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油热处理工艺对毛竹材化学成分影响的研究
- 引言：
竹材的化学成分类似于木材。竹材主要化学成分由纤维素、半纤维素、木质素构成。纤维素在竹材细胞壁中起骨架作用；半纤维素是细胞壁中与纤维素紧密相连的物质，起粘结作用；而木质素贯穿于竹纤维中，起强化细胞壁的作用。竹材中所含的淀粉是虫、菌类的营养物质，其在竹材中含量比普通木材要高，在温暖潮湿的环境下极易发生虫害和霉变。这些组分是影响竹材性质和加工利用的重要因素，在热处理过程中，化学组分发生热降解和缩聚等化学反应，导致纤维素、半纤维素、木质素以及淀粉含量发生显著变化。
竹材的高温热处理技术是借鉴木材热处理技术而提出的改善竹材性能、提高产品质量的一种方法，是将竹材置于高温、无氧或者低氧的环境中进行一段时间热处理的物理改性技术。一般使用蒸汽、热水、热油和惰性气体等作为传热介质，由于蒸汽容易获得,目前广泛采用的是高温( 过热 )蒸汽处理工艺。本课题主要以甲基硅油为加热介质，将采用高温油热处理技术对竹材进行改性处理。通过分析高温油热处理改性前后竹材的化学成分的变化，为将来的竹材热改性技术提供较为全面的理论依据。
- 国内外研究
2. 1竹木材热处理工艺的研究
谢桂军等采用石蜡油和植物油浴热处理方法对马尾松木材进行热处理，并采用SPSS统计分析研究不同处理方法对马尾松木材的尺寸稳定性(ASE值)的影响。结果表明：在油浴热处理木材中，处理时间和处理温度都显著影响着木材的尺寸稳定性(ASE值)。在低温和浸泡时间短条件下，石蜡油热处理材的ASE优于植物油热处理材的ASE；而在高温或浸泡时间长条件下，植物油热处理材的ASE优于石蜡油热处理材ASE。
何文、宋剑刚在热油处理对重组竹性能的影响研究中，以导热油为热介质，对重组竹进行热处理，重点研究了热油温度120、140、160和180℃以及热油处理时间2,4,6h对重组竹的物理力学性能、尺寸稳定性等的影响。研究发现随着热油温度和处理时间的增加，重组竹的24h 吸水厚度膨胀率呈现降低趋势，静曲强度与弹性模量均逐渐降低，通过对不同温度处理下重组竹的傅里叶红外光谱特征进行分析，发现其主要是由纤维素、半纤维素在高温油热作用下发生降解，化学结构发生改变而引起的。
Kufre Edet Okon采用硅油和金属锡合金作为热处理过程中两种不同的加热介质,对选定树种的木材进行热处理。通过研究在不同热处理温度和时间下,二甲基硅油和金属浴两种热处理介质对杉木和马尾松木材性能的影响。热处理前,木材试样先在150℃的微波中预处理5分钟,随后在150℃,180℃和210℃的二甲基硅油和金属浴中分别热处理2h,4h和8h。实验结果表明,二甲基硅油热处理对杉木和梧桐的木材的物理和化学性都具有显着的影响。金属浴热处理实验结果表明,金属浴热处理对杉木,梧桐和马尾松的生物特性,物理性质和力学性能等同样具有显著的影响。
德国Menz Holz公司采用油作为介质来处理木材。为了保证传热均匀，一般是菜籽油、亚麻子油或葵花籽油、大豆油等植物油，单独使用。根据油的品种不同，在工艺中采用不同处理温度。一般热处理温度在180-220℃，处理时间为2-4h使得木材耐久性最好，耗油量最小。经过油热处理的木材与油漆、清漆的漆膜结合性比空气热处理过的木材好。
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