油热处理对速生材性能的影响

油热处理是世界公认的环境友好型木材改性方法之一,可有效解决速生材易发生的开裂、变形、生物耐久性差等缺陷。本研究以人工林红锥(Castanopsis hystrix)、广 9 桉树(E.grandis×E.urophylla)木材为研究对象,以棕榈油为导热介质,在处理温度 150℃、170℃、190℃、200℃、210℃,处理时长为1.5h、3h、4.5h、6h 等组合条件下对两种木材进行热改性处理。结果表明,热处理材的气干体积抗干缩性能分别提高了 1.88～62.77%和 0.75～62.85%,气干体积抗湿胀性能分别提高了 17.62～60.37%和 3.14～56.24%;绝干体积抗干缩性能分别提高了 1.67～51.39%和 1.70～56.62%,绝干体积抗湿胀性能分别提高了10.28～51.94%和 2.95～61.28%。热处理过程中发生的热裂解反应以及缩聚反应,显著降低了木材中综纤维素的含量,提高了木质素的含量。在 210℃、4.5h处理条件下,综纤维素含量分别降低了19.82%和21.42%,木质素含量分别提高了 6.21%和 13.20%。由于木质素含量的升高,显色官能团数量的增加,导致了木材颜色加深,逐步由原来的浅色过渡至咖啡色。油热处理显著降低了木材的力学强度。在 210℃、6h处理条件下,抗弯强度分别降低了 57.81%和 59.91%,弹性模量分别降低了 13.92%和 18.81%。构建了油热处理温度、处理时间与木材力学强度、尺寸稳定性、颜色变化之间的数学回归预测模量。棕榈油热处理可显著提升人工林红锥木材、桉树木材的尺寸稳定性,加深了木材的材色,使得材色更加均匀。处理温度和时间对处理材的最终性能均有显著影响,且处理温度的影响更为明显。当油热处理温度超过 200℃时,处理时间的延长,会导致木材的力学强度的急剧下降。实际生产中,可根据最终产品的预期性能和成本控制,通过数学回归预测模量,来设置合理的油热处理温度和时间。