全 文 ：第 wu卷 第 ts期
u s s y年 ts 月
林 业 科 学
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’¦·qou s s y
不同干燥方法对杉木人工林木材浸注性的影响
吕建雄 林志远 蒋佳荔 赵有科 江京辉 高瑞清 殷亚方
k中国林业科学研究院木材工业研究所 国家林业局木材科学与技术重点实验室 北京 tsss|tl
摘 要 } 采用高频真空干燥 !常规窑干和高温干燥 v种方法对杉木人工林木材的心 !边板材进行干燥处理 o用毛
细管上升法评价干燥后试样的浸注性能 o用半薄切片法测定干燥试样具缘纹孔的闭塞率 o最后用扫描电子显微镜
观察干燥试样微观构造的变化 o比较分析 v种干燥方法对杉木人工林木材浸注性的影响机理 ∀结果表明 }对于杉
木边材 o经高频真空干燥后试样的浸注性显著高于常规干燥和高温干燥后试样的浸注性 o后 u种干燥方法对试样
浸注性影响的差异并不显著 ~对于杉木心材 o高频真空干燥与高温干燥后试样的浸注性存在显著差异 o而高频真空
干燥与常规干燥之间 !高温干燥与常规干燥之间对试样浸注性的影响差异均不显著 ~v种干燥方法处理后 o杉木边
材的浸注性均显著高于心材的浸注性 ~具缘纹孔的闭塞率较低以及部分具缘纹孔周缘破裂是高频真空干燥后木材
浸注性提高的主要原因 ∀
关键词 } 杉木 ~高频真空干燥 ~常规窑干 ~高温干燥 ~液体浸注性 ~纹孔闭塞率
中图分类号 }≥z{t1zt 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylts p ss{x p sy
收稿日期 }ussx p sw p tx ∀
基金项目 }国家自然科学基金资助项目/干燥方法对杉木人工林木材浸注性影响机理的研究0kvsuztsxvl的一部分 ∀
Εφφεχτ οφ ∆ιφφερεντ ∆ρψινγ Μετηοδσ ον τηε Λιθυιδ Ιµ πρεγνατιον οφ
Χηινεσε Φιρ Πλαντατιον Ωοοδ
| ¬¤±¬¬²±ª ¬± «¬¼∏¤± ¬¤±ª¬¤¯¬ «¤² ≠²∏®¨ ¬¤±ª¬±ª«∏¬ Š¤² •∏¬´¬±ª ≠¬± ≠¤©¤±ª
k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ωοοδ Ινδυστρψo ΧΑΦ ΚεψΛαβορατορψοφ Ωοοδ Σχιενχε ανδ Τεχηνολογψ
οφ Στατε Φορεστρψ Αδµινιστρατιον Βειϕινγ tsss|tl
Αβστραχτ } ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µk Χυννινγηαµια λανχεολαταl ³¯¤±·¤·¬²± ¶¤³º²²§¤±§«¨¤µ·º²²§¥²¤µ§¶º¨ µ¨ ·µ¨¤·¨§¥¼ µ¤§¬²p©µ¨ ∏´¨±¦¼
√¤¦∏∏° §µ¼¬±ªk• ƒ∂⁄l o¦²±√¨ ±·¬²±¤¯ ®¬¯± §µ¼¬±ªkŽ⁄l ¤±§«¬ª«·¨°³¨µ¤·∏µ¨ §µ¼¬±ªk‹×l °¨ ·«²§¶q׫¨ °¤¬¬°∏° ¤°²∏±·²©
§¼¨ ¬±ª¶²¯∏·¬²± ∏³·¤®¨ ¥¼·«¨ ¦¤³¬¯¯¤µ¼µ¬¶¨ °¨ ·«²§º¤¶∏¶¨§·² √¨¤¯∏¤·¨·«¨ ¬¯´∏¬§¬°³µ¨ª±¤·¬²± ³µ²³¨µ·¬¨¶²©·µ¨¤·¨§º²²§q׫¨
³¬·¤¶³¬µ¤·¬²± µ¤·¬² º¤¶§¨·¨µ°¬±¨ §¥¼ ¶¨ °¬·«¬± ¶¨¦·¬²± °¨ ·«²§q ≤«¤±ª¨¶¬± ·«¨ º²²§ °¬¦µ²¶·µ∏¦·∏µ¨ º¨ µ¨ ¬±√¨ ¶·¬ª¤·¨§∏¶¬±ª
¶¦¤±±¬±ª¨¯ ¦¨·µ²± °¬¦µ²¶¦²³¼q ׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ ¬¯´∏¬§¬°³µ¨ª±¤·¬²± ²© ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ¶¤³º²²§¤©·¨µµ¤§¬²p©µ¨ ∏´¨±¦¼
√¤¦∏∏° §µ¼¬±ª¬¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·«¬ª«¨µ·«¤±·«¤·¤©·¨µ¦²±√¨ ±·¬²±¤¯ ®¬¯± §µ¼¬±ª¤±§«¬ª«·¨°³¨µ¤·∏µ¨ §µ¼¬±ªo·«¨µ¨ ¬¶±²¶¬ª±¬©¬¦¤±·
§¬©©¨µ¨±¦¨ ²© ¬¯´∏¬§¬°³µ¨ª±¤·¬²±©²µ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ¶¤³º²²§¤©·¨µ¦²±√¨ ±·¬²±¤¯ ®¬¯±§µ¼¬±ª¤±§«¬ª«·¨°³¨µ¤·∏µ¨ §µ¼¬±ªq׫¨ ©¨©¨¦·²©
µ¤§¬²2©µ¨ ∏´¨±¦¼ √¤¦∏∏° §µ¼¬±ª ¤±§ «¬ª« ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ §µ¼¬±ª °¨ ·«²§¶ ²± ¬¯´∏¬§¬°³µ¨ª±¤·¬²± ²© ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ«¨¤µ·º²²§¬¶
¶¬ª±¬©¬¦¤±·o¥∏··«¨µ¨ ¬¶±²¶¬ª±¬©¬¦¤±·§¬©©¨µ¨±¦¨ ²© ¬¯´∏¬§¬°³µ¨ª±¤·¬²±©²µ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ«¨¤µ·º²²§¤©·¨µµ¤§¬²2©µ¨ ∏´¨±¦¼ √¤¦∏∏°
§µ¼¬±ª¤±§¦²±√¨ ±·¬²±¤¯ ®¬¯± §µ¼¬±ªo«¬ª«·¨°³¨µ¤·∏µ¨ §µ¼¬±ª¤±§¦²±√¨ ±·¬²±¤¯ ®¬¯± §µ¼¬±ªq׫¨ ¬¯´∏¬§¬°³µ¨ª±¤·¬²± ²© ≤«¬±¨ ¶¨
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Κεψ ωορδσ} Χυννινγηαµια λανχεολατα~µ¤§¬²p©µ¨ ∏´¨±¦¼ √¤¦∏∏° §µ¼¬±ªk • ƒ∂⁄l ~ ¦²±√¨ ±·¬²±¤¯ ®¬¯± §µ¼¬±ªkŽ⁄l ~ «¬ª«
·¨°³¨µ¤·∏µ¨ §µ¼¬±ªk‹×l ~ ¬¯´∏¬§¬°³µ¨ª±¤·¬²±~³¬·¤¶³¬µ¤·¬²±µ¤·¬²
杉木k Χυννινγηαµιαλανχεολαταl人工林是我国南方主要人工用材林优势树种 o全国已成林的杉木人工林
面积约为 xus万 «°u ∀但是 o由于人工林杉木生长速度快 !轮伐期短 o致使幼龄材比例相当高 o因而材质 !材
性与天然林相比有较大差距 o突出表现在材质松软 !强度低 o使得应用范围越来越小 ∀对杉木人工林木材进
行功能性改良如增硬 !阻燃 !防腐等处理时 o处理药剂在木材内部的浸注量 !深度和均匀性最为关键 ∀因此 o
如何改善杉木人工林木材的渗透性或浸注性能是开展人工林木材改性以提高其附加值的技术关键 ∀国内外
学者在木材渗透性的基础理论研究方面k| ετ αλqot||z ~t|||¤~t|||¥~usst ~…¤² ετ αλqousst ~鲍甫成等 oussvl
已较为深入 o关于不同处理方法对木材渗透性影响方面k吕建雄等 ot||w ~usss ~¤·¶∏°∏µ¤ ετ αλqot||x¤~
t||x¥~t||y ~赵有科等 oussvl也已进行了大量的研究 o但有关几种不同干燥方法对木材渗透性或浸注性影响
的报道尚属少见 ∀因此 o开展干燥方法对木材浸注性影响的研究 o将对开展低质人工林木材功能性改良 !提
高其质量和利用价值具有重要的理论指导作用 ∀本文就高频真空干燥 !常规窑干和高温干燥 v种干燥方法
对杉木人工林木材浸注性的影响进行比较研究 ∀
t 材料与方法
111 材料
试材采自江西省大岗山中国林业科学研究院亚热带林业研究中心林场的人工林杉木木材 ∀在相同立地
条件下采集生长速度快k胸径大于 ux ¦°l !中k胸径 uv ∗ ux ¦°l !慢k胸径小于 uv ¦°l的杉木人工林木材各 x株 ∀
112 方法
t1u1t 试材的锯解 每株试材分别取 t1v °以下原木段南向木材用于干燥试验 o从髓心往树皮依次锯出 u
∗ v块长约 t1v ° !厚约 vs °°的心 !边板材 o然后进一步加工成宽 {s °° !厚 ux °°的板材 o最后按树木生长
方向向下依次截取 v段长度为 vs ¦°的试条 o并随机选择分别用于高频真空干燥 !常规窑干和高温干燥 ∀试
条尺寸为 vss °° ≅ {s °° ≅ ux °° o取自心 !边板材各 tx块 ∀
表 1 杉木人工林木材高频真空干燥工艺表
Ταβ .1 Ραδιο2φρεθυενχψ ϖαχυυµ δρψινγ σχηεδυλε φορ Χηινεσε Φιρ
频率
ƒµ¨ ∏´¨ ±¦¼Π ‹½
工作参数 • ²µ®³¤µ¤° ·¨¨µ
电压
°µ¨¶¶∏µ¨ Π®∂
电流
≤∏µµ¨±·Π„
开k闭l时间
’³¨ ±k¦¯²¶¨l·¬°¨Π°¬±
真空度
∂¤¦∏∏° §¨ªµ¨¨Π
®°¤
干燥时间
⁄µ¼¬±ª·¬°¨ Π«
y1z{ w1s s1v xΠt y1z ux
表 2 杉木人工林木材常规窑干工艺表 ≠
Ταβ .2 Χονϖεντιοναλ κιλν δρψινγ σχηεδυλε φορ Χηινεσε Φιρ
含水率
≤ Πh
干球温度
⁄…× Πε
干湿球温差
⁄…× p • …× Πε
含水率
 ≤ Πh
干球温度
⁄…× Πε
干湿球温差
⁄…× p • …× Πε
预处理
°µ¨2·µ¨¤·°¨ ±· yx s ux ∗ us zs tt
 ws ys v1x us ∗ tx zv ty
ws ∗ vs yx x  tx zy uu
vs ∗ ux y{ { 终处理ƒ¬±¤¯ ·µ¨¤·° ±¨· {s ts
≠ ≤ } ²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·~⁄…× }⁄µ¼ ¥¤¯¯·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ~ • …× } • ·¨¥¤¯¯·¨°³¨µ¤·∏µ¨ q下同 ׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
表 3 杉木人工林木材高温干燥工艺表
Ταβ .3 Ηιγη τεµ περατυρε δρψινγ σχηεδυλε φορ Χηινεσε Φιρ
干燥阶段
⁄µ¼¬±ª¶·¤ª¨
干球温度
⁄…× Πε
干湿球温差
⁄…× p • …× Πε
预处理 °µ¨2·µ¨¤·° ±¨· |x s
干燥阶段 ⁄µ¼¬±ª¶·¤ª¨ tus vs
终处理 ƒ¬±¤¯ ·µ¨¤·°¨ ±· tss z
t1u1u 干燥试验 高频
真空干燥采用高频真空干
燥试验机k‹⁄zwΠׄ µ型 o
日本产l o干燥工艺见表
t ∀干燥窑温度为 ux ε o
木材试样温度为 ws ε 左
右 ∀高频真空干燥后心材
的终含水率为 tu1t{ h o
边 材 的 终 含 水 率 为
|1zu h ∀
常规窑干和高温干燥
采用全自动高温干燥试验
机k ‹∞⁄ p sysv 型 o日本
产l o干燥时间分别为
tss «和 ww «o干燥工艺分
别列于表 u和表 v ∀常规
窑干和高温干燥后心材的
终 含 水 率 分 别 为
tt1yv h !|1vx h o边材的
终含水率分别为 |1zv h !
z1ws h ∀
t1u1v 浸注试验 在每个干燥试样的中部位置截取尺寸为 tss °° ≅ ux °° ≅ tx °°的液体浸注试样 o在锯
解过程中注意避开节子和表裂 !内裂等一些干燥缺陷 o以尽量减少试样本身缺陷对液体浸注性的影响 ∀将浸
注试样放入恒温恒湿箱中k温度 us ε o相对湿度 yx h l调节含水率至 tu h ~然后将环氧树脂均匀涂抹于浸注
试样的径面和弦面 ~将试样垂直插入液体中 o使浸注端面与液体充分接触 o在毛细管张力的作用下 o浸注液就
会被吸入木材 ∀每隔一段时间 o称量试样的质量 ªo与浸注前试样最初质量的差值即为在这段时间内试样所
吸收的浸注液质量 ∃ªo绘制单位面积液体吸收量k∃ª#¶ptl p浸注时间kτl曲线 o其中 }σ为浸注前液体浸注端
面的面积 ∀浸注液采用浓度为 s1u h的专利蓝溶液 o总浸注时间为 xtu °¬±∀
t1u1w 半薄切片法测定具缘纹孔的闭塞率 将 v种干燥方法处理后杉木心 !边材的早 !晚材分别制作半薄
切片 o在光学显微镜下观察 o对于每一个观察试样 o纹孔闭塞率从 xs个纹孔中统计得出 ∀
t1u1x 扫描电子显微镜观察微观构造特征 用扫描电子显微镜观察 v种干燥方法处理后试样的管胞与具
y{ 林 业 科 学 wu卷
图 t 不同干燥方法处理杉木心k„l !边k…l材的
液体吸收量 p浸注时间关系曲线
ƒ¬ªqt ≥²¯∏·¬²± ∏³·¤®¨ ¬± ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ«¨¤µ·º²²§k„l o
¶¤³º²²§k…l ¶³¨¦¬° ±¨¶¤©·¨µ§¬©©¨µ¨±·§µ¼¬±ª·µ¨¤·° ±¨·¶
缘纹孔的特征 ∀将试样制成三切面的切片 o固定
在金属托上 o然后在 ƒ≤ p tyss型离子溅射仪上
进行喷金处理 o用 ≥ p xxss∂ 型扫描电子显微
镜观察 ∀
为了最大限度地消除试验单元间的系统误
差k主要为株间取样l对研究因子的影响 o本试验
采用单因子完全随机区组设计 }将 tx株试材划
分为 tx个区组 o在区组内随机选取试样进行各
种干燥试验 o研究不同干燥方法对杉木人工林木
材浸注性的影响 ∀
v 结果与讨论
311 3种干燥方法处理试样的浸注性差异
图 t „ !…分别是杉木人工林木材的心 !边材
经高频真空干燥 !常规窑干和高温干燥后液体吸
收量与浸注时间的关系曲线 ∀从图中可知 }高频
真空干燥后边材试样的液体浸注性明显高于常
规窑干和高温干燥后试样的液体浸注性 ~v种干
燥方法处理后心材试样的液体浸注性差异不大 ~
试样的液体吸收量随着浸注时间的延长而逐渐
增大 ~在浸注初期 o试样对液体的吸收速度比较
快 o但随着浸注时间的增长 o液体吸收速度逐渐
减小 o即试样对液体的吸收能力逐渐降低 ∀由
图 t …可以看出 }高频真空干燥 !常规窑干和高温
干燥处理边材的平均最大液体吸收量分别约为
t1xzy os1wuy和 s1vyz ª#¦°pu ∀由图 t „ 可以看
出 }高频真空干燥 !常规窑干和高温干燥处理心材的平均最大液体吸收量分别约为 s1tzv os1tzs和 s1twy
ª#¦°pu ∀方差分析结果k表 wl表明 }v种干燥方法对杉木人工林木材边材和心材的浸注性影响差异分别达
s1st水平和 s1sx水平显著 ∀其中对于杉木心材 o区组间差异也达到了 s1sx水平显著 o即不同株间心材试样
浸注性差异较大 o由此说明本试验采用完全随机区组设计 !区组控制是有效的 o可以减少不同株间心材试样
本身对试验结果造成的影响 ∀v种干燥方法处理后 o杉木人工林木材的边材与心材之间的浸注性差异均达
s1st水平显著k表 xl ∀进一步对不同干燥方法处理后杉木人工林心 !边材的浸注性进行 ⁄∏±¦¤±多重比较
k表 yl o可以发现 }在 s1sx水平下 o对于杉木边材 o经高频真空干燥后试样的浸注性能显著高于常规干燥和高
温干燥后试样的浸注性能 o后 u种干燥方法对试样的浸注性能影响的差异并不显著 ~对于杉木心材 o高频真
空干燥与高温干燥后试样的浸注性存在显著差异 o而高频真空干燥与常规干燥之间 !高温干燥与常规干燥之
间对试样浸注性的影响差异均不显著 ∀
表 4 不同干燥方法处理试样间液体吸收量方差分析表 ≠
Ταβ .4 Αναλψσισ οφ ϖαριανχε φορ λιθυιδ υπτακε αµ ονγ διφφερεντ δρψινγ τρεατµεντσ
杉木边材 ≥¤³º²²§ 杉木心材 ‹ ¤¨µ·º²²§
变异来源
≥²∏µ¦¨
自由度
§©
平方和
≥≥
均方
≥
Φ值
Φ √¤¯∏¨
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨
变异来源
≥²∏µ¦¨
自由度
§©
平方和
≥≥
均方
≥
Φ值
Φ √¤¯∏¨
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨
区组间 …¯²¦® tw s1zsu u s1sxs u t1tt 区组间 …¯²¦® tw s1suz z s1ssu s u1yz 3
处理间 ×µ¨¤·° ±¨· u tv1|v{ s y1|y| s txw1yy 33 处理间 ×µ¨¤·° ±¨· u s1ssy y s1ssv v w1wv 3
机误 ∞µµ²µ u{ t1uyt z s1swx t 机误 ∞µµ²µ u{ s1sus { s1sss z
总变异 ײ·¤¯ ww tx1|st | 总变异 ײ·¤¯ ww s1sxx t
≠ 33为 s1st水平显著 o3 为 s1sx水平显著 ∀下同 ∀ 33 }s1st ¯¨ √¨¯ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·o 3 }s1sx ¯¨ √¨ ¯¶¬ª±¬©¬¦¤±·q׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
z{ 第 ts期 吕建雄等 }不同干燥方法对杉木人工林木材浸注性的影响
表 5 杉木边材与心材间试样液体吸收量方差分析表
Ταβ .5 Αναλψσισ οφ ϖαριανχε φορ λιθυιδ υπτακε βετωεεν σαπωοοδ ανδ ηεαρτωοοδ

高频真空干燥 • ƒ∂⁄ 常规窑干 Ž⁄ 高温干燥 ‹×
变异来源
≥²∏µ¦¨
自由度
§©
平方和
≥≥
均方
≥
Φ值
Φ √¤¯∏¨
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨
变异来源
≥²∏µ¦¨
自由度
§©
平方和
≥≥
均方
≥
Φ值
Φ √¤¯∏¨
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨
变异来源
≥²∏µ¦¨
自由度
§©
平方和
≥≥
均方
≥
Φ值
Φ √¤¯∏¨
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨
区组间…¯²¦® tw s1||y { s1szt u t1uz
区组间
…¯²¦® tw s1tsx w s1ssz x t1xy
区组间
…¯²¦® tw s1stw s s1sst s s1vw
处理间×µ¨¤·°¨ ±· t tw1zxv t tw1zxv tuyu1tx 33
处理间
×µ¨¤·°¨ ±· t s1w|t { s1w|t { tst1{x 33
处理间
×µ¨¤·°¨ ±· t s1vyy w s1vyy w tuy1t{ 33
机误∞µµ²µ tw s1z{z | s1sxy v
机误
∞µµ²µ tw s1syz y s1ssw {
机误
∞µµ²µ tw s1sws z s1ssu |
总变异ײ·¤¯ u| ty1xvz {
总变异
ײ·¤¯ u| s1yyw {
总变异
ײ·¤¯ u| s1wut t
表 6 ∆υνχαν多重比较分析表 ≠
Ταβ .6 ∆υνχαν µ υλτιπλε χοµ παρισονσ οφ εξπεριµενταλ δατα
杉木边材 ≥¤³º²²§ 杉木心材 ‹ ¤¨µ·º²²§
处理
×µ¨¤·°¨ ±·¶
均值
≥
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨
处理
×µ¨¤·° ±¨·¶
均值
≥
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨
高频真空干燥• ƒ∂ ⁄ t1xzy s „
高频真空干燥
• ƒ∂ ⁄ s1tzv w „
常规干燥 Ž⁄ s1wux { … 常规干燥 Ž⁄ s1ty| z …
高温干燥 ‹× s1vyz u … 高温干燥 ‹× s1twy t …
≠显著性水平为 s1sx ∀s1sx ¯¨ √¨¯ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·q
表 7 3 种干燥方法处理木材的纹孔闭塞率
Ταβ .7 Πιτ ασπιρατεδ ρατιο οφ τηρεε δρψινγ τρεατµεντσ ωοοδ
干燥方法
⁄µ¼¬±ª ° ·¨«²§¶
边材 ≥¤³º²²§ 心材 ‹ ¤¨µ·º²²§
早材 ∞¤µ¯¼º²²§ 晚材 ¤·¨º²²§ 早材 ∞¤µ¯¼º²²§ 晚材 ¤·¨º²²§
高频真空干燥
• ƒ∂ ⁄ s1x{ s1xs s1z{ s1yu
常规窑干 Ž⁄ s1{w s1yw s1{{ s1yy
高温干燥 ‹× t1ss s1{s t1ss s1zw
312 3 种干燥方法处理试样的纹孔闭
塞率
诸多研究已经报道管胞具缘纹孔是
控制针叶材渗透性的主要构造因子
k ≤²°¶·²¦®ot|yz ~Ž∏µ²§¤ ετ αλqot|{{ ~
°¨ ·¼ot|zs ~…¤² ετ αλqousstl ∀而影响具
缘纹孔作为流体流动主要路径的有效性
有 v种情况 }纹孔闭塞 !纹孔膜微孔被抽
提物堵塞以及纹孔膜上覆盖有结壳物质
kƒ¯ ¼±±ot||xl ∀表 z是高频真空干燥 !常
规干燥和高温干燥后杉木边材与心材中
早 !晚材的纹孔闭塞率 ∀经高频真空干
燥后杉木边材中早 !晚材的纹孔闭塞率
较低 o这可能是由于高频真空干燥的温
度较低 o干燥时间短 o纹孔膜刚性保持较
好 o可以抵抗较大变形 o从而使得具缘纹
孔不易闭塞或不易完全闭塞的缘故 ∀ פ±¬ª∏¦«¬等kt||vl也发现 }经高频真空干燥后木材的闭塞纹孔数较经
常规加热干燥后木材的闭塞纹孔数少 ∀从表 z中可以看到 }经高温干燥后杉木边材中早材纹孔几乎全部闭
塞 o而晚材的纹孔闭塞率也达到了 s1{ o主要原因可能在于 }一方面 o高温干燥的温度高 o水分蒸发速度快 o在
高温条件下产生的表面张力使纹孔塞产生偏移 o从而导致纹孔闭塞 ~另一方面 o干燥过程中较高的温度会降
低木材中纹孔膜的刚性 o使得纹孔闭塞的发生更为容易 ∀ ≤²°¶·²¦®等kt|y{l曾有过类似报道 o他在研究不同
干燥方法对红松k Πινυσ κοραιενσισl及美国东部铁杉k Τσυγα χηινενσισl边材渗透性的影响后发现 }干燥温度越
高 o渗透性降低越大 o渗透性降低的主要原因是纹孔塞发生偏移 o造成纹孔闭塞 ∀此外 o高温干燥会引起树脂
或其他内含物的流动和变化 o从而引起试样内部树脂和抽提物等内含物的重新分布 o这会对木材渗透性产生
一定影响k…²²®¨µot||s ~…²²®¨µετ αλqot||wl }一方面有可能减少对渗透路径的堵塞 o增大和增多有效毛细管半
径和数量 ~另一方面内含物也有可能附着在木材内部的微细结构表面 o堵塞木材的渗透路径 o从而减小和减
少有效毛细管半径和数量 ∀如属前者 o渗透性将获得提高 o若系后者 o渗透性将有可能减少 ∀本研究采用的
杉木人工林木材管胞中有抽提物 o高温干燥过程中所产生的内含物流动和再分布现象很可能属于后者 o从而
降低了高温干燥后杉木边材试样的浸注性 ∀同时 o本研究得出心材的纹孔闭塞率较边材的纹孔闭塞率高 !早
材的纹孔闭塞率较晚材的纹孔闭塞率高的结论与前人的研究结论一致 o进一步验证了多数树种的边材渗透
性高于心材渗透性k≥¬¤∏ot||xl !晚材渗透性高于早材渗透性k°¨ ·¼ot|zsl的观点 ∀
313 3种干燥方法处理试样的微观构造观察
经高频真空干燥后的边材试样在交叉场半具缘纹孔和管胞具缘纹孔附近或周缘细胞壁上出现裂缝 o主
要有 u种类型 }一种裂缝发生在交叉场半具缘纹孔附近 o沿着纹孔的长轴方向向两端延伸 o长度约为 ts ∗
us Λ°k图 ul ~一种裂缝发生在管胞具缘纹孔附近的细胞壁上 o大致沿着管胞长度方向 o长度约为 ts ∗ vs Λ°
{{ 林 业 科 学 wu卷

图 u 高频真空干燥后杉木边材交叉场
半具缘纹孔附近裂缝k ≅ u sssl
ƒ¬ªqu ≤µ¤¦®¶©²∏±§¬±·«¨ ¦¨¯¯ º¤¯¯ ±¨ ¤µ·«¨
«¤¯©¥²µ§¨µ¨§³¬·¶¬± ¦µ²¶¶2©¬¨ §¯¬± ¶¤³º²²§
¤©·¨µµ¤§¬²2©µ¨ ∏´¨ ±¦¼ √¤¦∏∏° §µ¼¬±ª
图 v 高频真空干燥后杉木边材管胞
具缘纹孔附近细胞壁裂缝k ≅ t vssl
ƒ¬ªqv ≤µ¤¦®¶©²∏±§¬±·«¨ ¦¨¯¯ º¤¯¯¶∏µµ²∏±§·«¨
¥²µ§¨µ¨§³¬·¶¬±¶¤³º²²§¤©·¨µµ¤§¬²2©µ¨ ∏´¨ ±¦¼ √¤¦∏∏° §µ¼¬±ª
图 w 高温干燥后杉木边材管胞
具缘纹孔附近细胞壁裂缝k ≅ |ssl
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²©·µ¤¦«¨¬§¶¬± ¶¤³º²²§¤©·¨µ«¬ª«·¨°³¨µ¤·∏µ¨ §µ¼¬±ª
k图 vl ∀裂缝产生的原因可能是由于在高频真空干燥
中 o木材内部产生较大的蒸汽压 o蒸汽压随着木材含水
率的下降而增大 o以致产生裂缝 ou种裂缝均能改善干燥
后杉木边材试样的液体浸注性 ∀常规窑干和高温干燥
后杉木边材试样的微观构造没有发生明显变化 o纹孔及
附近细胞壁均保持较为完整的形态 ∀一些学者发现高
温干燥会使具缘纹孔的纹孔口附近受到部分损坏 o在瘤
状层和细胞壁次生壁的 ≥v 层会产生微小裂缝 o从而使得
木材渗透性提高k× µ¨½¬¨√ ετ αλqoussul ∀但本试验通过对
高温干燥后试样管胞上的具缘纹孔以及管胞壁的大量
扫描电镜照片观察 o几乎没有观察到纹孔发生破裂以及
管胞壁上产生裂缝 o绝大多数的纹孔和细胞壁在高温干
燥后仍保持形态和结构完好k图 wl o这可能与本试验高
温干燥条件比较缓和以及高温干燥过程中施行了 u次
调湿处理有关 ∀
w 结论
tl 杉木人工林边材经过高频真空干燥 !常规窑干和高温干燥后其浸注试样的液体吸收量kxtu °¬±l平均
值分别为 t1xzy !s1wuy和 s1vyz ª#¦°pu o方差分析表明 }v种干燥方法对杉木边材液体浸注性的影响差异极
显著 o多重比较结果进一步表明 }高频真空干燥后试样的浸注性能显著高于常规干燥和高温干燥后试样的浸
注性能 ∀高频真空干燥后杉木边材浸注性高 o其主要原因是高频真空干燥边材试样内部的纹孔闭塞率较低 o
并且高频真空干燥会使杉木边材试样部分纹孔周缘产生裂缝 ∀高温干燥后杉木边材浸注性低 o其主要原因
是高温干燥边材试样内部的纹孔闭塞率高 o此外 o高温干燥可能引起杉木内部抽提物的流动和在分布 o堵塞
木材内部的渗透路径 o从而减小和减少有效毛细管的半径和数量 ∀
ul 杉木人工林心材经过高频真空干燥 !常规窑干和高温干燥后其浸注试样的液体吸收量kxtu °¬±l平均
值分别为 s1tzv !s1tzs和 s1twy ª#¦°pu ∀方差分析表明 }v种干燥方法对杉木心材液体浸注性的影响差异显
著 o多重比较结果进一步表明 }高频真空干燥与高温干燥后试样的浸注性存在显著差异 ∀高频真空干燥后杉
木心材浸注性高 o其主要原因是高频真空干燥心材试样内部的纹孔闭塞率较低 ∀
|{ 第 ts期 吕建雄等 }不同干燥方法对杉木人工林木材浸注性的影响
vl v种干燥方法处理后杉木人工林木材的边材与心材单位浸注面积的液体吸收量之间均有显著差异 o
边材的浸注性显著高于心材的浸注性 ∀究其原因 }一方面是由于心材具缘纹孔的闭塞率高于边材具缘纹孔
的闭塞率 ~另一方面可能是心材形成过程中浸提物的覆盖 !结壳物的镶嵌造成有效纹孔膜微孔半径和数量
减小和减少的缘故 ∀
参 考 文 献
鲍甫成 o赵有科 o吕建雄 qussv q杉木和马尾松木材渗透性与微细结构的关系研究 q北京林业大学学报 ouxktl }t p x
吕建雄 o鲍甫成 o姜笑梅 qt||w q汽蒸处理对木材渗透性的影响 q林业科学 ovskwl }vxu p vxz
吕建雄 o鲍甫成 o姜笑梅 o等 qusss qv种不同处理方法对木材渗透性影响的研究 q林业科学 ovykwl }yz p zy
赵有科 o鲍甫成 o吕建雄 qussv q溶剂置换材和气干材气体渗透性的比较研究 q林业科学 ov|ktl }ttw p tt{
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k责任编辑 石红青l
s| 林 业 科 学 wu卷