[00144684]速生杨木高值化利用技术及功能产品开发

“速生杨木高值化利用技术及功能产品开发”成果是北华大学承担的吉林省科技发展计划项目,任务书编号：20150203013NY,经科技厅组织专家验收获得的。 我国是世界上速生林蓄积量最多的国家,其中又以杨木材蓄积量最大、杨树生长速度快,适应性强,产地遍及全国,为其广泛应用提供了便捷条件。当今,实木生活 的理念开始受到人们的关注,在天然林木材资源供应逐年减少的情况下,如何充分利用资源丰富的速生材、提高速生林锯材的附加值已成为林业科研人员和木材加工企业亟待解决的问题。该成果以速生杨木为主要原料,柞木、水曲柳等珍贵树种薄木为饰面材料,开展速生杨木浸渍无机材料缺氧高温改性处理、速生杨木湿胶合重组单板化制造、杨木单板与浸渍薄木复合制造地板表板、杨木单板层积多层板CNC激光切割薄木艺术拼花饰面等关键技术攻关,开发防腐、防潮、抗菌、耐磨、耐灼烧、艺术拼花实木地板、木门、背景墙板等功能木制品。通过技术集成,使产品在保证其实木装饰效果和物理力学性能的基础上,增加艺术装饰性和防腐、防潮、抗菌、耐磨、耐灼烧等功能性,满足市场对功能性和个性化产品的需求,市场需求广阔。 课题组在本试验条件下,选用模数为3.3硅酸钠水溶液浸注-热处理联合改性工艺,杨木试样的尺寸稳定性较好,水浸120h后的吸水率比未处理对照试样低近50%;综合比较硬度、抗弯强度、弹性模量和冲击韧性等多项力学指标,仍以浸注-热处理联合改性工艺最佳。M3.3硅酸钠溶液改性杨木试样的硬度、弹性模量和冲击韧性,与未处理材相比分别提高了约70%、80%和21%,综合性能达到LYT 1861-2009 户外用木地板技术要求,可用作户外实木地板用材。采用正交试验分析、热重分析和差示扫描量热分析对浸渍处理材和未处理材对比,试验结果表明：通过热重分析得到,相同增重率下浸渍改性处理材的失重率随着硅酸钠的模数的增大而增大;通过DSC分析得到,浸渍改性处理材的吸热面积随着浸渍改性处理材的干增重率的增加而增加。浸渍处理使木材的热稳定性能发生改变,通过对比分析木材在浸渍处理前后的热稳定性说明,浸渍溶液硅酸钠的模数越小,增重率越大,即硅酸钠模数为2.3,增重率为78.6%的浸渍改性处理材的热稳定性能最强。高温改性处理对木材热稳定性研究表明,在相同热处理时间条件下,随着热处理温度的升高,质量损失率有所减小;在相同热处理温度条件下,随着热处理时间的升高,质量损失率有所减小。DSC分析可以得到,高温改性处理材的放热吸热面积随着高温改性处理材的热处理温度的升高而增加。与提高热处理温度相比,延长热处理时间对提高木材的热稳定性效果更为明显,高温改性处理时间越高失重率越低。高温改性处理材的热稳定性好于未处理材,并随处理温度的升高和处理时间的增加而提高。三聚氰胺浸渍薄木饰面应用于多层实木复合地板制造,对地板基材的要求较高。因此饰面前,应对地板基材表面修整平整,板面无裂缝、腐朽、凹陷、压痕、鼓包等缺陷,厚度公差应控制在士0.2mm。如地板基材不能满足以上要求,在贴面时易产生因局部压力不足而导致的干花等缺陷。目前大部分用于多层实木复合地板生产的多层胶合板基材很难满足生产要求,因此,在今后生产三聚氰胺浸渍薄木饰面多层实木复合地板时务必加强对基材的质量控制。改性三聚氰胺甲醛树脂经调制后,其固化后表面亮度降低,不适合生产高亮度镜面板;因其固化后光泽度比较适中,适宜生产哑光制品。利用Photoshop软件对薄木拼花制品的设计图案进行转换,将设计图案中的色彩三要素HSB值转换为L*a*b*值色空间值,最后通过L*a*b*值色空间中的明度L*值确定设计图案中对应的拼花制品所需的薄木种类（颜色）。在制作薄木拼花制品时,通过薄木自身的明度值来初步筛选薄木拼花制品中各部分薄木组成单元的种类,可有效提高生产效率,满足家具、墙体板等表面薄木拼花装饰工业化生产的需求,减少单纯依靠人工目测筛选单板所造成的各拼花制品间的色彩偏差,提高拼花制品质量。研究使用AutoCAD软件完成从艺术作品到薄木拼花的造型设计,实现造型设计到艺术作品的转换;借助分光测色仪、Photoshop软件,通过明度设计和色彩转换完成单板的筛选;使用AutoCAD软件完成编号、拆图,通过编号、拆图实现薄木拼花制品的批量化工业生产;采用SmartCarve软件完成激光参数的设置,完成薄木激光切割及背板的雕刻。研究确定薄木拼花焦距、速度、光强的数值：焦距4mm～10mm,速度20mm/s～180mm/s,光强15%～95%。杨木单板层积多层板CNC激光切割薄木艺术拼花饰面关键技术研究表明：背景薄木与拼花薄木色差大,能够很好地突出艺术拼花的图案;表现物体及其阴影的薄木色差可识别,就能很好地表现出物体;表现同一部位的不同部分需色差大,才能很好地表现出来;同一部分需要表现细节,也需要色差大。