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Wood Chemical Modification: the State of the Art of Technologies and Commercialization

木材化学功能改良技术进展与产业现状


木材化学功能改良旨在通过物理或化学的方法(主要是利用热或具有反应活性官能团的低分子单体/低聚体),对木材细胞壁成分进行永久改变和/或对木材细胞腔进行物理填充,由此改善木材的各项物理力学性能,并赋予其特定的新功能,提高木材的附加值,延长木材的使用寿命,从而实现木材的高效节约利用,缓解木材资源紧张的局面。对国内、国际上木材功能改良技术的发展和现状进行系统回顾,介绍炭化处理、乙酰化、氮甲氧基树脂处理、糠醇处理、热固性树脂处理等典型改性技术的原理、产品性能的优缺点及其商业化现状,展望木材功能改良技术发展面临的机遇与挑战。

Wood modification is the technologies with which the properties of wood are permanently altered by heating at high temperatures or reacting with low molecular weight monomers or oligomers. The specific properties of wood are consequently improved and certain new characteristics imparted due to the modification. The modified woods can resultantly serve for a longer term compared to the non-modified ones. As a result, the tension due to the lack of wood resource can be reduced. In this paper, the development and the state of the art of wood modification are systematically reviewed. The typical modification technologies such as thermal treatment, acetylation, treatments with N-methylol compounds, furfurylation, and impregnation with thermoset resins are introduced. The effects of chemical modification on the properties of the resulting wood are analyzed and the commercialization status of modified products presented. Consequently, an outlook for the development trends and challenges of wood modification is given.


全 文 :第 源愿 卷 第 怨 期
圆 园 员 圆 年 怨 月
林 业 科 学
杂悦陨耘晕栽陨粤 杂陨蕴灾粤耘 杂陨晕陨悦粤耘 灾燥造郾 源愿袁晕燥郾 怨杂藻责援 袁圆 园 员 圆
收稿日期院 圆园员员 原 员园 原 园怨曰 修回日期院 圆园员圆 原 园缘 原 员怨遥
基金项目院 国家林业公益性行业科研专项渊圆园员园园源园园远鄄源冤曰 中央高校基本科研业务费专项资金渊阅蕴员圆阅月园圆冤曰 哈尔滨市科技创新人才研究
专项项目渊圆园员圆砸云载载晕园圆员冤遥
木材化学功能改良技术进展与产业现状
谢延军摇 符启良摇 王清文摇 王海刚
渊东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室摇 哈尔滨 员缘园园源园冤
摘摇 要院摇 木材化学功能改良旨在通过物理或化学的方法渊主要是利用热或具有反应活性官能团的低分子单体 辕低
聚体冤袁对木材细胞壁成分进行永久改变和 辕或对木材细胞腔进行物理填充袁由此改善木材的各项物理力学性能袁并
赋予其特定的新功能袁提高木材的附加值袁延长木材的使用寿命袁从而实现木材的高效节约利用袁缓解木材资源紧
张的局面遥 对国内尧国际上木材功能改良技术的发展和现状进行系统回顾袁介绍炭化处理尧乙酰化尧氮甲氧基树脂
处理尧糠醇处理尧热固性树脂处理等典型改性技术的原理尧产品性能的优缺点及其商业化现状袁展望木材功能改良
技术发展面临的机遇与挑战遥
关键词院摇 木材功能改良曰 热处理曰 浸渍处理曰 细胞壁改性曰 耐久性
中图分类号院杂苑愿员郾 苑摇 摇 摇 文献标识码院粤摇 摇 摇 文章编号院员园园员 原 苑源愿愿渊圆园员圆冤园怨 原 园员缘源 原 员园
宰燥燥凿 悦澡藻皂蚤糟葬造 酝燥凿蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶院 贼澡藻 杂贼葬贼藻 燥枣 贼澡藻 粤则贼 燥枣
栽藻糟澡灶燥造燥早蚤藻泽 葬灶凿 悦燥皂皂藻则糟蚤葬造蚤扎葬贼蚤燥灶
载蚤藻 再葬灶躁怎灶摇 云怎 匝蚤造蚤葬灶早摇 宰葬灶早 匝蚤灶早憎藻灶摇 宰葬灶早 匀葬蚤早葬灶早
渊运藻赠 蕴葬遭燥则葬贼燥则赠 燥枣 月蚤燥鄄月葬泽藻凿 酝葬贼藻则蚤葬造 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠 燥枣 酝蚤灶蚤泽贼则赠 燥枣 耘凿怎糟葬贼蚤燥灶摇 晕燥则贼澡藻葬泽贼 云燥则藻泽贼则赠 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠摇 匀葬则遭蚤灶 员缘园园源园冤
粤遭泽贼则葬糟贼院摇 宰燥燥凿 皂燥凿蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 蚤泽 贼澡藻 贼藻糟澡灶燥造燥早蚤藻泽 憎蚤贼澡 憎澡蚤糟澡 贼澡藻 责则燥责藻则贼蚤藻泽 燥枣 憎燥燥凿 葬则藻 责藻则皂葬灶藻灶贼造赠 葬造贼藻则藻凿 遭赠 澡藻葬贼蚤灶早 葬贼
澡蚤早澡 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻泽 燥则 则藻葬糟贼蚤灶早 憎蚤贼澡 造燥憎 皂燥造藻糟怎造葬则 憎藻蚤早澡贼 皂燥灶燥皂藻则泽 燥则 燥造蚤早燥皂藻则泽援 栽澡藻 泽责藻糟蚤枣蚤糟 责则燥责藻则贼蚤藻泽 燥枣 憎燥燥凿 葬则藻
糟燥灶泽藻择怎藻灶贼造赠 蚤皂责则燥增藻凿 葬灶凿 糟藻则贼葬蚤灶 灶藻憎 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 蚤皂责葬则贼藻凿 凿怎藻 贼燥 贼澡藻 皂燥凿蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶援 栽澡藻 皂燥凿蚤枣蚤藻凿 憎燥燥凿泽 糟葬灶
则藻泽怎造贼葬灶贼造赠 泽藻则增藻 枣燥则 葬 造燥灶早藻则 贼藻则皂 糟燥皂责葬则藻凿 贼燥 贼澡藻 灶燥灶鄄皂燥凿蚤枣蚤藻凿 燥灶藻泽援 粤泽 葬 则藻泽怎造贼袁 贼澡藻 贼藻灶泽蚤燥灶 凿怎藻 贼燥 贼澡藻 造葬糟噪 燥枣 憎燥燥凿
则藻泽燥怎则糟藻 糟葬灶 遭藻 则藻凿怎糟藻凿援 陨灶 贼澡蚤泽 责葬责藻则袁 贼澡藻 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 葬灶凿 贼澡藻 泽贼葬贼藻 燥枣 贼澡藻 葬则贼 燥枣 憎燥燥凿 皂燥凿蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 葬则藻 泽赠泽贼藻皂葬贼蚤糟葬造造赠
则藻增蚤藻憎藻凿援 栽澡藻 贼赠责蚤糟葬造 皂燥凿蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 贼藻糟澡灶燥造燥早蚤藻泽 泽怎糟澡 葬泽 贼澡藻则皂葬造 贼则藻葬贼皂藻灶贼袁 葬糟藻贼赠造葬贼蚤燥灶袁 贼则藻葬贼皂藻灶贼泽 憎蚤贼澡 晕鄄皂藻贼澡赠造燥造
糟燥皂责燥怎灶凿泽袁 枣怎则枣怎则赠造葬贼蚤燥灶袁 葬灶凿 蚤皂责则藻早灶葬贼蚤燥灶 憎蚤贼澡 贼澡藻则皂燥泽藻贼 则藻泽蚤灶泽 葬则藻 蚤灶贼则燥凿怎糟藻凿援 栽澡藻 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣 糟澡藻皂蚤糟葬造 皂燥凿蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 燥灶
贼澡藻 责则燥责藻则贼蚤藻泽 燥枣 贼澡藻 则藻泽怎造贼蚤灶早 憎燥燥凿 葬则藻 葬灶葬造赠扎藻凿 葬灶凿 贼澡藻 糟燥皂皂藻则糟蚤葬造蚤扎葬贼蚤燥灶 泽贼葬贼怎泽 燥枣 皂燥凿蚤枣蚤藻凿 责则燥凿怎糟贼泽 责则藻泽藻灶贼藻凿援
悦燥灶泽藻择怎藻灶贼造赠袁 葬灶 燥怎贼造燥燥噪 枣燥则 贼澡藻 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 贼则藻灶凿泽 葬灶凿 糟澡葬造造藻灶早藻泽 燥枣 憎燥燥凿 皂燥凿蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 蚤泽 早蚤增藻灶援
运藻赠 憎燥则凿泽院摇 憎燥燥凿 皂燥凿蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶曰 澡藻葬贼 贼则藻葬贼皂藻灶贼曰 蚤皂责则藻早灶葬贼蚤燥灶 责则燥糟藻泽泽曰 糟藻造造 憎葬造造 葬造贼藻则葬贼蚤燥灶曰 凿怎则葬遭蚤造蚤贼赠
摇 摇 木材是可再生的传统材料袁具有质量轻尧强重比
高尧弹性好尧耐冲击尧纹理色调丰富美观和易于加工
等优点遥 我国是少林国家袁人均木材占有量仅为世
界平均水平的 员 辕 愿渊陈志林等袁 圆园园苑冤遥 大径优质木
材多要依靠进口袁而随着热带雨林保护意识的增强袁
木材进口渠道迅速减少袁进口成本将大幅攀升遥 为
了增加木材资源的供应量袁我国大力发展了人工速
生林袁人工林面积约为缘 猿圆缘 万 澡皂圆袁占世界人工林
总量的 圆愿豫 袁位居世界首位渊国家林业局森林资源
管理司袁 圆园园缘冤遥 但人工林速生材具有材质疏松尧密
度小尧尺寸稳定性差尧不耐腐等缺点袁导致其产品性
能差袁附加值低遥 因此袁高效利用低质速生木材袁达
到劣材优用的目的袁成为许多木材研究工作者研究
的重点之一遥 通过对木材进行化学功能改良袁改善
木材的尺寸稳定性和耐久性袁延长木材的使用年限袁
提高其产品附加值袁是实现木材高效节约利用的重
要手段遥
木材化学功能改良是通过对木材进行物理和 辕
或化学处理袁由此导致木材细胞壁分子结构的永久
改变或细胞腔结构的大量封闭袁因而增强木材的尺
寸稳定性尧耐腐朽能力尧力学强度尧表面硬度等性能曰
如果加入特定功能的助剂袁也可同时赋予木材防水尧
阻燃等新的特性遥 木材的功能化技术依据是否注入
试剂以及试剂在细胞中的分布可以大致划分为细胞
摇 第 怨 期 谢延军等院 木材化学功能改良技术进展与产业现状
壁改性和细胞腔处理遥 细胞壁改性是指改性过程中
木材的细胞壁物质经历了化学改变袁其分子结构和
宏观性能均由此而发生永久改变遥 细胞壁改性主要
包括碳化处理尧活性低分子树脂改性尧有机单体接枝
等遥 碳化处理不需要额外加入活性化学试剂袁而主
要是通过高温热降解的方式促使细胞壁物质发生化
学降解和重组袁由此实现功能的增强与改变遥 活性
低分子树脂改性一般要求树脂的分子尺寸足够小袁
以至于其能够在外界助力渊如真空尧加压或木材压
缩回弹吸附冤和载体渊水或其他有机溶剂冤作用下能
通过细胞壁微孔渗透至细胞壁中袁然后在热和催化
剂的作用下与木材细胞壁物质发生化学反应而固定
在细胞壁内部袁实现细胞壁物质结构的永久改变遥
有机单体接枝主要是利用含碳碳双键的有机单体通
过真空加压注入木材细胞壁中袁通过引发剂或射线
辐射作用引发袁促使其与木材细胞壁物质形成自由
基加成反应袁从而接枝到木材细胞壁大分子上遥 细
胞腔处理主要是指将分子尺寸比较大的有机树脂等
在真空尧加压下注入木材中袁由于这类改性剂分子尺
寸大于木材细胞壁微孔尺寸袁因而它们主要集聚在
细胞腔中袁在热 辕催化剂的作用下自身发生缩合反应
而填充尧堵塞细胞腔袁同时与细胞腔内壁接触的活性
官能团可与木材大分子发生接枝反应袁但整体而言袁
木材细胞壁物质基本不受影响遥 常见的细胞腔处理
有热固性树脂渊酚醛尧脲醛尧三聚氰胺冤处理尧石蜡处
理尧硅烷处理等遥
随着技术的发展和市场需求的增长袁木材功能
化技术及其产业化应用也日渐兴起遥 现在已经有多
种功能化木材产品投入到欧美市场袁产量也在逐年
增加遥 在我国袁炭化木是产业化最成功的功能化木
材产品袁由于其处理工艺简单尧投资少尧见效快袁因而
得到很多科研人员和企业的青睐遥 而其他木材化学
功能改良技术在我国也有较深厚的研究基础和技术
储备遥 随着国民经济的快速发展以及国内市场对高
品质木材需求的增加袁这些功能化技术转化为生产
力的条件也逐渐具备遥 本文主要回顾了目前国际尧
国内已经成熟或趋于成熟的木材化学功能改良技
术袁讨论了这些改性处理对木材尺寸稳定性尧生物特
性和物理力学性质的影响袁分析和展望了功能化木
材的产业化现状和远景遥
员摇 热处理渊炭化处理冤
热处理技术是通过物理的方法渊高温加热冤实
现木材组分的永久化学改变袁其基本原理是促使木
材细胞壁物质渊主要是半纤维素和木质素冤在高温
条件下发生热解和分子结构重组袁因此将热处理归
类于化学功能改良遥 热处理木材整体表现为吸湿性
降低袁尺寸稳定性增加渊杂贼葬皂皂 藻贼 葬造援袁 员怨猿苑冤遥 热处
理技术已经广泛转化为生产力袁有多种不同的热处
理木材产品在欧美和国内市场上销售遥
木材热处理是将木材在高温渊员远园 耀 圆远园 益冤下
进行加热处理特定的时间袁其中加热介质为水蒸气尧
植物油等遥 杂贼葬皂皂 等渊员怨猿苑冤已报道了木材热处理
对木材尺寸稳定性的影响袁并对热处理木材变色和
吸湿性进行了研究遥 近年来袁热处理技术及其产业
化得到空前发展袁欧洲国家如芬兰尧法国尧荷兰尧德国
和葡萄牙等先后开发了不同的工业处理技术遥
圆园 世纪 愿园 年代末袁荷兰的 孕蕴粤栽韵 月灾 公司开
发了木材 孕造葬贼燥水热处理技术袁主要是利用木材细胞
壁中的水分袁使其在热作用下发生降解遥 孕造葬贼燥 工艺
大致可分为 源 个阶段渊月燥燥灶泽贼则葬 藻贼 葬造援袁 员怨怨愿冤院首先是
热水解阶段袁在密封的处理罐中将刚伐下的新鲜木
材或气干材升温到 员远园 耀 员怨园 益并保持 源 耀 缘 澡袁由于
木材中水分的蒸发袁内部压力增加曰 第二袁采用常规
的木材干燥工艺将木材干燥至 员园豫左右的平衡含
水率并维持 猿 耀 缘 天曰 第三袁热处理阶段袁将处理容
器的温度再次升高至 员苑园 耀 员怨园 益袁持续员源 耀 员远 澡曰
第四袁降温调湿阶段袁将温度和湿度在常压下调节至
平衡并保持 圆 耀 猿 天遥 为了避免可能发生的副反应
如半纤维素水解袁可以根据实际情况适当降低处理
温度渊栽躁藻藻则凿泽皂葬 藻贼 葬造援袁 员怨怨愿冤遥
法国的 晕藻憎 韵责贼蚤燥灶 宰燥燥凿 渊晕韵宰冤公司开发了木
材 砸藻贼蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶处理工艺遥 木材渊含水率约 员圆豫 冤在
氮气保护下袁缓慢加热至 圆园园 耀 圆源园 益遥 处理罐中的
氧气控制在 圆豫以下袁以降低木材细胞壁物质的热
氧化降解遥 德国的 酝藻灶扎 匀燥造扎 公司利用植物油为传
热介质袁在密封的处理容器中将木材于不同的温度
下处理不同的时间袁处理完成后热油被抽走渊图 员冤遥
在保证获得优异耐久性能的前提下尽量减少植物油
的消耗袁可将处理温度设定在 圆圆园 益 渊砸葬责责 藻贼 葬造援袁
圆园园圆冤遥 为了在可接受的力学性能降低范围内获得
最大的耐久性袁处理温度可调节为员愿园 耀 圆园园 益遥 对
于截面尺寸为 员园园 皂皂 伊 员园园 皂皂尧长度为 源 皂 的方
材而言袁在最高温度下的持续时间一般为 圆 耀 源 澡袁加
上前期的预热和处理后的冷却时间袁总的时间需要
约 员愿 澡遥 使用植物油的目的是为了均一尧快速地加
热袁排除处理空间的氧气遥 常用的植物油是蓖麻油袁
但其缺陷是处理后的木材有气味产生遥 由于在生产
过程中植物油的反复使用袁其中的挥发性组分蒸发袁
以及木材降解组分的溶入袁所用植物油的黏度会逐
缘缘员
林 业 科 学 源愿 卷摇
渐增加袁颜色也会发生改变遥
图 员摇 德国 酝藻灶扎 匀燥造扎公司的木材
油热处理工业罐
云蚤早援 员摇 韵蚤造鄄澡藻葬贼鄄贼则藻葬贼皂藻灶贼 责则燥糟藻泽泽 增藻泽泽藻造 枣则燥皂
酝藻灶扎 匀燥造扎袁 郧藻则皂葬灶赠
栽澡藻则皂燥 宰燥燥凿是芬兰研究中心 灾栽栽与芬兰相关
企业联合开发的木材热处理技术袁并已经在芬兰热
处理木材协会 渊 云蚤灶灶蚤泽澡 栽澡藻则皂燥 宰燥燥凿 粤泽泽燥糟蚤葬贼蚤燥灶袁
圆园园猿冤的相关企业成员中投入生产遥 该工艺是采用
水蒸气为加热介质袁空气的含量控制在 猿豫 耀 缘豫 袁
以减少处理材颜色的改变遥 该工艺大致分 猿 个阶
段院第一阶段袁升温干燥袁木材迅速被加热到 员园园 益袁
然后加热速度减慢袁待达到 员猿园 益后保持在该温度
下直至木材的含水率接近为零曰 第二阶段为加热处
理袁将木材的温度升至 员愿缘 耀 圆员缘 益并维持圆 耀 猿 澡曰
第三阶段为冷却和调湿袁用水喷淋将温度重新降到
愿园 耀 怨园 益袁控制处理材的含水率在源豫 耀苑豫 遥
除了这些在欧洲已经产业化的木材热处理技术
之外袁亚洲和北美的有关研究人员如日本渊运怎遭燥躁蚤皂葬
藻贼 葬造援袁 圆园园园 冤尧土耳其 渊 粤噪早俟造 藻贼 葬造援袁 圆园园苑 冤尧美国
渊运葬皂凿藻皂 藻贼 葬造援袁 圆园园园冤和加拿大 渊 郧澡燥造葬皂蚤 藻贼 葬造援袁
圆园园猿冤等也大量报道了木材热处理的相关技术遥 我
国热处理技术的开发兴起于 圆园 世纪 怨园 年代遥 刘元
渊员怨怨猿冤通过接触角测定分析了热处理对木材表面
性能的影响遥 曹金珍等渊员怨怨苑冤研究了热处理木材
的水蒸气吸附热力学特性袁结果表明高于 员缘园 益的
热处理温度能显著减少处理材的吸湿速率遥 孙伟伦
等渊圆园员园冤以空气和 晕圆为传热介质袁在 员愿园 耀 圆源园 益
下处理落叶松渊蕴葬则蚤曾 早皂藻造蚤灶蚤蚤冤袁处理木材的抗胀缩
率可达到 远园豫 遥 李延军等 渊 圆园员园 冤 和李贤军等
渊圆园员员冤对杉木渊悦怎灶灶蚤灶早澡葬皂蚤葬 造葬灶糟藻燥造葬贼葬冤和樟子松
渊孕蚤灶怎泽 泽赠造增藻泽贼则蚤泽 增葬则援 皂燥灶早燥造蚤糟葬冤木材进行高温热处
理袁发现经高温处理的木材颜色变深袁随着处理温度
和时间的增加袁处理后的木材表面液体润湿性降低袁
粤杂耘可达 猿源郾 苑豫 耀 缘员郾 愿员豫 袁而抗弯强度和弹性模
量分别下降 员怨郾 源缘豫和 远郾 远猿豫 遥 蔡家斌等渊圆园园怨冤分
别采用 员苑园袁员怨园袁圆员园 益对樟子松板材进行了热处
理袁处理材的吸湿性比对照样下降 圆园豫 耀 缘园豫 袁随
着温度的升高袁处理材的抗弯强度依次下降
员郾 源愿豫 袁员园郾 缘豫和 猿园郾 源圆豫 遥 李家宁等渊圆园员园冤和李
民等 渊 圆园员员 冤 研 究 热 处 理 对 橡 胶 木 渊 匀藻增藻葬
遭则葬泽蚤造蚤藻灶泽蚤泽冤褐腐和力学性能的影响袁结果是热改性
木经褐腐培育后袁其质量损失率由未处理材的
缘缘郾 怨猿豫减少到 员员郾 远猿豫 袁耐久性由不耐腐等级提高
到耐腐等级袁员愿园 益处理导致橡胶木的抗弯强度和
模量分别降低 员怨郾 猿豫和 员员郾 圆豫 遥 陈人望等渊圆园员园冤
和马星霞等渊圆园员员冤对樟子松热处理材进行室内防
霉尧 防蚁蛀及野外埋地检测袁樟子松热处理材对霉
菌的平均防治效力仅为 圆缘豫 袁且不能抵抗变色菌和
白蚁的侵蚀袁所以热处理材应用于白蚁危害严重的
区域时袁 需添加防虫剂遥
经过热处理后的木材袁其耐久性尧水蒸气吸附能
力尧干缩湿胀行为尧力学强度等均会发生改变袁改变
的程度取决于所用木材的种类和处理工艺袁其中处
理温度和处理空间氧气的含量对性能的影响至关重
要遥 由于热处理过程中木材内部的树脂大量向外迁
移袁这就减少了处理木材在使用过程中树脂外迁造
成的问题遥 与未处理木材相比袁热处理能够增强木
材耐菌腐的能力渊运葬皂凿藻皂 藻贼 葬造援袁 圆园园圆曰宰藻蚤造葬灶凿 藻贼
葬造援袁 圆园园猿 冤遥 杂糟澡藻蚤凿蚤灶早 等 渊 圆园园缘 冤 依据欧洲标准
耘晕员员猿渊实验室检测冤和 耘晕圆缘圆渊野外检测冤测试了 怨
个欧洲生产商生产的 缘 个树种共计 员猿 种热处理木
材的耐菌腐能力袁结果表明袁所检测的热处理产品均
具有很好的耐腐朽能力袁耐久性等级分类可达野稍
微耐久冶至野耐久冶袁所用菌种 孕燥则蚤葬 责造葬糟藻灶贼葬 对热处
理针叶材的腐朽要高于热处理阔叶材遥 热处理木材
耐腐朽的原因可归结于如下几个方面渊运葬皂凿藻皂 藻贼
葬造援袁 圆园园圆曰 宰藻蚤造葬灶凿 藻贼 葬造援袁 圆园园猿冤院员冤 热处理后袁木材
的吸湿性降低袁使得腐朽菌生存环境的湿度不适宜
其生长曰 圆冤 半纤维素在热处理过程中被降解袁使得
腐朽菌缺乏赖以生存的食物曰 猿冤 热处理导致木材
细胞壁物质发生了永久的化学变化袁致使腐朽菌对
其不再认知遥
热处理过程中由于半纤维素水解产生乙酸袁所
以木材呈现酸性袁其酸度随着热处理时间和温度的
增大而增加渊栽躁藻藻则凿泽皂葬 藻贼 葬造援袁 圆园园缘冤遥 云栽陨砸 分析表
明袁在高温下袁处理材的谱图在 员 苑源园 糟皂 原员峰处明显
减弱袁这主要归因于半纤维素中乙酰基发生断裂遥
热处理过程木材分子化学变化研究显示袁木材细胞
壁物质在加热过程中可发生脱水反应袁半纤维素和
纤维素分子间的氢键被破坏袁吸湿性相对强的半纤
维素发生热解袁纤维素和木质素大分子链上的羟基
远缘员
摇 第 怨 期 谢延军等院 木材化学功能改良技术进展与产业现状
相对减少袁处理木材整体表现为疏水性曰 同时袁酸催
化降解能够产生各种醛类物质袁它们能够与木质素
等成分发生交联反应袁使得木质素发生缩合重组袁因
而袁处理材的尺寸稳定性得以改善袁测定的抗胀缩系
数 粤杂耘 一般在 员园豫 耀 远缘豫 之间渊 栽躁藻藻则凿泽皂葬 藻贼 葬造援袁
员怨怨愿曰 运葬皂凿藻皂 藻贼 葬造援袁 圆园园圆曰 杂糟澡藻蚤凿蚤灶早 藻贼 葬造援袁 圆园园缘冤遥
热处理改善木材耐腐性和尺寸稳定性的同时袁也伴
随部分性能的降低袁主要表现为弹性模量尧抗压强
度尧抗弯强度和抗冲击强度的损失遥 通过对不同树
种木材进行热处理后发现袁热处理木材的弹性模量
可降低 员园豫 耀 缘园豫 尧抗弯强度降低 圆园豫 耀 源园豫 尧冲
击强度降低 猿园豫 耀 远园豫 遥 处理温度越高袁时间越
长袁木材力学性能降低越明显袁木材颜色变得越深
渊耘泽贼藻增藻泽 藻贼 葬造援袁 圆园园苑曰 运燥则噪怎贼 藻贼 葬造援袁 圆园园愿葬曰 圆园园愿遭曰
运怎遭燥躁蚤皂葬 藻贼 葬造援袁 圆园园园冤遥
在热处理技术的产业化应用方面袁欧洲走在世
界的前列袁热处理木材产品主要用于制备室内外家
具尧厨房家具尧装饰材料尧地板和桑拿房内装材料等遥
中国把热处理后的木材称为炭化木袁在这个领域的
研究相对晚些袁现在国内商业化规模还较小袁热处理
设备多为原防腐罐改造袁企业缺乏技术指导袁产品处
理不均匀导致颜色和材性不均一遥 但由于热处理投
资小袁技术相对简单袁加上我国巨大的市场容量袁热
处理技术在国内的发展潜力巨大遥 在相关研究机
构尧行业协会尧国家政策的共同扶植支持下袁在不久
的将来会有很大的发展空间遥
圆摇 木材乙酰化处理
木材乙酰化是研究最早的木材化学功能改良技
术之一袁其原理是利用疏水性乙酰基取代木材细胞
壁物质中的亲水性羟基渊图 圆冤袁从而减少木材中的
羟基数量袁并在细胞壁内部产生充胀作用袁由此提高
木材的尺寸稳定性和耐菌腐能力遥 木材乙酰化研究
始于 员怨圆愿 年渊云怎糟澡泽袁 员怨圆愿冤袁乙酸酐与木材的接枝
反应一般在催化剂渊如吡啶尧醋酸钾等冤和热的共同
作用下实现 渊 杂贼葬皂皂 藻贼 葬造援袁 员怨源苑曰 韵遭葬贼葬赠葬 藻贼 葬造援袁
圆园园愿冤遥 产业化的乙酰化处理技术与实验室技术相
比已经大大简化袁处理体系不需加入催化剂袁而是直
接将木材置于酸酐液体中袁在真空尧压力作用下完全
浸透袁之后将多余的酸酐排除遥 浸渍木材在温度
员圆园 益左右实现酸酐与细胞壁物质的接枝反应袁之
后反应容器抽真空袁以去除未反应的酸酐和反应副
产物醋酸遥 为进一步除去挥发性的反应副产物袁乙
酰化木材需要经历以蒸汽 辕水处理为主的后处理
渊砸燥憎藻造造 藻贼 葬造援袁 员怨愿远冤遥
图 圆摇 酸酐与木材中细胞壁组分的羟基发生接枝反应
云蚤早援 圆摇 悦澡藻皂蚤糟葬造造赠 早则葬枣贼蚤灶早 燥枣 葬灶澡赠凿则蚤凿藻 燥灶贼燥 憎燥燥凿
砸葬皂泽凿藻灶等渊员怨怨苑冤以及 匀蚤造造 等渊员怨怨愿冤研究了
乙酸酐与木材主要组分反应的难易程度袁结果显示
酸酐与木质素的反应最活跃袁半纤维素次之袁纤维素
最低袁聚合温度与接枝反应程度呈正相关性遥 乙酰
化的 悦燥则泽蚤糟葬灶 和 杂糟燥贼泽 责蚤灶藻 边材渊猿园豫质量增加率冤
的抗胀缩系数 粤杂耘 高达 怨园豫 渊悦藻贼蚤灶 藻贼 葬造援袁 圆园园员冤遥
韵遭葬贼葬赠葬 等渊圆园园愿曰 圆园园怨冤将醋酸酐和醋酸钾渊催化
剂冤溶液体系浸渍到木材中袁使之与细胞壁发生乙
酰化反应袁置换亲水性的羟基袁结果发现袁在 员圆园 益
条件下醋酸钾能够有效催化醋酸酐在木材上的接枝
反应袁仅用 猿园 皂蚤灶反应时间宰孕郧就达到 圆园豫 袁处理
木材的尺寸稳定性得到改善渊达 苑园豫以上冤袁纤维饱
和点和含水率降低达 苑园豫 渊在 圆园豫 宰孕郧 和 怨园豫
砸匀测试条件下冤遥 云栽陨砸尧载孕杂 分析进一步证实了木
材中羟基数量减少袁羰基数量增加袁处理后的木材细
胞壁的结晶度增加渊栽泽藻则噪蚤 藻贼 葬造援袁 圆园园缘冤遥 载砸阅 分析
发现乙酰化处理后结晶程度增加袁这主要归因于酸
酐与纤维素非结晶区物质尧木质素和半纤维素反应
而增大结晶程度渊在葬枣藻蚤则燥责燥怎造燥泽 藻贼 葬造援袁 圆园园圆冤遥
乙酰化木材能够有效抵抗真菌腐朽渊郧造燥藻燥责澡赠造造怎皂
贼则葬遭藻怎皂袁 悦燥灶蚤燥责澡燥则葬 责怎贼藻葬灶葬 和 悦燥则蚤燥造怎泽 增藻则泽蚤糟燥造燥则冤袁
但这种功能的获得需要以木材获得足够高的试剂增
重率为前提袁一般而言需达到 圆园豫 以上 渊 匀蚤造造袁
圆园园远冤遥 乙酰化处理改善了木材细胞的尺寸稳定
性袁有助于增强涂料和胶黏剂在木材表层的结合力
渊月藻糟噪藻则泽 藻贼 葬造援袁 员怨怨愿冤遥 与涂饰的未处理材相比袁表
面涂饰的乙酰化木材经过 源 年的室外老化袁其表面
的涂料层展现出更少的剥离尧鼓泡尧开裂现象
渊晕蚤藻灶澡怎蚤泽 藻贼 葬造援袁 圆园园猿冤遥 阅则藻澡藻则等渊员怨远源冤发现乙酰
化的 孕燥灶凿藻则燥泽葬 责蚤灶藻的抗弯强度增加了 员园豫 袁但 砸藻凿
燥葬噪和 杂怎早葬则 皂葬责造藻 却降低了 员园豫 遥 其他的一些研
究结果也显示乙酰化处理对木材的强度影响较小
渊蕴葬则泽泽燥灶 藻贼 葬造援袁 员怨怨源曰 孕葬责葬凿燥责燥怎造燥泽袁 圆园园愿冤遥 从应用
的角度讲袁乙酰化导致的木材强度稍微改变并不对
其应用产生实质性的影响遥
虽然乙酰化经历了长期广泛的实验室研究袁但
由于其需要使用吡啶等作为催化剂袁在木材中会残
留挥发性的醋酸副产物袁所以其产业化之路相对较
苑缘员
林 业 科 学 源愿 卷摇
为漫长遥 第一个获得乙酰化处理木材专利的国家是
澳大利亚 渊 杂怎蚤凿葬袁 员怨猿园 冤袁 运燥责责藻则泽 悦燥皂责葬灶赠 早于
员怨远员 开始生产地板用乙酰化木材遥 瑞典的 粤鄄悦藻造造尧
美国 宰藻赠藻则澡葬藻怎泽藻则尧马来西亚尧挪威和德国等生产的
乙酰化木材都已经商业化渊砸燥憎藻造造袁 圆园园远冤遥 荷兰的
栽蚤贼葬灶木材公司最近在欧美市场上推出它们的首款
乙酰化木材产品野粤糟糟燥赠葬冶袁该公司正在 粤则灶澡藻皂 兴
建年产 圆源 园园园 皂猿的室外用门窗尧墙面覆板尧地板用
乙酰化木材遥 最近他们也将目光投向具有广阔市场
空间的中国袁在江苏投资兴建生产基地袁在中国市场
上推出野钻石木渊凿蚤葬皂燥灶凿冤冶为品牌的乙酰化木材遥
猿摇 糠醇处理
糠醇改性的木材袁称为糠醇化木遥 木材需要类
似于乙酰化处理那样的真空加压浸渍袁糠醇浸渍到
木材中后在催化剂渊路易斯酸尧柠檬酸等冤的催化作
用下袁在木材细胞中经历如下反应院首先糠醇自身能
够发生缩合形成低聚物曰 其末端基在高温和催化剂
的共同作用下也可能转变成具有反应活性的基团袁
与木材细胞壁物质发生交联反应 渊 灾藻灶葬泽 藻贼 葬造援袁
圆园园远冤遥 圆园 世纪 缘园 年代袁一些学者用氯化锌作为催
化剂制备糠醇化木渊郧燥造凿泽贼藻蚤灶 藻贼 葬造援袁 员怨缘怨冤袁但是袁用
氯化锌作为催化剂会同时催化木材细胞壁物质降
解袁导致木材的力学性能降低遥 圆园 世纪 怨园 年代袁一
些新的有效催化剂渊环型酸酐尧马来酸酐袁硼酸冤相
继被筛选和应用袁改性木材的尺寸稳定性得到很大
的改善渊砸赠怎 藻贼 葬造援袁 员怨怨圆冤遥
圆员 世纪初袁欧洲国家尤其是挪威和瑞典的科研
人员对糠醇改性木材的研究较多遥 宰藻泽贼蚤灶 等
渊圆园园源 冤 和 耘泽贼藻增藻泽 等 渊 圆园员员 冤 将海岸松 渊 孕蚤灶怎泽
责蚤灶葬泽贼藻则冤木材处理至 猿愿豫的质量增加率袁处理木材
的平衡含水率降低 源园豫 袁尺寸稳定性增加 源缘豫 袁弹
性模量渊酝韵耘冤稍微降低袁弯曲强度稍微增加渊远豫 冤袁
硬度和密度分别增加 缘园豫和 猿苑豫 遥 糠醇处理木材
具有很好的防腐能力袁在使用过程中释放的挥发性
有机物质较少渊蕴葬灶凿藻 藻贼 葬造援袁 圆园园源冤遥 荧光光谱和激
光共聚扫描显微镜分析显示袁由于糠醇的分子尺寸
较小袁其能够进入细胞壁中发生缩合和交联反应袁但
由于细胞壁微纤丝的空间限制袁缩合反应可能收到
抑制渊栽澡赠早藻泽藻灶 藻贼 葬造援袁 圆园员园冤遥
糠醇处理后的木材稍变脆袁处理后的木材颜色
变为棕色遥 由于糠醇来源于玉米秆尧甘蔗渣以及生
物乙醇剩余物袁是天然改性试剂袁其环保特性是该处
理技术的优势遥 挪威的 宰燥燥凿 孕燥造赠皂藻则 栽藻糟澡灶燥造燥早蚤藻泽
粤杂粤 渊宰孕栽冤 已经将木材糠醇处理技术应用到工业
生产袁其产品已经进入市场销售遥 其糠醇化木材在
实验研究阶段称之为 灾蚤泽燥则宰燥燥凿袁后来投入生产并命
名为 运藻遭燥灶赠袁 圆园园源 年第一条生产线开始生产袁圆园园缘
年又增加了 圆 条生产线遥 该产品目前主要的目标市
场是欧洲国家袁产品主要是高档木门窗尧室外地板和
家具渊栽则藻怎 藻贼 葬造援袁 圆园园怨冤遥
源摇 氮羟甲基化合物处理
圆园 世纪 圆园 年代袁以研究甲醛与纤维素的交联
及在棉织物上防皱整理的应用为起点袁至今已有近
百年的历史遥 国外的纺织工业者早期以一些含氮羟
基化合物处理纺织品袁在纺织工业行业中已经发展
得很成熟袁如衣服制品的防皱处理尧织物的着色和固
色尧棉制品印染等渊运则葬怎泽藻 藻贼 葬造援袁 圆园园愿冤遥 由于纺织
品的天然纤维素与木材中的纤维素和半纤维素的结
构极其相似袁因此也可将该技术借鉴到木材改性工
业中来遥
氮羟甲基化合物最具代表性的是 员袁猿 原二羟甲
基 原二羟基 原乙烯脲渊阅酝阅匀耘哉冤袁在木材处理过程
中一般配置成不同浓度的水溶液遥 阅酝阅匀耘哉 溶液
在真空尧压力的作用下渗透进木材细胞壁和细胞腔袁
浸渍后的木材需在 员园园 耀 员圆园 益下干燥袁阅酝阅匀耘哉
在细胞壁中发生缩合和交联反应渊图 猿冤遥 特别值得
一提的是袁浸渍后的木材袁尤其是大尺寸的木材在干
燥过程中容易发生开裂袁因此干燥过程中温度应该
缓慢逐步升高袁或者采用特种干燥遥 开裂的原因可
能是由于试剂在木材中分布不均一造成的渊杂糟澡葬枣藻则贼
藻贼 葬造援袁 圆园园缘冤遥
阅酝阅匀耘哉处理能够增强木材的防腐性能袁将未
处理材与处理材一起暴露于腐朽菌 郧造燥藻燥责澡赠造造怎皂
贼则葬遭藻怎皂 和 悦燥灶蚤燥责澡燥则葬 责怎贼藻葬灶葬 达 员远 周袁对于 郧援
贼则葬遭藻怎皂菌袁未处理材质量损失 源园豫 袁处理材质量损
失仅为 圆豫 耀缘豫 袁而对于 悦援 责怎贼藻葬灶葬袁未处理材质量
损失 缘缘豫 袁处理材损失 源豫 耀 圆园豫 渊杂糟澡葬枣枣藻则 藻贼 葬造援袁
圆园园缘冤遥 载蚤藻 等 渊圆园园缘曰 圆园园远冤 发现 阅酝阅匀耘哉 处理
增强了处理木材在自然和人工老化条件下的耐老化
能力袁涂料和胶黏剂在处理材表面的相互作用也得
到加强袁显著增强了漆膜的抗老化能力遥 苏格兰松
渊孕蚤灶怎泽 泽赠造增藻泽贼则蚤泽冤经 员园豫 耀 圆园豫的 阅酝阅匀耘哉 溶液处
理后袁其抗胀缩系数 粤杂耘 可达 远园豫 遥 阅酝阅匀耘哉 处
理基本不改变木材的抗弯强度袁但是抗拉强度和抗
冲击强度降低可达 源园豫甚至更高渊载蚤藻袁 圆园园远冤袁处理
木材的脆性明显增强渊图 源冤遥 处理材力学性能的降
低主要归结于催化剂的催化水解袁阅酝阅匀耘哉 对微纤
丝的交联也可能减少其在应力下的活动自由度遥
愿缘员
摇 第 怨 期 谢延军等院 木材化学功能改良技术进展与产业现状
氮羟甲基化合物处理木材技术主要由德国巴斯
夫化学公司联合相关高校和科研机构在 圆园 世纪末
共同开发袁在美国尧欧洲尧日本尧澳大利亚尧中国尧印度
等国家和地区申请了专利袁并在一些木材公司尧单板
企业进行了推广应用遥
图 猿摇 阅酝阅匀耘哉与木材羟基的反应及其自身的缩合
云蚤早援 猿摇 砸藻葬糟贼蚤燥灶 燥枣 阅酝阅匀耘哉 葬灶凿 澡赠凿则燥曾赠造 早则燥怎责 燥枣 憎燥燥凿 葬灶凿 糟燥灶凿藻灶泽葬贼蚤燥灶 燥枣 阅酝阅匀耘哉 皂燥造藻糟怎造藻泽
图 源摇 苏格兰松木材拉伸断裂后的晚材细胞微观图像
云蚤早援 源摇 酝蚤糟则燥早则葬责澡泽 燥枣 杂糟燥贼泽 责蚤灶藻 造葬贼藻憎燥燥凿 葬枣贼藻则 贼藻灶泽蚤造藻 枣则葬糟贼怎则藻
葬院 未处理材袁表面显示韧性破坏 哉灶贼则藻葬贼藻凿 憎燥燥凿袁 贼燥怎早澡 枣则葬糟贼怎则藻 泽怎则枣葬糟藻曰
遭院 阅酝阅匀耘哉处理至 圆园豫质量增加率袁表面显示脆性破坏
宰燥燥凿 贼则藻葬贼藻凿 憎蚤贼澡 阅酝阅匀耘哉 贼燥 宰孕郧 燥枣 圆园豫 袁 遭则蚤贼贼造藻 枣则葬糟贼怎则藻 泽怎则枣葬糟藻援
缘摇 有机单体改性
有机单体改性通常是将含 悦 詤悦 的有机单体 辕
低聚体通过真空加压浸渍到木材中袁然后经过自由
基渊如偶氮二异丁腈冤引发或射线渊如 酌 射线冤辐射
使浸渍到木材中的有机单体发生自由基聚合袁所得
改性木材也称为塑合木遥 报道的有机单体有苯乙
烯尧甲基丙烯酸甲酯尧醋酸乙烯尧丙烯腈等乙烯类单
体以及不饱和聚酯尧丙烯类低聚体遥
早在 圆园 世纪 远园 年代袁运葬则责燥增 等渊员怨远园冤就用聚
乙烯和聚苯乙烯混合浸渍木材袁经辐射固化制得塑
合木遥 经聚甲基丙烯酸甲酯渊孕酝酝粤冤或孕灾悦 辕 孕酝酝粤
混合试剂处理的木材袁其抗胀缩系数分别高达 愿苑豫
和 愿猿豫 渊悦葬造造藻贼燥灶 藻贼 葬造援袁 员怨苑园冤遥 由于有机单体在木
材细胞间通道及细胞壁微孔内聚合袁从而堵塞水分
进出的通道袁因而处理木材的吸湿性显著降低
渊运澡葬灶 藻贼 葬造援袁 员怨怨圆冤遥 加入引发剂过氧苯甲酰尧月桂
酸或二甲基苯胺等类型的引发剂袁聚合反应可在常
温下进行袁但需要很长的反应时间遥 褗燥造责葬灶 等
渊员怨怨怨冤研究丙烯醇渊粤粤冤尧丙烯腈渊粤晕冤和 酝酝粤 制
备的塑合木袁结果发现 猿 种塑合木力学性能尧抗老化
和耐腐性能都有所提高袁但 粤晕 辕 酝酝粤塑合木性能改
善效果更好遥 邱坚等渊圆园园猿冤采用乙烯基类系列单
体要要要丙烯腈渊粤晕冤尧甲基丙烯酸甲酯渊酝酝粤冤尧丙烯
酸渊 粤粤冤 三元共聚单体注入西南桤木 渊 粤造灶怎泽
糟则藻皂葬泽贼燥早赠灶藻冤木材中袁制成的塑合木较未处理木材
在顺纹抗压强度尧抗弯强度尧断面硬度方面分别提高
苑远郾 苑豫 袁怨园郾 源豫 袁员园圆郾 猿豫 袁而吸水率则降低 缘远郾 苑豫 遥
粤躁躁蚤渊圆园园远冤用丙烯酸丁酯渊月粤冤尧甲基丙烯酸丁
酯渊月酝粤冤尧粤晕尧苯乙烯渊杂栽冤和丙烯酰胺渊粤粤皂冤处理
获得的塑合木袁拉伸和压缩强度都有不同程度增大遥
月葬赠泽葬造等渊圆园园苑冤以 杂栽袁酝酝粤 和 杂栽 辕 酝酝粤 为改性试
剂袁加入硼酸渊月粤冤和硼砂渊月载冤作为助剂处理木材袁
结果发现袁杂栽 是非极性单体袁几乎不与纤维束上的
羟基反应袁加入助剂对 杂栽 辕 酝酝粤 二元体系单体浸渍
木材的 宰孕郧尧粤杂耘 和吸水性渊宰粤冤起到负面作用袁
但增强了处理材的防腐性能遥 缩合木的 粤杂耘 增大
是由于水分进入木材的通道被堵塞袁其进入速度较
未处理材要慢很多袁由此导致缩合木的膨胀较未处
理材低遥 李永峰等渊圆园园怨冤选用甲基丙烯酸缩水甘
油酯作为苯乙烯单体与木材羟基之间的偶联剂以增
强苯乙烯单体与木材之间的界面结合袁与未处理木
材相比袁所得塑合木的静曲强度 渊酝韵砸冤尧 弹性模量
渊酝韵耘冤尧顺纹抗压强度和硬度分别提高 源缘豫 袁缘圆豫 袁
苑员豫和 员源员豫 袁抗胀缩率渊粤杂耘冤提高 猿 倍袁褐腐菌培
养 猿 个月后质量损失渊苑豫 冤明显较未处理材渊苑怨豫 冤
要低遥 杂葬蚤枣怎造等渊圆园员园冤将 缘 种热带树种用 酝酝粤 和
环己烷二异氰酸酯渊匀酝阅陨悦冤按体积比 员颐 员浸渍袁获
得的塑合木结晶度和宏观力学性能都增加遥 有机单
体改性技术虽有很多的研究报道袁但其产业化应用
非常有限袁这是因为处理工艺复杂尧处理材表面不清
洁袁有机单体具有挥发性袁对操作工人的健康有一定
危害袁且在高温自由基聚合过程中可能会出现危险遥
怨缘员
林 业 科 学 源愿 卷摇
另外袁聚合后的有机成分在室外老化过程中经过雨
水冲刷后能够向外迁移沥出袁对环境有不利的影响遥
远摇 热固性树脂改性
用于木材浸渍的热固性树脂主要有脲醛树脂
渊哉云冤尧酚醛树脂渊孕云冤和三聚氰胺甲醛树脂渊酝云冤遥
将低分子质量的热固性树脂低聚体通过真空加压浸
渍的方式浸渍木材袁使其进入木材结构中袁然后通过
加热聚合尧微波加热或热辐射袁使浸渍到木材内部的
脲醛预聚体在受热时固化渊吴玉章等袁 圆园园猿冤遥 另
外袁将热固性树脂浸渍到木材中作为定型剂袁然后通
过木材热压缩的方式袁使之密实定型技术也有广泛
研究遥 钱俊等渊圆园园员冤采用脲醛树脂渊哉云冤浸渍速生
杉木后将其热压密实袁密实化木材性能与树脂浸渍
量尧热压时间紧密相关袁密实后杉木的静曲强度提高
源圆豫 袁弹性模量提高 员苑豫 袁吸水率降低 源缘豫 遥 郧葬燥
等渊圆园园苑冤研究聚氨酯和异氰酸酯浸渍改性杨木
渊孕燥责怎造怎泽 凿藻造贼燥蚤凿藻泽冤袁质量增加率为 圆猿豫的杨木的体
积膨胀率仅为 缘郾 愿豫 袁而未处理材为 员员郾 苑缘豫 曰 处理
材 圆源 澡吸水率为 圆源郾 源豫 袁而未处理材为 缘远郾 缘苑豫 遥
但是处理材的 酝韵砸和 酝韵耘 强度均稍有降低渊处理
材的酝韵砸和酝韵耘分别为 愿远郾 愿愿 酝孕葬和 远 圆源缘 酝孕葬袁
而未处理材为 怨猿郾 圆园 酝孕葬和 远 猿远愿 酝孕葬冤遥 尺寸稳定
性的改善是由于木材中的羟基被异氰基封闭袁还有
聚氨酯沉淀在导管表面上起到堵塞的效果所导致遥
方桂珍等渊员怨怨远曰 员怨怨苑冤研究了低分子质量三聚
氰胺甲醛渊酝云冤树脂固定压缩杨木回弹技术及树脂
与木材的交联机制遥 处理杨木的抗胀缩率渊粤杂耘冤为
源苑豫 袁阻湿率渊酝耘耘冤为 猿远豫 袁低浓度处理即可有效
保持木材的压缩定型曰 三聚氰胺要甲醛与大青杨
渊孕燥责怎造怎泽 怎泽泽怎则蚤藻灶泽蚤泽冤木材细胞壁组分的反应活性顺
序为院木质素 跃 半纤维素 跃 综纤维素遥 郧蚤灶凿造 等
渊圆园园圆冤以云杉渊孕蚤糟藻葬 葬泽责藻则葬贼葬冤树种木材为研究对
象袁用纳米刻痕测试三聚氰胺甲醛树脂处理木材细
胞壁 杂圆的硬度和杨氏模量袁结果发现袁处理导致 杂圆
层杨氏模量增大 猿猿豫 袁硬度和抗压强度也都得到增
强遥 三聚氰胺树脂改性后木材的尺寸稳定性尧阻水
性和充胀性都有所提高渊蕴怎噪燥憎泽噪赠袁 圆园园圆曰 悦葬蚤 藻贼 葬造援袁
圆园园苑冤遥 阅藻噪葬等渊圆园园苑冤也对三聚氰胺树脂浸渍木材
进行研究袁与素材相比袁粤杂耘 提高 员苑郾 缘豫 袁表面硬度
提高 员圆源豫 遥 运蚤皂等渊圆园园缘冤在三聚氰胺树脂中加入
聚醋酸乙烯渊孕灾粤糟冤袁发现在员圆园 益条件下袁三聚氰
胺与聚醋酸乙烯的比例为苑园颐 猿园时袁制备的单板或者
胶合板弯曲强度效果最佳袁甲醛释放量也最少遥 汪
佑宏等渊圆园员员冤利用三聚氰胺改性脲醛树脂对马尾
松渊孕蚤灶怎泽 皂葬泽泽燥灶蚤葬灶葬冤速生材表面进行浸渍强化处
理袁表面强化处理材的抗弯弹性模量尧抗弯强度和横
纹抗压强度分提高 苑郾 缘豫 袁员园郾 缘豫和 猿园郾 猿豫 遥
杂澡葬皂泽等渊圆园园远冤系统研究了低分子质量水溶性
酚醛树脂浸渍热压制备密实型木材袁并分析树脂在
木材内部的渗透和分布情况及对木材结晶度和表面
润湿性的影响遥 刘君良等渊圆园园圆冤研究酚醛树脂处
理杨树木材物理力学性能袁表明随着 孕云 预聚物处
理浓度的增加袁木材的顺纹抗压强度增加渊树脂浓
度为 圆园豫时顺纹抗压强度增加 苑缘郾 圆豫 冤袁随着压缩
率的增加袁抗弯强度和抗弯弹性模量增大渊圆园豫的
压缩率时抗弯强度增加 猿猿郾 缘豫 袁抗弯弹性模量增加
怨郾 圆豫 袁而 缘园豫的压缩率时抗弯强度增加 员园缘郾 愿豫 袁
抗弯弹性模量增加 源猿郾 愿豫 冤遥 低分子质量渊几十到
缘园园冤的酚醛树脂可进入细胞壁中袁故改性效果要比
大分子酚醛树脂渊主要存在于木材细胞腔中冤要好
渊月燥造贼燥灶 藻贼 葬造援袁 员怨愿愿曰 云怎则怎灶燥 藻贼 葬造援袁 圆园园源冤遥
以上 猿 种热固性树脂用于浸渍改性木材还处于
理论和基础研究阶段袁尚未形成工业化生产遥 处理
木材的尺寸稳定性尧耐水性和一些物理力学性能得
到改善袁然而袁脲醛树脂和三聚氰胺树脂的固化时间
短袁在使用过程中易老化袁长期使用亚甲基键会发生
水解袁酚醛树脂需要较高的反应温度袁改性后的木材
颜色变深遥 另外袁猿 种热固性树脂浸渍处理木材在
使用过程中均可能释放出危害性很强的甲醛遥
苑摇 木材功能改良的发展趋势
木材化学功能改良旨在高效节约使用木材袁增
加低质木材的产品附加值袁做到低质优用遥 在低碳尧
环保这一时代大趋势下袁木材化学功能改良技术主
要面临如下机遇与挑战遥
员冤 对木材化学功能改良技术和产品的需求院天
然优质林在世界范围内的禁伐和现代生活对木材的
大量需求袁迫使人们将目光转向低质人工林木材的
利用袁这就为功能改良技术创造了一个需求空间袁为
高附加值的功能化木材产品提供了广阔的市场遥
圆冤 发展环境友好的木材功能改良试剂院现有改
性试剂多数均含有甲醛袁或在使用过程中会水解产
生尧释放甲醛遥 随着人们健康意识的增加和各国环
保标准的迅速提高袁需要进一步筛选尧合成尧开发对
人体无毒尧对环境无害的绿色改良试剂遥
猿冤 发展简单尧安全尧低能耗的处理工艺院要实现
功能改良技术的产业化转化袁所用技术应该在有效
的基础上尽量简化处理工艺步骤袁使之易于操作袁控
制尧避免爆炸尧健康危害等不安全因素袁同时要控制
园远员
摇 第 怨 期 谢延军等院 木材化学功能改良技术进展与产业现状
能源的消耗遥
源冤 解决功能改良对材性的负面影响院由于在改
性过程中大多数技术均会涉及反应催化剂尧高温以
及反应体系中残余的氧气袁这些因素会导致木材细
胞壁物质尤其是纤维素的催化水解与氧化降解袁造
成功能化木材的某些性能如冲击强度降低袁因而限
制其在承重场合的使用遥 针对相关的改良技术袁筛
选适宜的催化剂和优化处理参数袁尽量避免或减少
木材强度的损失是未来技术开发的重大挑战遥
参 考 文 献
蔡家斌袁李摇 涛袁张柏林袁等援 圆园园怨援 高温热处理对樟子松板材物理力
学性能影响的研究援林产工业袁猿远渊远冤院猿员 原 猿源援
曹金珍袁赵广杰袁鹿振友援 员怨怨苑援 热处理木材的水分吸着热力学特性援
北京林业大学学报袁员怨渊源冤院圆远 原 猿源援
陈人望袁李惠明袁钟俊鸿援 圆园员园援热处理改性木材的性能分析郁要要要热
处理木材的防白蚁性能援木材工业袁圆源渊源冤院源怨 原 缘园援
陈志林袁傅摇 峰袁叶克林援 圆园园苑援我国木材资源利用现状和木材回收利
用技术措施援中国人造板袁员源渊缘冤院员 原 猿援
方桂珍袁李 摇 坚袁刘一星援 员怨怨苑援 三聚氰胺要要要甲醛与木材的交联作
用援林业科学袁猿猿渊猿冤院圆缘猿 原 圆缘愿援
方桂珍袁刘一星援 员怨怨远援低分子量 酝云 树脂固定杨木压缩木回弹技术
的初步研究援木材工业袁 员园 渊源冤院员愿 原 圆员援
国家林业局森林资源管理司援 圆园园缘援 第六次全国森林资源清查及森
林资源状况援绿色中国袁渊圆冤院员园 原 员圆援
李家宁袁李摇 民袁李晓文袁等援 圆园员园援 高温热处理改性橡胶木的初步研
究援木工加工机械袁 圆员渊员冤院愿 原 员园援
李摇 民袁李晓文袁秦韶山袁等援 圆园员员援 热处理温度对橡胶木物理性质的
影响援木材工业袁圆缘渊源冤院源苑 原 源怨援
李贤军袁傅摇 峰袁蔡智勇袁等援 圆园员员援 高温热处理对松木颜色和润湿性
的影响规律援 中南业科技大学学报袁猿员渊愿冤院员苑愿 原 员愿圆援
李延军袁唐荣强袁鲍滨福袁等援 圆园员园援 高温热处理杉木力学性能与尺寸
稳定性研究援 北京林业大学学报袁猿圆渊源冤院圆猿圆 原 圆猿远援
李永峰袁刘一星袁于海鹏袁等援 圆园园怨援 甲基丙烯酸缩水甘油酯改善木塑
复合材料性能援复合材料学报袁圆远渊缘冤院员 原 苑援
刘君良袁江泽慧援 圆园园圆援 酚醛树脂处理杨树木材物理力学性能测试援
林业科学袁猿愿渊源冤院员苑远 原 员愿园援
刘摇 元援 员怨怨猿援热处理对水与木材接触角的影响援 中南林学院学报袁
员猿渊圆冤院 员猿远 原 员源员援
马星霞袁 蒋明亮袁 吴玉章袁等援 圆园员员援 樟子松热处理材耐久性能的评
价援木材工业袁圆缘渊员冤院源源 原 源远援
钱摇 俊袁叶良明袁余肖红袁等援 圆园园员援速生杉木的改性研究要要要哉云树脂
浸渍后热压法改性援木材工业袁员缘渊圆冤院员源 原 员缘援
邱摇 坚袁肖绍琼袁杜官本袁等援 圆园园猿援 西南桤木木塑复合材料的研究援
林业科学袁猿怨渊猿冤院怨怨 原 员园缘援
孙伟伦袁李摇 坚援 圆园员园援 高温热处理落叶松木材尺寸稳定性及结晶度
分析表征援林业科学袁源远渊员圆冤院员员源 原 员员愿援
汪佑宏袁顾炼百袁刘启明袁等援 圆园员员援 三聚氰胺改性脲醛对马尾松速生
材性质影响援南京林业大学学报袁猿缘渊员冤院远苑 原 苑园援
吴玉章袁松井宏昭袁片冈厚援 圆园园猿援 酚醛树脂对人工林杉木木材的浸
注性及其改善的研究援林业科学袁猿怨渊远冤院员猿远 原 员源园援
粤躁躁蚤 在援 圆园园远援 孕则藻责葬则葬贼蚤燥灶 燥枣 责蚤灶藻憎燥燥凿 辕 责燥造赠皂藻则 辕 糟燥皂责燥泽蚤贼藻泽 怎泽蚤灶早 早葬皂皂葬
蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶援 砸葬凿蚤葬贼蚤燥灶 孕澡赠泽蚤糟泽 葬灶凿 悦澡藻皂蚤泽贼则赠袁苑缘渊怨冤院员园苑缘 原 员园苑怨援
粤噪早 酝袁郧俟皂俟泽噪葬赠葬 耘袁 运燥则噪怎贼 杂援 圆园园苑援 悦则赠泽贼葬造造蚤灶藻 泽贼则怎糟贼怎则藻 燥枣 澡藻葬贼鄄
贼则藻葬贼藻凿 杂糟燥贼泽 责蚤灶藻 咱 孕蚤灶怎泽 泽赠造增藻泽贼则蚤泽 蕴援 暂 葬灶凿 哉造怎凿葬 枣蚤则 咱 粤遭蚤藻泽
灶燥则凿皂葬灶灶蚤葬灶葬 渊 杂贼藻增援 冤 泽怎遭泽责援 遭燥则灶皂怎藻造造藻则蚤葬灶葬 渊酝葬贼贼枣援 冤暂 憎燥燥凿援
宰燥燥凿 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠袁 源员渊猿冤院圆愿员 原 圆愿怨援
月葬赠泽葬造 耘袁 再葬造蚤灶噪蚤造蚤糟 酝 运袁 粤造贼蚤灶燥噪 酝袁 藻贼 葬造援 圆园园苑援 杂燥皂藻 责澡赠泽蚤糟葬造袁
遭蚤燥造燥早蚤糟葬造袁 皂藻糟澡葬灶蚤糟葬造袁 葬灶凿 枣蚤则藻 责则燥责藻则贼蚤藻泽 燥枣 憎燥燥凿 责燥造赠皂藻则
糟燥皂责燥泽蚤贼藻 渊宰孕悦冤 责则藻贼则藻葬贼藻凿 憎蚤贼澡 遭燥则蚤糟 葬糟蚤凿 葬灶凿 遭燥则葬曾 皂蚤曾贼怎则藻援
悦燥灶泽贼则怎糟贼蚤燥灶 葬灶凿 月怎蚤造凿蚤灶早 酝葬贼藻则蚤葬造泽袁 圆员渊怨冤院员愿苑怨 原 员愿愿缘援
月藻糟噪藻则泽 耘 孕 允袁 酝藻蚤躁藻则 酝袁 酝蚤造蚤贼扎 匀援 员怨怨愿援 孕藻则枣燥则皂葬灶糟藻 燥枣 枣蚤灶蚤泽澡藻泽 燥灶
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栽藻糟澡灶燥造燥早赠袁 苑怨渊愿苑愿冤院缘怨 原 远苑援
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