木材干燥特性研究论文

由于竹材本身各向异性的特点及其固有的节间组织，如干燥不好势必造成开裂等各种缺陷现象发生。因此，为使竹材资源得以合理高效利用，积极开展竹材的基础理论研究和应用研究十分必要和重要。 1 竹材干燥特性和吸湿膨胀特性 竹材干燥特性主要是指竹材干燥过程中的水分移动特性、干缩变形情况、干燥缺陷及其形成原因、竹材构造特性对干燥的影响、竹材内含物对干燥的影响等。Walter Liese[3~6]研究了竹材的生物学特性和利用特性(化学、物理和力学)。研究结果表明：竹材干燥不同于木材干燥，竹材一开始干燥即发生收缩，含水率达40％时停止收缩，40％，以下时也可能继续收缩，但主要在径向。王建和[7]测定了竹材胶合板用竹片(毛竹)胀缩的变化规律：径向大于弦向大于纵向；有竹节处大于无竹节处；竹片含水率和密度相关，且随竹龄和立地条件不同呈较大差异；竹片宜采用热风气流循环干燥，以保持其平整。由于温度和湿度随自然环境而变化，所以一般情况下很难保持竹秆的含水率稳定。 K T wu[8]对孟宗竹圆竹高温干燥下的抗裂特性的影响因素进行了研究，结果显示：温度对圆竹的抗裂性能影响显著。许斌[]采用端部加压压注法，使毛竹在高含水率状态下，压注进水溶性无机盐、高分子化合物以及防虫剂等，对竹材进行了防裂和防虫处理，结果表明：该种处理对圆竹防裂有一定效果。 孙照斌等[10]对云南典型的材用丛生竹——龙竹(Dendrocalamus giganteus)的干燥特性进行了研究，比较了100℃和60℃2种温度下竹材干燥速度、干缩率、变形情况以及竹材在纵向、径向、弦向3个方向上干燥速度的大小。结果表明：高温干燥较低温干燥速度快，但竹材干缩率较大，变形较大；竹材无节部位径向干缩率大于弦向干缩率；竹材节子部位径向干缩率小于弦向干缩率；相同方向上，节子部位干缩率小于无节部位干缩率；无节试件在单位时间内纵向干燥速度较弦向和径向快，而有节试件在单位时间内径向干燥速度较纵向和弦向快。 竹材吸湿膨胀特性主要是指竹材从周围湿空气中吸着水分并产生膨胀的特性。竹材吸湿性会导致竹材尺寸不稳定，还可能伴随着变形，影响竹材的利用。周芳纯[11]在其论著中对36种竹材的吸水膨胀特性进行了阐述。竹材的吸水速度与公定容积重成正比，与浸水时间成反比。竹材吸水后，长度、宽度、厚度和体积都会产生膨胀，其膨胀率与吸水量有密切关系。烘干后再浸水的竹材的膨胀率比气干的竹材低，膨胀速度也较慢。有关竹材吸湿膨胀特性的研究目前报道较少。 2 竹材干燥方法和干燥T艺 竹材干燥通常采用自然干燥法和窑干法。 王连钧[12]经试验认为，竹黄干燥温度在105℃以内为宜。杜复元等[13]报道了机制竹凉席生产中竹篾条的干燥工艺，并对几种专用干燥室进行了比较，结论是：竹篾条可以实现高温(80℃)快速干燥，采用连续升温、分段加大热风风量的干燥基准，终含水率达到8.0％时，干燥周期为14 h。 张齐生[14]在对竹集成材和竹地板生产工艺的论述中，阐述了竹片干燥的工艺：竹片经过蒸煮或炭化后，其含水率一般较为接近，可达35％～50％，，由于竹片纤维排列整齐，厚度较小，在对流干燥过程中不会产生像木材那样的扭曲变形和开裂现象。因此竹材干燥工艺比木材干燥要简单得多，既不需要喷蒸加湿，也不需要用复杂的温度曲线来控制。一般采用60～70℃左右的温度连续干燥72～84 h，含水率即可以达到10％以内。但不宜采用超过70℃的温度，否则竹片会因干燥速度过快而产生翘曲变形。定型干燥采用热压法，竹片在适当的压力条件下进行加温和排湿，并间歇地使压力解除，让竹片排湿和自由收缩，以加快竹片的水分蒸发和防止由于干缩应力而产生的横向开裂。

研究微波干燥的木材特性片 含水率的变化(MC)和干燥速度特性的影响,木头片,微波功率和薄片形式变化特性进行了研究与干燥速度 实验与常规微波干燥烘箱烘干和组合,空气干燥的空气干燥炉、微波处理。每单元(UEC能耗计算),在微波干燥。以下的结果:微波干燥保存大约80%的时间被空气炉烘干。干燥特性均有显著影响,即微波功率。越大,微波功率, 干燥速度越快,越短时间消耗。木头片的形式在微波干燥速率的影响,更大的表面积,更明显的变化,这种速度theMC干燥速度。对于能源效率、最优率的微波功率输出和样品质量 4 ~ 7W / g之间。微波干燥会造成损坏木头薄片中集中精力在themicrowave制造领域。结合微波预处理airoven烘干才能避免损伤中微波干燥过程,实现最小targetMC。相对于传统的空气烤箱 干燥的空气干燥炉前用微波可节省约70%的干燥时间。

超低密度植物纤维材料尺寸稳定性的研究 摘 要：具有“桁架”网状结构的超低密度植物纤维材料在干燥过程中存在外形尺寸收缩的问题，当干燥温度小于100℃时，收缩量与温度之间呈正相关性，最大收缩量可超过5％；当温度大于100℃时，材料内部出现分层的现象。材料置于模具中进行干燥可以消除水平方向的收缩，但高度的收缩率大于无模具干燥的情况。关键词：尺寸稳定性 低密度 温度 成型 干燥Study on dimension stability of low-density mat made from plant fiberXie Yongqun Yang WenbinAbstract: low density mat made from plant fiber have a reticular structure. It’s dimension is reduced in drying process. Under 100℃ tempreture, shrink has a direct proportion with tempreture, maximal is more then 5%. when thempreture higher then 100℃, interstice is keep in the mat. When mat be dryed in form mould, this shrink almost is not keep on the horizon plan, but is carried out more vertical dimension decrease then in case without form mould. Key words: dimension stability, low density, tempreture, form mould, drying 低密度植物纤维材料一直是人们关注的重要问题，在纤维板、刨花板等人造板的研究中不断有相关的研究成果推出。但由于当前的包括人造板、纸板和纸等植物纤维产品的生产工艺主要依靠压力和温度两个参数[1,2]，因此密度一般高于0.3g/cm3，试图取得更低密度的材料是十分困难的事情。为克服这一困难，研究人员采取了在人造板中添加发泡塑料等低密度材料；采取大片刨花，并同时辅以降低热压压力提高热压温度等措施降低其密度；利用宏观结构的构建，制造蜂窝纸板和瓦楞纸板等广义的低密度材料[3-8]。利用液体发泡原理构筑桁架结构（如图1）[9]，可以避开由于使用温度、压力制造工艺带来的困扰，为超低密度材料的生产寻找出一条新路。依照液体发泡原理构筑桁架结构的理论，水是其重要的中间介质[10]。水分子在被帚化的植物纤维端部间构成水桥，使纤维在泡沫溶液中其端部得以接近并连接[11]。当含水坯料被干燥后，水分被逐渐去除，使纤维端部的氢键实现联接（如图2）。水分逐渐去除的过程也是纤维端部接近的过程，其宏观表现为坯料在干燥过程的尺寸收缩。不同的干燥工艺，其产生的收缩率和收缩方向存在着明显的差异，对材料形成的产品外观和性能有直接的影响。1 实验材料及设备1.1 主要原料 南平造纸厂硫酸盐化学木浆、福建将乐森绒绒毛浆厂杉木绒毛浆、福建福人木业有限公司中密度纤维板用纤维（松阔比3：7）；萜烯类起泡剂、非离子型烷基表面活性剂、FPC复合胶（自制）。1.2 主要设备： ZSP300高浓盘磨、ZD－2自动电位滴定计、NDJ－9S数字粘度计、7312—I搅拌机、5l定量箱（自制）、成型箱(240×120×60) 、通用干燥箱。 样品参数： 坯料含水率：830～910％（干基）、坯料尺寸：240×120×60mm。 测试方法：将坯料放入干燥箱干燥至恒重（时间6小时），取出测量各边的尺寸变化。2 实验结果与分析2.1 温度对尺寸变化的影响2.1.1 无模具干燥 无模具干燥是将经过静置，在重力脱水过程结束后，将成型坯料从模具中脱出并放入干燥箱进行干燥，分别设定干燥温度为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃七个干燥温度值，干燥至恒重，干燥时间分别为：7小时、6.5小时、6小时、5.5小时、5.5小时、5.5小时、5.5小时。图4为样品图，图5为样品各尺寸的收缩率曲线。2.1.2 带模具干燥 带模具干燥是指坯料在模具内静置，使重力脱水过程结束，坯料随模具一道进入干燥箱。分别设定干燥温度为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃七个干燥温度值，干燥至恒重，干燥时间分别为：7小时、6.5小时、6小时、5.5小时、5.5小时、5.5小时、5.5小时。图6为样品图，图7为样品各尺寸的收缩率曲线。2.2 实验结果讨论： 1) 无模具干燥情况下，坯料上部品面自由平面和厚度均产生收缩，收缩程度与干燥温度有关。在实验温度范围内，坯料上部自由平面的收缩程度随温度的升高而增大，其边长收缩为：60℃时1.19％、100℃时4.83％、120℃时达到了5.82％；在高度尺寸上的尺寸收缩则表现为现加大后减少的情况：60℃时为3.52％，100℃时达到5.22％，120℃时则0.4％。而下部尺寸则出现了增大的情况，增大幅度的最大值出现在温度相对较低的70、80℃时，分别为1.12％和1.05％。 2) 坯料随同模具干燥的情况下，坯料上下面在模具中基本保持原有尺寸，从模具中取出后的测量值表明一些无规律的尺寸变化。高度方向的尺寸变化规律与无模具状况呈相同趋势，即：在高度尺寸上的尺寸收缩则表现为现加大后减少的情况，但收缩值更大：60℃时为4.09％，100℃时达到5.63％，120℃时则2.11％。干燥后的坯料总体形状保持良好，其上部表面随高度变化呈水平平行下降。3 结果分析与结论 超低密度纤维材料在干燥过程中，其外形尺寸会产生收缩。各部分尺寸变化原因分析为： 1) 无模具状态下，底部尺寸的扩张是由于坯料在高含水率情况下呈现出一定的流动特性，使其在干燥前受重力作用作用产生流变，导致底部向外扩长，使底部尺寸加大。 2) 各表面尺寸在无约束情况下，在干燥过程中产生收缩，是由于在干燥过程中，由于水分的减少，作用于纤维间的水桥拉近了纤维间的距离，当水分完全消失时，纤维实现联接，这一过程宏观上表现为坯料上边和厚度的收缩，而底部由于它与固体界面的接触阻碍了收缩过程的进行。利用模具作为容器和坯料一同干燥可以解决这重力影响产生的流变问题。参考文献[1] 华毓坤主编.人造板工艺学[M], 北京：中国林业出版社，2002年10月[2] 阿伦,马岩. 微米长薄片状木纤维低密度人造板的开发及应用前景[J],木材加工机械.2006.5[3] 马岩. 微米木纤维低密度轻质板制造技术探讨[J],木材工业 , 2006,(04) [4] 谢力生,陈志喜.干法低密度纤维板常规热压传热研究[J],林业科技，2005，（1）[5] 谢力生,李英俊. 低密度纤维成形体制造方法及其工艺的研究[J]林产工业2005，（3）[6] 谢力生,刘焕荣.低密度刨花板的常规热压传热[J],东北林业大学学报2005，（4）[7] 罗鹏,杨传民,滕立军.改性脲醛树脂胶低密度稻壳-木材复合材料制造工艺的研究[J],林产工业2005（6）[8] 王建萍.缓冲包装材料的研发、改进与利用[J],机械研究与应用.2004,Vol.17, (5)p29-30[9] 谢拥群，陈彦，张璧光. 植物纤维膨化材料的研究[J],木材工业.2003.Vol.18,(2) p30-33[10] 顾惕人主编.表面化学[M], 北京：科学出版社，1994年6月[11] 王中厚主编.制浆造纸工艺[M], 北京：中国轻工业出版社，2006年2月还有这个网站你看一