北农业大学林学院 , 保定　071000)
摘要:对不同预处理竹材的吸湿膨胀特性进行测试和分析的结果表明 , 不同处理后的竹材 , 各个方向上吸湿膨
胀特性差异显著 , 且竹间部位和竹节部位的吸湿膨胀特性也有一定差异 , 预处理试件径向和弦向吸湿膨胀率均
大于未处理试件吸湿膨胀率;100℃水煮试件吸湿膨胀率大于 100℃汽蒸试件和短时间低功率微波处理竹材试件
的吸湿膨胀率。
关键词:竹材;预处理;吸湿;膨胀率
中图分类号:S 795. 7, S 781.3　　　　文献标识码:A
1　材料与方法
1.1　材料和设备
龙竹产于云南思茅地区 , 为新采鲜竹 , 高度
20 m以上 , 胸径约 15 cm , 带竹青竹黄的竹壁厚
15 ～ 40 mm , 选取距根部 0.5 ～ 3.0 m段的竹子为
试材。手工将竹筒劈为长 0.8m , 宽 20 ～ 30mm的
竹片 , 竹片浸泡于实验室水池中备用 。
试验时 , 将竹片从水池取出稍晾干 , 然后用
平刨除去竹青竹黄 , 加工成规格为 20mm (长度 )
×20 mm (宽度 ) ×12mm (厚度 )的试材 。
试验仪器:烘箱 、 电子天平 、 电子卡尺
(0.01mm)、百分表 (0.01 mm)、 吸湿容器 、 家
用微波炉。
调湿溶液:醋酸钠溶液 (NaC2H 3O 2 3H2O),
该饱和盐溶液在温度 20℃时 , 相对湿度为
76%[ 3] 。
特别说明:本试验采用的龙竹材料均为去掉
竹青和竹黄的竹片 , 论文中所提到的竹青 、 竹黄
是指竹片中靠竹青或靠竹黄的一侧 , 而不是植物
构造意义上带竹皮的竹青和竹黄。
1.2　方　法
考察比较水热处理 (水煮 、 汽蒸 )和微波处
理对竹材吸湿膨胀特性的影响 , 并与未处理试件
比较对照。
水煮处理在 3种温度下 (60、 80、 100 ℃)
分别水煮 3 h;汽蒸处理在 100 ℃下汽蒸 3 h;微
波处理是在家用微波炉中用 180W 处理 10 m in。
所有试件处理后在烘箱中绝干 , 然后进行吸湿试
验 。每组 10个试件[ 4] 。
2　结果与讨论
2.1　未处理竹材的吸湿膨胀特性
未处理竹材竹间和竹节吸湿膨胀率的比较结
果 (图 1)显示:(1)不同方向上:竹间 , 径向
吸湿膨胀率 >弦向吸湿膨胀率 >纵向吸湿膨胀率;
竹节 , 弦向吸湿膨胀率 >径向吸湿膨胀率 >纵向
吸湿膨胀率 。 (2)竹节和竹间比较:竹节径向吸
湿膨胀率 <竹间径向竹节膨胀率;竹节弦向吸湿
膨胀率 >竹间弦向竹节膨胀率 。
图 1　未处理竹间试件和
竹节试件吸湿膨胀率
第 2期 田　芸等:预处理对龙竹竹材吸湿膨胀特性的影响
2.2　不同温度水煮处理竹间试件的吸湿膨胀特性
　　竹间试件 , 在弦向:100℃水煮试件弦向吸湿
膨胀率 >80℃水煮试件弦向吸湿膨胀率 >60℃水
煮试件弦向吸湿膨胀率;在径向:100℃水煮试件
径向吸湿膨胀率 >80℃水煮试件径向吸湿膨胀率
>60℃水煮试件径向吸湿膨胀率;相同处理温度
下吸湿膨胀率比较:径向 >弦向 >纵向 (图 2)。
图 2　不同温度水煮处理竹间试件的比较
2.3　汽蒸处理竹间试件的吸湿膨胀特性
汽蒸 3h竹间试件吸湿膨胀率的变化情况 (图
3)显示 ,汽蒸处理试件:径向吸湿膨胀率 >弦向吸
图 3　汽蒸处理竹间试件的吸湿膨胀率
湿膨胀率 >纵向吸湿膨胀率;在弦向 , 竹青吸湿
膨胀率 >竹黄吸湿膨胀率 。
2.4　微波处理竹间试件的吸湿膨胀率
　　微波处理竹间试件的吸湿膨胀率比较 (图 4)
结果 , 径向吸湿膨胀率 >弦向吸湿膨胀率 >纵向
吸湿膨胀率;在弦向 , 竹青吸湿膨胀率 >竹黄吸
湿膨胀率。
图 4　微波处理竹间试件的吸湿膨胀率比较
2.5　综合比较
各种预处理试件吸湿膨胀率比较结果 (见表),
在弦向:未处理竹节吸湿膨胀率最大 , 100℃水煮和
100℃汽蒸竹间试件差异不大 , 均比未处理竹间试件
大 1倍多 , 短时间微波处理竹间试件和未处理竹间
试件相近。在径向:100℃汽蒸竹间吸湿膨胀率最大 ,
微波处理和水煮处理竹间试件次之 , 最小为未处理
竹间试件 , 100℃汽蒸竹间是未处理竹间试件 2倍多。
在纵向:未处理竹间试件吸湿膨胀率最大 , 100℃汽
蒸竹间最小 , 两者相差 6倍。不同方向比较:竹间
试件径向吸湿膨胀率是弦向的 1 ～ 2倍 , 而竹节试件
径向吸湿膨胀率是弦向的 0.5倍;径向和弦向均比纵
向大较多。
各种预处理试件吸湿膨胀率比较 %
试件种类 弦向竹青
弦向
竹黄
弦向
平均
径向
平均
纵向
竹青
纵向
竹黄
纵向
平均
径向 /
弦向
径向 /
纵向
弦向 /
纵向
未处理 (竹间) 2. 58 2. 9 2. 66 2. 74 0. 19 0. 94 0. 56 1. 03 4. 89 4. 75
未处理 (竹节) 6. 85 4. 26 5. 56 3. 02 0. 14 0. 33 0. 24 0. 54 12. 58 23. 17
100℃水煮竹间 - - 4. 21 4. 99 - - 0. 29 1. 19 17. 21 14. 52
100℃汽蒸竹间 4. 77 3. 54 4. 15 6. 48 0. 23 -0. 05 0. 09 1. 56 72. 00 46. 11
微波处理竹间 2. 9 2. 31 2. 58 5. 17 0. 23 0. 28 0. 26 2. 00 19. 88 9. 92
2.6　讨　论
竹材试件水煮和汽蒸预处理后 , 吸湿膨胀率
增加 , 吸湿速度加快。原因在于大量的非细胞壁
物质即抽提物存在于活组织的细胞中 , 有可溶性
糖 、淀粉 、 果胶质 、 树胶 、 蛋白质 、 氨基酸 、 生
物碱 、 脂肪 、 蜡 、 甾醇 、 树脂 、 香精油 、 单宁 、
木酚素 、 醇类 、 色素 、 有机酸和电解质等 [ 2] 。竹
材经过水热处理 (水煮 、 汽蒸 )后 , 其中的冷热
水抽提物大部分溶出 , 使竹材纵横向水分渗透性
提高 , 水分移动更畅通 , 因而吸湿速度加快;同
时 , 竹材经过水热处理后 , 淀粉 、 树胶等阻碍竹
材膨胀的内含物大量溶出 , 从而导致竹材膨胀加
剧 , 故竹材经过水热处理后膨胀率变大 。水煮处
理与汽蒸处理相比较 , 水煮处理能使竹材内含物
更容易溶出 , 同时 , 随水煮温度升高 , 竹材内可
溶性物质溢出更多 , 竹材内部空隙越多 。所以竹
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林　业　科　技 第 32卷
材经水煮处理后 , 吸湿速度较汽蒸处理的竹片快 ,
吸湿膨胀率也较汽蒸处理的竹片大。
短时间低功率微波处理只能使部分抽提物溶
出 , 故微波处理竹材试件的吸湿膨胀率比蒸煮处
理竹材试件的吸湿膨胀率要小 。
另外 , 试验竹材出现吸湿后纵向尺寸变小现
象 , 这可能是竹材试件的泊松效应。当试件放入
吸湿容器后 , 竹材试件各个方向迅速吸湿膨胀 ,
径向和弦向的变化远快于纵向长度方向 。如
100℃汽蒸处理竹间试件 , 径向膨胀率达 6.48%,
弦向膨胀率达 4.15%时 , 纵 向膨胀率仅 为
0.09%。在个别吸湿阶段甚至出现吸湿后纵向尺
寸变小现象 , 即径向和弦向的快速膨胀抑制了纵
向的膨胀 , 使纵向长度方向膨胀趋于缓和 , 甚至
尺寸缩小。
3　结　论
未处理竹材试件 , 竹节径向吸湿膨胀率小于
竹间径向竹节膨胀率;竹节弦向吸湿膨胀率大于
竹间弦向竹节膨胀率;在竹间:径向吸湿膨胀率
大于弦向吸湿膨胀率和纵向吸湿膨胀率;在弦向:
竹青吸湿膨胀率大于竹黄吸湿膨胀率;在竹节:
弦向吸湿膨胀率大于径向吸湿膨胀率和纵向吸湿
膨胀率 。
预处理对竹材吸湿膨胀性有显著影响 , 预处
理试件径向和弦向吸湿膨胀率均大于未处理试件
吸湿膨胀率。 100℃水煮试件吸湿膨胀率大于
100℃汽蒸试件吸湿膨胀率 。短时间低功率微波处
理竹材试件的吸湿膨胀率比蒸煮处理竹材试件的
吸湿膨胀率小。竹材纵向吸湿膨胀出现了泊松效
应 , 即径向和弦向的快速膨胀抑制了纵向的膨胀 ,
使纵向长度方向膨胀趋于缓和 , 甚至纵向尺寸缩
小 。
参　考　文　献
[ 1] 　孙照斌 .龙竹竹材热压干燥工艺影响因素的研究 [ J] . 林
业科技 , 2006, 31 (4):37 - 40.
[ 2] 　张齐生著 .中国竹材工业化利用 [M ] . 北京:中国林业
出版社 , 1995.
[ 3] 　[美 ] 约翰 .F.肖著 .肖亦华等译 .木材传质传热过程
[M ] . 北京:中国林业出版社 , 1989.
[ 4] 　孙照斌 , 田芸, 张晓燕 .热压干燥对竹材吸湿膨胀特性的
影响 [ J] . 林科科技 , 2006, 31 (5):45 - 47.
收稿日期:2006 - 07 -20
Effects of Pretreatm ent on Character ofHygroscop ic ity
and Expansion of Bamboo Tmi ber
TIAN Yun
(Agricultura lUniversity ofHebei, Baod ing　071000)
Abstract　The hyg ro scopic and expansion o f bamboo timber in different pre treatmentwe re measured and
analyzed, The resu lt show ed that the difference of hyg roscopic and expansion of bamboo timber among
th ree direc tion w as distinct, and there w as definite diffe rence between the kno t section and knotless
section also. The pre treatment methods and the struc ture o f bamboo had significant effects on The
expanding behav iors of bamboo sample, and the expand ing ra te o f bamboo samp le pre treated in the radia l
direction and in the tangential d irection we re bigger than tha t o f sample untrea ted. The expanding rate of
the sample pretrea ted w ith soaking in 100℃ was bigger than tha t of sample pre treated w ith steam ing in
100℃ and w ith m icrow ave for short time.
Key words　 Bamboo timber;Pre treatment;Hygroscopic;Expansion
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