木材熱處理研究及產業化進展

摘要：熱處理是在160℃以上低氧環境下進行的木材改性技術,可以改善木材的尺寸穩定性、生物耐久性和機械振動性能,同時能調節木材的材色,并且具有良好的環境友好性。但是高溫處理也降低了木材的力學性能,對抗彎強度和沖擊韌性的影響尤為顯著。半纖維素在高溫下的熱解是熱處理材改性的主要原因,它減少了木材中親水基團和營養物質的數量,降低了木材的韌性,同時也影響了木材的明度指標。纖維素和木素在熱處理過程中的變化相對較小,纖維素的結晶度有所上升,進一步降低了木材的親水性,并提高了木材剛度;木素的結構在處理過程中發生了重組,形成了更加穩固的網狀結構,對細胞壁的膨脹具有抑制作用,同時也是木材材色變化的主要原因。熱處理過程中產生的抽提物主要是半纖維素的降解產物,它們對木材的吸濕性和聲學特性都有影響。熱處理對木材性能的調節受諸多工藝參數影響,溫度是對木材改性深度影響最大的因子,處理環境的壓力和在最高處理溫度下的處理時間也對改性效果產生影響。木材熱處理目前已獲得較為廣泛的產業化應用,這一方面是得益于系統性的基礎研究,另一方面是因為它具有環保、低成本、操作簡便等優點。木材熱處理目前已逐漸形成了一個較為完整的技術和理論體系,但在平衡性能提升與強度損失、保持材色穩定性等方面的研究仍具有持續深入和拓展的空間。