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改性木材

/modified wood/
最后更新 2022-01-20
浏览 206
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经过物理、化学、机械或生物等方法改性处理后的木材。

英文名称
modified wood
所属学科
林业

天然木材具有强度低、易变形开裂、易受生物侵害、易燃、易产生光劣化等缺点。针对这些不足,产生了不同类型的改性木材。改性木材一般具有比未改性材更高的力学强度、尺寸稳定性、耐腐性、阻燃性或耐老化性等。

常见的改性木材包括高温热改性木材(碳化木)、树脂浸渍改性木材、塑合木、乙酰化木材、压缩木。①高温热改性木材的性能与热改性工艺尤其是改性温度(一般180~260℃)有关,温度越高,尺寸稳定性越好,耐腐性越强,但是强度下降也越明显。因此,对耐腐性要求高的应用场合宜使用热改性温度高的产品,而对于强度要求高的场合则应选择热改性温度稍低的产品。②树脂浸渍改性木材中树脂进入木材内部并干燥固化,因此改性后木材的密度和大部分力学强度可提高,但韧性下降。另外改性木材的吸湿性下降,耐腐性增强,尺寸稳定性大幅提升。③塑合木是将塑料单体先引入木材,再使其在木材内部原位聚合,从而完成木材和塑料的复合,提升改性木材的性能。④乙酰化木材中羟基被乙酰基取代,因此吸湿性下降,木材的尺寸稳定性和耐腐性提高,抗白蚁性也有提升。⑤压缩木主要采用机械的方法压缩木材,提高木材的密度,一般用于结构疏松的木材,关键在于压缩后的变形固定问题。随着木材的表面改性技术不断发展,产生了如超疏水木材等表面改性木材,主要用于改善木材的表面疏水性、表面硬度和表面耐光性等。

改性木材可以延长木材使用寿命,扩展木材使用范围。采用绿色环保技术生产的改性木材在材料领域具有极大的发展潜力。改性木材的研究历史较长,但是其工业化进程较为缓慢。乙酰化木材在1928年由福斯(Fuchs)首次提出。美国林产品实验室在20世纪50年代开发了糠醇改性木材。改性工艺的大规模工业化基本出现在20世纪90年代以后。20世纪90年代初,芬兰首先开始工业化生产斯文漆木热改性木材,并在欧洲大规模推广,在其他国家也出现了不同工艺的热改性木材。21世纪初,荷兰的公司开始生产固雅(Accoya)乙酰化木材,挪威的公司开始生产凯博尼(Kebony)糠醇改性木材。中国在高温热改性木材和树脂浸渍改性木材方面也均有工业化生产。

  • HILL C A S.Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes.England, Chichester:John Wiley,2006.
  • SCHULTZ T P, GOODELL B, NICHOLAS D D.Deterioration and Protection of Sustainable Biomaterials.Washington D C:Oxford University Press,2014.

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