木材保護(hù)第四、五章

1、 木材改性與保護(hù)木材改性與保護(hù)林學(xué)院：張曉燕林學(xué)院：張曉燕第四章第四章 木材的阻燃處理木材的阻燃處理 第一節(jié)第一節(jié) 木材的燃燒木材的燃燒 一一 木材的可燃性木材的可燃性 （一）木材的熱分解（一）木材的熱分解1 木材熱分解過(guò)程木材熱分解過(guò)程2 木材各成分的熱分解木材各成分的熱分解（二）（二） 木材燃燒及其專業(yè)術(shù)語(yǔ)木材燃燒及其專業(yè)術(shù)語(yǔ)1 木材燃燒的四種狀態(tài)：木材燃燒的四種狀態(tài)：2 木材燃燒專業(yè)術(shù)語(yǔ)木材燃燒專業(yè)術(shù)語(yǔ)二二 燃燒過(guò)程中木材的性狀變化燃燒過(guò)程中木材的性狀變化 1 木材熱分解過(guò)程木材熱分解過(guò)程木材在隔絕空氣的條件下升溫，加熱到：木材在隔絕空氣的條件下升溫，加熱到：150200 時(shí)產(chǎn)生不燃性氣

2、體時(shí)產(chǎn)生不燃性氣體CO2、水蒸汽、微、水蒸汽、微量甲酸、乙酸；量甲酸、乙酸；高于高于200 時(shí)，碳水化合物分解產(chǎn)生焦油和可燃性時(shí)，碳水化合物分解產(chǎn)生焦油和可燃性揮發(fā)物；揮發(fā)物；高于高于450 時(shí)產(chǎn)生大量可燃性產(chǎn)物，剩余物為木炭。時(shí)產(chǎn)生大量可燃性產(chǎn)物，剩余物為木炭。木材熱分解的主要產(chǎn)物見(jiàn)下表：木材熱分解的主要產(chǎn)物見(jiàn)下表： 木材樹(shù)種木材樹(shù)種木炭（木炭（%）焦油（焦油（%）氣體（氣體（%）松木（松木（200400，長(zhǎng)時(shí)間），長(zhǎng)時(shí)間）松木（松木（400600，快升溫），快升溫）云杉（云杉（200400，長(zhǎng)時(shí)間），長(zhǎng)時(shí)間）云杉（云杉（400600，快升溫），快升溫）山毛櫸（山毛櫸（200400，長(zhǎng)時(shí)間）

3、，長(zhǎng)時(shí)間）山毛櫸（山毛櫸（400600，快升溫），快升溫）37.832.837.834.235.032.511.818.98.115.68.114.014.715.414.915.215.816.0木材熱分解的主要產(chǎn)物：木材熱分解的主要產(chǎn)物：木材熱分解反應(yīng)圖例木材熱分解反應(yīng)圖例木材木材初級(jí)氣體初級(jí)氣體初級(jí)焦油初級(jí)焦油木炭木炭次級(jí)氣體次級(jí)氣體低分子量液體低分子量液體次級(jí)焦油和木炭次級(jí)焦油和木炭裂解裂解裂解裂解裂解裂解聚合聚合聚合聚合聚合聚合聚合聚合2 木材各成分的熱分解木材各成分的熱分解木質(zhì)素：木質(zhì)素：主要生成木炭主要生成木炭纖維素、半纖維素：纖維素、半纖維素：主要生成揮發(fā)性熱解產(chǎn)物主要生成揮發(fā)

4、性熱解產(chǎn)物纖維素、半纖維素和木質(zhì)素纖維素、半纖維素和木質(zhì)素都生成少量焦油都生成少量焦油針葉材比闊葉材木質(zhì)素含量高，熱解時(shí)木炭得率高。針葉材比闊葉材木質(zhì)素含量高，熱解時(shí)木炭得率高。 1 木材燃燒的四種狀態(tài)：木材燃燒的四種狀態(tài)：（1）自然燃燒：）自然燃燒：木材在沒(méi)有外部火花、火焰等火源的木材在沒(méi)有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或靠自身發(fā)熱反應(yīng)并蓄積熱量而引起作用下，因受熱或靠自身發(fā)熱反應(yīng)并蓄積熱量而引起的燃燒。的燃燒。（2）有焰燃燒：）有焰燃燒：木材進(jìn)行發(fā)光的氣相燃燒，放出大量木材進(jìn)行發(fā)光的氣相燃燒，放出大量的熱，占木材總發(fā)熱量的的熱，占木材總發(fā)熱量的2/3。（3）發(fā)煙燃燒：）發(fā)煙燃燒：木材

5、處于一種無(wú)可見(jiàn)光而有煙霧的燃木材處于一種無(wú)可見(jiàn)光而有煙霧的燃燒過(guò)程。燒過(guò)程。（4）紅熱燃燒：）紅熱燃燒：木材處于固相狀態(tài)而沒(méi)有火焰的燃燒。木材處于固相狀態(tài)而沒(méi)有火焰的燃燒。 2 木材燃燒專業(yè)術(shù)語(yǔ)木材燃燒專業(yè)術(shù)語(yǔ)（1）火焰）火焰發(fā)光的氣相燃燒區(qū)域；發(fā)光的氣相燃燒區(qū)域；（2）著火）著火用或者不用外來(lái)熱源使木材起火；用或者不用外來(lái)熱源使木材起火；（3）點(diǎn)火）點(diǎn)火使燃燒作用開(kāi)始，又稱引燃或點(diǎn)燃；使燃燒作用開(kāi)始，又稱引燃或點(diǎn)燃；（4）引燃溫度）引燃溫度在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，使木材開(kāi)始持在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，使木材開(kāi)始持續(xù)燃燒的最低溫度。續(xù)燃燒的最低溫度。（5）極限氧指數(shù)）極限氧指數(shù)在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，木材在

6、氧、在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，木材在氧、氮混合氣流中剛好保持燃燒狀態(tài)所需的最低氧濃度。氮混合氣流中剛好保持燃燒狀態(tài)所需的最低氧濃度。 二二 燃燒過(guò)程中木材的性狀變化燃燒過(guò)程中木材的性狀變化 木材燃燒過(guò)程的五個(gè)階段：木材燃燒過(guò)程的五個(gè)階段：n升溫：升溫：外部熱源作用外部熱源作用n熱分解：熱分解：達(dá)到熱分解溫度時(shí)產(chǎn)生可燃?xì)怏w達(dá)到熱分解溫度時(shí)產(chǎn)生可燃?xì)怏wn著火：著火：可燃性氣體可燃性氣體（CO,CHCO,CH4 4，C C2 2H H6 6，C C2 2H H4 4等）等）被點(diǎn)燃被點(diǎn)燃n燃燒：燃燒：可燃?xì)怏w燃燒引起木材固相表面的燃燒可燃?xì)怏w燃燒引起木材固相表面的燃燒n蔓延：蔓延：燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞給相鄰部

7、位燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞給相鄰部位 第二節(jié)第二節(jié) 木材的阻燃處理木材的阻燃處理一一 木材阻燃機(jī)理木材阻燃機(jī)理1 覆蓋作用（障礙作用）理論：覆蓋作用（障礙作用）理論：2 稀釋氣體作用理論：稀釋氣體作用理論：3 熱作用理論：熱作用理論：4 抑制火焰內(nèi)的連鎖反應(yīng)理論（自由基捕集理論）：抑制火焰內(nèi)的連鎖反應(yīng)理論（自由基捕集理論）：5 脫水炭化作用理論脫水炭化作用理論6 催化木材熱分解過(guò)程的理論催化木材熱分解過(guò)程的理論二二 木材阻燃劑木材阻燃劑三三 木材的阻燃處理方法木材的阻燃處理方法1 覆蓋作用（障礙作用）理論：覆蓋作用（障礙作用）理論：阻燃劑在木材熱阻燃劑在木材熱解溫度以下熔融，覆蓋在木材表面上形成隔熱

8、解溫度以下熔融，覆蓋在木材表面上形成隔熱涂層或泡沫層，阻止可燃?xì)怏w外逸和氧氣進(jìn)入涂層或泡沫層，阻止可燃?xì)怏w外逸和氧氣進(jìn)入木材表面。木材表面。2 稀釋氣體作用理論：稀釋氣體作用理論：阻燃劑分解時(shí)放出不燃性阻燃劑分解時(shí)放出不燃性氣體（氣體（N2、NH3、CO2、鹵化氫等）可降低木、鹵化氫等）可降低木材熱分解生成的可燃?xì)怏w含量。材熱分解生成的可燃?xì)怏w含量。 3 熱作用理論：熱作用理論：包括包括吸熱吸熱阻燃劑的分解和熔融是吸熱反應(yīng)，抑制阻燃劑的分解和熔融是吸熱反應(yīng)，抑制木材的溫度上升，抑制木材釋放結(jié)晶水，和木材的溫度上升，抑制木材釋放結(jié)晶水，和木材中水分的汽化；木材中水分的汽化；熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)阻燃劑增加

9、木材的導(dǎo)熱性，使其迅速阻燃劑增加木材的導(dǎo)熱性，使其迅速散熱，抑制木材溫度上升；散熱，抑制木材溫度上升；隔熱隔熱阻擋熱量向木材內(nèi)傳遞。阻擋熱量向木材內(nèi)傳遞。 4 抑制火焰內(nèi)的連鎖反應(yīng)理論抑制火焰內(nèi)的連鎖反應(yīng)理論 （自由基捕集理論）：（自由基捕集理論）： 鹵化物阻燃劑在熱分解溫度下生成的活性很高鹵化物阻燃劑在熱分解溫度下生成的活性很高的游離基能捕集木材燃燒放出的自由基并與之作用，的游離基能捕集木材燃燒放出的自由基并與之作用，生成不燃物（鹵化氫），從而阻止木材火焰中的連生成不燃物（鹵化氫），從而阻止木材火焰中的連鎖反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程為：鎖反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程為： 主要的自由基連鎖反應(yīng)：主要的自由基連鎖反應(yīng)：

10、H + O 2HO + O O + H2 HO + H 鹵化物消除自由基的原理（其中鹵化物消除自由基的原理（其中X代表代表F、Cl、Br）對(duì)于對(duì)于H H + HX H2 + X (將氫自由基變成了分子態(tài)將氫自由基變成了分子態(tài))對(duì)于對(duì)于O O + X2 XO + X O + XO X + O2 (將氧自由基變成了分子態(tài)將氧自由基變成了分子態(tài))此外，消除此外，消除HO 也有利于抑制燃燒過(guò)程：也有利于抑制燃燒過(guò)程： HO + XO HX + O2 HO + XO X + H2O 5 脫水炭化作用理論脫水炭化作用理論 阻燃劑加熱時(shí)生成的酸或堿能使纖維素脫水形阻燃劑加熱時(shí)生成的酸或堿能使纖維素脫水形成炭

11、和水，而且阻燃劑大多是在木材的著火溫度以成炭和水，而且阻燃劑大多是在木材的著火溫度以下促進(jìn)木材脫水炭化。木炭的熱傳導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率下促進(jìn)木材脫水炭化。木炭的熱傳導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率低，比熱高，可抑制木材燃燒，另外，炭化物具有低，比熱高，可抑制木材燃燒，另外，炭化物具有多孔結(jié)構(gòu)，還有良好的隔熱作用。多孔結(jié)構(gòu)，還有良好的隔熱作用。 6 催化木材熱分解過(guò)程的理論催化木材熱分解過(guò)程的理論 經(jīng)阻燃劑處理的木材能在較低的溫度下發(fā)生分經(jīng)阻燃劑處理的木材能在較低的溫度下發(fā)生分解，從而改變木材熱分解反應(yīng)的途徑，提高木材熱解，從而改變木材熱分解反應(yīng)的途徑，提高木材熱解時(shí)的炭產(chǎn)量，降低可燃?xì)怏w的產(chǎn)量。解時(shí)的炭產(chǎn)量，降低可燃

12、氣體的產(chǎn)量。 二二 木材阻燃劑木材阻燃劑 （一）木材阻燃劑的基本條件（一）木材阻燃劑的基本條件1 1 在火焰溫度下能阻止有煙燃燒，降低木材的熱降解在火焰溫度下能阻止有煙燃燒，降低木材的熱降解和炭化速度；和炭化速度；2 2 阻止木材著火；阻止木材著火；3 3 阻止除去熱源后的有煙燃燒及表面燃燒；阻止除去熱源后的有煙燃燒及表面燃燒；4 4 價(jià)格低廉，無(wú)毒無(wú)污染，使用方便；價(jià)格低廉，無(wú)毒無(wú)污染，使用方便；5 5 處理后對(duì)木材和金屬聯(lián)接件無(wú)腐蝕作用，對(duì)木材加處理后對(duì)木材和金屬聯(lián)接件無(wú)腐蝕作用，對(duì)木材加工不產(chǎn)生障礙；工不產(chǎn)生障礙；6 6 具有耐溶劑性能和耐久性；具有耐溶劑性能和耐久性；7 7 不在木材表

13、面產(chǎn)生結(jié)晶或其它沉積物；不在木材表面產(chǎn)生結(jié)晶或其它沉積物；8 8 不降低木材的物理、力學(xué)性能。不降低木材的物理、力學(xué)性能。（二）木材阻燃劑成分（二）木材阻燃劑成分 1 阻燃主劑阻燃主劑2 阻燃協(xié)效劑（增效劑）阻燃協(xié)效劑（增效劑）3 增稠劑增稠劑4 潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕劑5 基料基料 （1）鹵素系列阻燃劑）鹵素系列阻燃劑（2）磷）磷氮系列阻燃劑：氮系列阻燃劑：（3） 硼系阻燃劑硼系阻燃劑（4）氨基樹(shù)脂阻燃劑）氨基樹(shù)脂阻燃劑（1）鹵素系列）鹵素系列（2）多元醇）多元醇（3）氫氧化鋁）氫氧化鋁（4）尿素）尿素（5）硅酸鈉和二氧化硅）硅酸鈉和二氧化硅（6）硫酸銨）硫酸銨（1）鹵素系列阻燃劑）鹵素系列阻燃劑阻燃機(jī)

14、理有兩個(gè)方面：阻燃機(jī)理有兩個(gè)方面： 物理覆蓋作用：這類阻燃劑受熱分解，放物理覆蓋作用：這類阻燃劑受熱分解，放出鹵化氫，它是難燃性氣體，不僅稀釋空氣中出鹵化氫，它是難燃性氣體，不僅稀釋空氣中的氧，更重要的是它們比空氣重，在木材燃燒的氧，更重要的是它們比空氣重，在木材燃燒區(qū)域形成覆蓋保護(hù)層，使木材的燃燒速度減緩區(qū)域形成覆蓋保護(hù)層，使木材的燃燒速度減緩或熄滅?；蛳?。 鹵素系列阻燃劑能中斷木材燃燒中發(fā)生的鹵素系列阻燃劑能中斷木材燃燒中發(fā)生的游離基連鎖反應(yīng)。游離基連鎖反應(yīng)。 （2）磷）磷氮系列阻燃劑：氮系列阻燃劑：包括各種磷酸鹽、銨鹽包括各種磷酸鹽、銨鹽 等，其中等，其中P、N起阻燃作用。其阻燃機(jī)理為

15、：起阻燃作用。其阻燃機(jī)理為： 在火焰中發(fā)生熱分解，放出大量不燃性氣體如在火焰中發(fā)生熱分解，放出大量不燃性氣體如氨氣和水蒸汽，從而沖淡木材熱分解時(shí)所產(chǎn)生的可氨氣和水蒸汽，從而沖淡木材熱分解時(shí)所產(chǎn)生的可燃性氣體，起到延緩燃燒的作用。燃性氣體，起到延緩燃燒的作用。 其本身還通過(guò)縮聚作用生成聚磷酸，它是一種其本身還通過(guò)縮聚作用生成聚磷酸，它是一種強(qiáng)有力的脫水炭化劑，且高溫下十分穩(wěn)定，極難揮強(qiáng)有力的脫水炭化劑，且高溫下十分穩(wěn)定，極難揮發(fā)可使木材的表面迅速脫水炭化形成炭化層。炭化發(fā)可使木材的表面迅速脫水炭化形成炭化層。炭化層的熱傳導(dǎo)率低，可抑制內(nèi)層的熱分解?？s聚產(chǎn)物層的熱傳導(dǎo)率低，可抑制內(nèi)層的熱分解?？s聚

16、產(chǎn)物還能形成耐高溫的玻璃狀液體覆蓋層，起到隔熱和還能形成耐高溫的玻璃狀液體覆蓋層，起到隔熱和隔絕空氣的作用。例如：隔絕空氣的作用。例如： (NH4)2HPO4的熱分解反應(yīng)及縮聚反應(yīng)如下：的熱分解反應(yīng)及縮聚反應(yīng)如下：(HPO3)X + Q(NH4)2HPO4 70 NH4H2PO2 + NH33NH4H2PO2 130 H4P2O7 + HPO3 + 3NH3 + H2OX(HPO3) （3） 硼系阻燃劑硼系阻燃劑 為膨脹型阻燃劑，遇熱產(chǎn)生水蒸汽，本身膨脹為膨脹型阻燃劑，遇熱產(chǎn)生水蒸汽，本身膨脹形成覆蓋層，起隔熱、隔絕空氣的作用，從而達(dá)到形成覆蓋層，起隔熱、隔絕空氣的作用，從而達(dá)到阻燃目的。包括

17、硼酸、硼砂、多硼酸鈉等。阻燃目的。包括硼酸、硼砂、多硼酸鈉等。 以硼酸為例，硼酸為低熔點(diǎn)化合物，隨受熱溫以硼酸為例，硼酸為低熔點(diǎn)化合物，隨受熱溫度的升高，最后生成三氧化二硼，它軟化呈玻璃狀度的升高，最后生成三氧化二硼，它軟化呈玻璃狀薄膜，覆蓋于燃燒著的木材表面，起到隔熱排氧的薄膜，覆蓋于燃燒著的木材表面，起到隔熱排氧的功能。其受熱的反應(yīng)方程式為：功能。其受熱的反應(yīng)方程式為：H3BO370 HBO2 + H2O4HBO2140160 H2B4O7 + H2OH2B4O7330 2B2O3 + H20 （4）氨基樹(shù)脂阻燃劑）氨基樹(shù)脂阻燃劑 其阻燃機(jī)理是這類樹(shù)脂在其阻燃機(jī)理是這類樹(shù)脂在150180

18、開(kāi)始發(fā)泡，開(kāi)始發(fā)泡，起到隔火作用，并在高溫下放出氮?dú)?，稀釋著火木材起到隔火作用，并在高溫下放出氮?dú)猓♂屩鹉静闹車难鯕?。周圍的氧氣?常用的有常用的有: 尿素尿素雙氰胺雙氰胺甲醛甲醛磷酸（磷酸（UDFP）樹(shù)脂）樹(shù)脂 三聚氰胺三聚氰胺雙氰胺雙氰胺甲醛甲醛磷酸（磷酸（MDFP）樹(shù)脂。）樹(shù)脂。 2 阻燃協(xié)效劑（增效劑）阻燃協(xié)效劑（增效劑） 其作用是提高和加強(qiáng)主劑的阻燃效果，降低主劑其作用是提高和加強(qiáng)主劑的阻燃效果，降低主劑用量，在阻燃劑配方中占用量，在阻燃劑配方中占510%。（1）鹵素系列）鹵素系列 由于阻燃主劑由于阻燃主劑PN系列的阻燃作用是在固相中系列的阻燃作用是在固相中進(jìn)行，而鹵素系列的阻

19、燃作用是在氣相中進(jìn)行的，進(jìn)行，而鹵素系列的阻燃作用是在氣相中進(jìn)行的，所以鹵素系列是所以鹵素系列是PN系列良好的協(xié)效劑。系列良好的協(xié)效劑。 （2）多元醇）多元醇 也是也是PN系列良好的協(xié)效劑。多元醇可與系列良好的協(xié)效劑。多元醇可與PN系系列的縮聚產(chǎn)物聚磷酸發(fā)生酯化反應(yīng)，并進(jìn)一步脫水炭列的縮聚產(chǎn)物聚磷酸發(fā)生酯化反應(yīng)，并進(jìn)一步脫水炭化，降低傳熱速度；同時(shí)放出水蒸汽和不燃?xì)怏w，膨化，降低傳熱速度；同時(shí)放出水蒸汽和不燃?xì)怏w，膨脹發(fā)泡進(jìn)一步起到隔熱隔氧作用。脹發(fā)泡進(jìn)一步起到隔熱隔氧作用。（3）氫氧化鋁）氫氧化鋁 是氨基樹(shù)脂阻燃劑的優(yōu)良協(xié)效劑。其熱穩(wěn)定性好，是氨基樹(shù)脂阻燃劑的優(yōu)良協(xié)效劑。其熱穩(wěn)定性好，在在3

20、00 下加熱分解，生成的三氧化二鋁是一種惰性下加熱分解，生成的三氧化二鋁是一種惰性的吸熱載體，能減慢木材燃燒速度，是一種無(wú)毒無(wú)公的吸熱載體，能減慢木材燃燒速度，是一種無(wú)毒無(wú)公害、價(jià)格便宜的白色粉末。害、價(jià)格便宜的白色粉末。 （4）尿素）尿素 也是也是PN系列良好的協(xié)效劑。它遇熱縮聚生成系列良好的協(xié)效劑。它遇熱縮聚生成玻璃狀液體覆蓋層，起到隔火、阻燃作用。其熱分玻璃狀液體覆蓋層，起到隔火、阻燃作用。其熱分解反應(yīng)如下：解反應(yīng)如下：（5）硅酸鈉和二氧化硅）硅酸鈉和二氧化硅 硅酸鈉工業(yè)上稱水玻璃，它和二氧化硅都是耐高硅酸鈉工業(yè)上稱水玻璃，它和二氧化硅都是耐高溫材料，一般用作阻燃涂料。溫材料，一般用作阻

21、燃涂料。（6）硫酸銨）硫酸銨 是是PN系列的協(xié)效劑，有降低煙密度的作用系列的協(xié)效劑，有降低煙密度的作用。3 增稠劑增稠劑 其功能是增加阻燃浸漬劑的粘度，增強(qiáng)浸漬劑其功能是增加阻燃浸漬劑的粘度，增強(qiáng)浸漬劑在木材內(nèi)的固著性，避免鹽類析出表面，非水溶性在木材內(nèi)的固著性，避免鹽類析出表面，非水溶性的增稠劑還有抗流失的作用。如無(wú)機(jī)的水玻璃、有的增稠劑還有抗流失的作用。如無(wú)機(jī)的水玻璃、有機(jī)的淀粉、聚乙烯醇。機(jī)的淀粉、聚乙烯醇。4 潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕劑 是一種表面活性劑，其功能是降低阻燃劑的表是一種表面活性劑，其功能是降低阻燃劑的表面張力及液固兩相的界面張力，增強(qiáng)阻燃劑在木材面張力及液固兩相的界面張力，增強(qiáng)阻燃劑在

22、木材中的滲透能力。中的滲透能力。5 基料基料 浸注木材阻燃劑的基料大多是水，阻燃涂料的浸注木材阻燃劑的基料大多是水，阻燃涂料的基料是天然或合成樹(shù)脂?；鲜翘烊换蚝铣蓸?shù)脂。 （三）木材阻燃劑種類（三）木材阻燃劑種類分兩類：分兩類： 阻燃涂料阻燃涂料 浸注木材用的阻燃劑浸注木材用的阻燃劑 表層處理表層處理 深層處理深層處理 實(shí)用、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、經(jīng)濟(jì) 表面磨損不影響阻燃性表面磨損不影響阻燃性 表面磨損失去阻燃性表面磨損失去阻燃性 處理費(fèi)用高處理費(fèi)用高 1 阻燃涂料阻燃涂料 又稱防火涂料，根據(jù)其防火性能又分為：又稱防火涂料，根據(jù)其防火性能又分為：（1）非膨脹型阻燃涂料：）非膨脹型阻燃涂料：靠其本身的高難燃

23、性或不燃性靠其本身的高難燃性或不燃性達(dá)到阻燃目的。當(dāng)遇火時(shí)，形成一種隔絕氧氣的釉狀保護(hù)層。達(dá)到阻燃目的。當(dāng)遇火時(shí)，形成一種隔絕氧氣的釉狀保護(hù)層。但這種釉狀保護(hù)層隔熱性能差，容易被燒裂，阻燃效果有限，但這種釉狀保護(hù)層隔熱性能差，容易被燒裂，阻燃效果有限，但其本身的高難燃性或不燃性對(duì)于抵抗瞬時(shí)性高溫有較好的但其本身的高難燃性或不燃性對(duì)于抵抗瞬時(shí)性高溫有較好的效果。效果。 （2）膨脹型阻燃涂料：）膨脹型阻燃涂料：以高分子聚合物為基料，添加發(fā)以高分子聚合物為基料，添加發(fā)泡劑等構(gòu)成防火體系，遇火時(shí)形成均勻而致密的蜂窩狀或海泡劑等構(gòu)成防火體系，遇火時(shí)形成均勻而致密的蜂窩狀或海綿狀碳質(zhì)泡沫層，比原涂層厚幾十

24、倍，且不易燒裂，有很好綿狀碳質(zhì)泡沫層，比原涂層厚幾十倍，且不易燒裂，有很好的隔絕氧氣的作用，而且有非常良好的隔熱效果。的隔絕氧氣的作用，而且有非常良好的隔熱效果。 2 浸注木材用的阻燃劑浸注木材用的阻燃劑 （1）無(wú)機(jī)阻燃劑）無(wú)機(jī)阻燃劑 常用的無(wú)機(jī)阻燃劑有以磷酸銨為主的常用的無(wú)機(jī)阻燃劑有以磷酸銨為主的PN系，系，以硼化物為主的硼系，含鹵素化合物的鹵系，以及以硼化物為主的硼系，含鹵素化合物的鹵系，以及含鎂、鋁等金屬氧化物或氫氧化物等。含鎂、鋁等金屬氧化物或氫氧化物等。（2）有機(jī)阻燃劑）有機(jī)阻燃劑MDP樹(shù)脂：能與木材構(gòu)成交聯(lián)結(jié)合，抗流失。樹(shù)脂：能與木材構(gòu)成交聯(lián)結(jié)合，抗流失。UDFP樹(shù)脂：抗流失，耐腐

25、蝕，比樹(shù)脂：抗流失，耐腐蝕，比MDP的活性期的活性期 長(zhǎng)，用于制作阻燃人造板。長(zhǎng)，用于制作阻燃人造板。MDFP樹(shù)脂：與樹(shù)脂：與UDFP類似。類似。 三三 木材的阻燃處理方法木材的阻燃處理方法 （一）深層處理：（一）深層處理：通過(guò)一定手段使阻燃劑浸注木材通過(guò)一定手段使阻燃劑浸注木材達(dá)到一定深度的處理方法。一般采用浸漬法和浸注法，達(dá)到一定深度的處理方法。一般采用浸漬法和浸注法，浸漬法適合于滲透性好的樹(shù)種和無(wú)機(jī)阻燃劑；浸注法浸漬法適合于滲透性好的樹(shù)種和無(wú)機(jī)阻燃劑；浸注法是用來(lái)處理滲透性差的木材，常用真空加壓法注入。是用來(lái)處理滲透性差的木材，常用真空加壓法注入。（二）表面處理：（二）表面處理：即在木材

26、表面涂刷或噴淋阻燃物質(zhì)。即在木材表面涂刷或噴淋阻燃物質(zhì)。常用的方法是涂阻燃涂料。浸漬用的阻燃劑不用來(lái)處常用的方法是涂阻燃涂料。浸漬用的阻燃劑不用來(lái)處理成材，只適宜處理單板，通過(guò)藥劑層積起到一定的理成材，只適宜處理單板，通過(guò)藥劑層積起到一定的阻燃作用。阻燃作用。（三）貼面處理：（三）貼面處理：是在木材表面貼具有阻燃作用的材料。是在木材表面貼具有阻燃作用的材料。第三節(jié)第三節(jié) 木材阻燃性能的檢驗(yàn)方法木材阻燃性能的檢驗(yàn)方法一一 木棒垂直燃燒法木棒垂直燃燒法二二 45 45 角薄板燃燒法角薄板燃燒法三三 紙片法紙片法四四 氧指數(shù)法氧指數(shù)法 一一 木棒垂直燃燒法木棒垂直燃燒法 將試樣用阻燃劑處理，干燥后稱

27、重，垂直掛于將試樣用阻燃劑處理，干燥后稱重，垂直掛于燃燒柜內(nèi)支架上，用純酒精或一定高度火焰的其它燃燒柜內(nèi)支架上，用純酒精或一定高度火焰的其它熱源點(diǎn)燃一定時(shí)間，火源熄滅后，用秒表記錄有焰熱源點(diǎn)燃一定時(shí)間，火源熄滅后，用秒表記錄有焰燃燒時(shí)間和無(wú)焰燃燒時(shí)間、炭化高度、失重值，同燃燒時(shí)間和無(wú)焰燃燒時(shí)間、炭化高度、失重值，同未處理材對(duì)比，判斷阻燃劑的阻燃性能。未處理材對(duì)比，判斷阻燃劑的阻燃性能。 二二 45角薄板燃燒法角薄板燃燒法 將薄板用阻燃劑處理，干燥后稱重，放在燃燒將薄板用阻燃劑處理，干燥后稱重，放在燃燒室中室中45角支架上，用一定量酒精或一定高度火角支架上，用一定量酒精或一定高度火焰的其它熱源點(diǎn)

28、燃一定時(shí)間，火源熄滅后，用秒表焰的其它熱源點(diǎn)燃一定時(shí)間，火源熄滅后，用秒表記錄試樣有焰燃燒時(shí)間（陽(yáng)燃時(shí)間）、無(wú)焰燃燒時(shí)記錄試樣有焰燃燒時(shí)間（陽(yáng)燃時(shí)間）、無(wú)焰燃燒時(shí)間（陰燃時(shí)間）、炭化高度、失重值。間（陰燃時(shí)間）、炭化高度、失重值。 三三 紙片法紙片法 該法用于篩選木材阻燃劑，有效而且方便。該法用于篩選木材阻燃劑，有效而且方便。 將一定規(guī)格的濾紙切成片，高將一定規(guī)格的濾紙切成片，高13，寬，寬6，稱重，稱重，浸注不同濃度的阻燃劑中，浸泡浸注不同濃度的阻燃劑中，浸泡6后取出，在塑料后取出，在塑料絲網(wǎng)上晾干過(guò)夜，再稱重，測(cè)得載藥量。將浸過(guò)藥絲網(wǎng)上晾干過(guò)夜，再稱重，測(cè)得載藥量。將浸過(guò)藥液的濾紙片掛在鐵

29、架上，用液的濾紙片掛在鐵架上，用2高火焰在濾紙下端垂高火焰在濾紙下端垂直點(diǎn)燃直點(diǎn)燃12秒鐘，觀察未燃面積大小。秒鐘，觀察未燃面積大小。 四四 氧指數(shù)法氧指數(shù)法 氧指數(shù)即正好維持材料燃燒時(shí)的最低氧濃度。氧指數(shù)即正好維持材料燃燒時(shí)的最低氧濃度。 式中：式中： Vo2 混合氣體中氧的體積流速（混合氣體中氧的體積流速（cm3/s） VN2 混合氣體中氮的體積流速（混合氣體中氮的體積流速（cm3/s） 根據(jù)測(cè)得的氧指數(shù)值可將材料劃分為三類：根據(jù)測(cè)得的氧指數(shù)值可將材料劃分為三類：OI =VO2 VO2 +VN2100 OI值值27（28）自滅型材料自滅型材料玻璃筒玻璃筒試樣試樣金屬網(wǎng)金屬網(wǎng)試樣夾試樣夾玻璃

30、珠玻璃珠底座底座進(jìn)氣口進(jìn)氣口 燃燒柱示意圖燃燒柱示意圖第四節(jié)第四節(jié) 阻燃處理后木材性能的變化阻燃處理后木材性能的變化 一一 煙霧和毒氣煙霧和毒氣 阻燃處理后的木材燃燒時(shí)也產(chǎn)生煙霧和氣體，煙霧量阻燃處理后的木材燃燒時(shí)也產(chǎn)生煙霧和氣體，煙霧量較未處理的木材有的增大，有的減少，取決于所用化學(xué)藥品較未處理的木材有的增大，有的減少，取決于所用化學(xué)藥品的種類和燃燒的條件；毒氣形成的可能性可根據(jù)阻燃劑的配的種類和燃燒的條件；毒氣形成的可能性可根據(jù)阻燃劑的配方估計(jì)出來(lái)，含氯化合物可產(chǎn)生氯氣、氯化氫，含氮化合物方估計(jì)出來(lái)，含氯化合物可產(chǎn)生氯氣、氯化氫，含氮化合物可產(chǎn)生氨氣，有機(jī)化合物處理后的毒性還不清楚?？僧a(chǎn)生

31、氨氣，有機(jī)化合物處理后的毒性還不清楚。 二二 強(qiáng)度強(qiáng)度 阻燃處理后的木材如經(jīng)高溫爐干，其力學(xué)強(qiáng)度會(huì)降低，阻燃處理后的木材如經(jīng)高溫爐干，其力學(xué)強(qiáng)度會(huì)降低，某些化合物可引起木材酸性降解，也使木材強(qiáng)度下降。某些化合物可引起木材酸性降解，也使木材強(qiáng)度下降。 三三 吸濕性吸濕性 用無(wú)機(jī)阻燃劑處理的木材吸濕性加大并且和用無(wú)機(jī)阻燃劑處理的木材吸濕性加大并且和木材的大小、樹(shù)種、溫度、相對(duì)濕度、化合物的種木材的大小、樹(shù)種、溫度、相對(duì)濕度、化合物的種類和數(shù)量有關(guān)。類和數(shù)量有關(guān)。 四四 膠合作用膠合作用 膠合質(zhì)量不如未處理材。膠合質(zhì)量不如未處理材。 五五 腐蝕性腐蝕性 無(wú)機(jī)阻燃劑多有腐蝕性，被處理的木材如果同無(wú)機(jī)阻

32、燃劑多有腐蝕性，被處理的木材如果同金屬接觸，不應(yīng)放在較高相對(duì)濕度下很長(zhǎng)時(shí)間，因金屬接觸，不應(yīng)放在較高相對(duì)濕度下很長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)榛瘜W(xué)藥劑可腐蝕金屬，腐蝕的金屬又使木材變質(zhì)。為化學(xué)藥劑可腐蝕金屬，腐蝕的金屬又使木材變質(zhì)。 六六 油漆性能油漆性能 有機(jī)阻燃劑多不影響油漆性能，無(wú)機(jī)阻燃劑在有機(jī)阻燃劑多不影響油漆性能，無(wú)機(jī)阻燃劑在干燥條件下一般也沒(méi)有問(wèn)題，但在高的相對(duì)濕度下干燥條件下一般也沒(méi)有問(wèn)題，但在高的相對(duì)濕度下影響漆膜的膠著，或使化合物的結(jié)晶浮現(xiàn)在油漆表影響漆膜的膠著，或使化合物的結(jié)晶浮現(xiàn)在油漆表面，所以一般不用無(wú)機(jī)鹽類處理。面，所以一般不用無(wú)機(jī)鹽類處理。 七七 耐候性耐候性 阻燃處理的木材在干燥條

33、件下放置是耐久而穩(wěn)阻燃處理的木材在干燥條件下放置是耐久而穩(wěn)定的，但無(wú)機(jī)鹽類處理的木材不能放于室外淋雨，定的，但無(wú)機(jī)鹽類處理的木材不能放于室外淋雨，可用防水涂料涂刷表面保護(hù)之。戶外用的阻燃材可可用防水涂料涂刷表面保護(hù)之。戶外用的阻燃材可用抗流失的樹(shù)脂類阻燃劑浸漬。用抗流失的樹(shù)脂類阻燃劑浸漬。第五第五章章 木材的尺寸穩(wěn)定性處理木材的尺寸穩(wěn)定性處理 第一節(jié)第一節(jié) 木材的變形木材的變形 一一 木材對(duì)水分的吸著機(jī)構(gòu)木材對(duì)水分的吸著機(jī)構(gòu)（一）表面極性基（一）表面極性基 主要為羥基和羧基，木質(zhì)素、半纖維素及纖主要為羥基和羧基，木質(zhì)素、半纖維素及纖維素的非結(jié)晶區(qū)都可以吸引水分子形成吸著水分子維素的非結(jié)晶區(qū)都可

34、以吸引水分子形成吸著水分子層（單層或多層），這叫表面結(jié)合水，與木材表面層（單層或多層），這叫表面結(jié)合水，與木材表面有氫鍵結(jié)合力。有氫鍵結(jié)合力。（二）微毛細(xì)管（二）微毛細(xì)管 干材細(xì)胞壁內(nèi)有一部分微毛細(xì)管，特別是隨干材細(xì)胞壁內(nèi)有一部分微毛細(xì)管，特別是隨著無(wú)定形區(qū)的不飽和羥基吸著水分，微纖絲膠束間著無(wú)定形區(qū)的不飽和羥基吸著水分，微纖絲膠束間的距離擴(kuò)大，形成大量的瞬間微毛細(xì)管，水蒸氣在的距離擴(kuò)大，形成大量的瞬間微毛細(xì)管，水蒸氣在管內(nèi)凝結(jié)形成的水叫微毛細(xì)管凝結(jié)水。管內(nèi)凝結(jié)形成的水叫微毛細(xì)管凝結(jié)水。 相對(duì)蒸汽壓和形成凝結(jié)水的微毛細(xì)管半徑之間的相對(duì)蒸汽壓和形成凝結(jié)水的微毛細(xì)管半徑之間的關(guān)系為：關(guān)系為： 根據(jù)

35、上式可以計(jì)算在任意相對(duì)蒸汽壓下具有凝結(jié)根據(jù)上式可以計(jì)算在任意相對(duì)蒸汽壓下具有凝結(jié)作用的毛細(xì)管半徑：作用的毛細(xì)管半徑： P /P0 r r（毫米）（毫米） P /P0 r r（毫米）（毫米） 0.90 0.010 0.99 0.106 0.95 0.020 0.995 0.210 0.97 0.035 0.999 1.060 0.98 0.053 0.9999 10.60 r=r=2M2MRTln(P0/P) 二二 木材主要成分的吸濕性木材主要成分的吸濕性 半纖維素纖維素木質(zhì)素。半纖維素纖維素木質(zhì)素。 纖維素的最大濕脹量是纖維素的最大濕脹量是52%，半纖維素具有更大，半纖維素具有更大的吸濕性，因

36、為水分子不能進(jìn)入纖維素的結(jié)晶區(qū)。的吸濕性，因?yàn)樗肿硬荒苓M(jìn)入纖維素的結(jié)晶區(qū)。木質(zhì)素的親水性大約相當(dāng)于纖維素的木質(zhì)素的親水性大約相當(dāng)于纖維素的40%，其最，其最大濕脹量為大濕脹量為4%，因?yàn)槟举|(zhì)素形成一種結(jié)殼物質(zhì)，因?yàn)槟举|(zhì)素形成一種結(jié)殼物質(zhì)，阻止了木材對(duì)水分的吸著。阻止了木材對(duì)水分的吸著。 在纖維飽和點(diǎn)附近木材各成分的平衡含水率：在纖維飽和點(diǎn)附近木材各成分的平衡含水率： 相對(duì)濕度（相對(duì)濕度（%） 半纖維素半纖維素 全纖維素全纖維素 木質(zhì)素木質(zhì)素 95 4763 2430 823 100 / 51.7 1032 三三 木材的濕脹干縮量木材的濕脹干縮量 木材的木材的濕脹率（濕脹率（Sw，%）是用從絕

37、干材到生材是用從絕干材到生材的濕脹量對(duì)絕干材尺寸之比的百分率表示；的濕脹量對(duì)絕干材尺寸之比的百分率表示； 干縮率（干縮率（Sh，%）是用從生材到絕干材的干縮是用從生材到絕干材的干縮量對(duì)生材尺寸之比的百分率表示，量對(duì)生材尺寸之比的百分率表示， 兩者間的關(guān)系為：兩者間的關(guān)系為：Sw =100 Sw100 + Sw100 Sh100 + ShSh = 木材的濕脹干縮與密度有關(guān)：木材的濕脹干縮與密度有關(guān)： Sw = Mf G0 (%) Sh= Mf Gg (%) 式中式中， Mf纖維飽和點(diǎn)（纖維飽和點(diǎn)（%）；）； G0全干材密度（全干材密度（g/cm3 ）；）； Gg基本密度（基本密度（g/cm3 ）

38、。）。 木材的濕脹干縮是各向異性的。多數(shù)情況下：木材的濕脹干縮是各向異性的。多數(shù)情況下：Sv= 8.926.0% SL=0.10.9%（很?。ê苄。㏒r= 2.411.0%St=3.515.0% 實(shí)際應(yīng)用中采用：實(shí)際應(yīng)用中采用： Sv = Sr + St Sr / St =1/2一一 衡量尺寸穩(wěn)定處理效果的指標(biāo)衡量尺寸穩(wěn)定處理效果的指標(biāo)1 抗收縮（膨脹）率（抗收縮（膨脹）率（ASE）：）：2 阻濕率（阻濕率（MEE）3 抗吸水率（抗吸水率（RWA）4 增容率（增容率（B）5 聚合物留存率（又稱增重率，聚合物留存率（又稱增重率，PL） 第二節(jié)第二節(jié) 提高木材尺寸穩(wěn)定性的基本途徑提高木材尺寸穩(wěn)定

39、性的基本途徑 1 抗收縮（膨脹）率（抗收縮（膨脹）率（ASE）：）： 2 阻濕率（阻濕率（MEE） ASE =S1-S2S1V2-V1V1S =100%100%100%MEE =MC - MTMC100%式中：式中： S1，S2未處理試樣和處理試樣的體積膨脹系數(shù)未處理試樣和處理試樣的體積膨脹系數(shù) V1，V2同一試樣在浸水前和浸水后的體積同一試樣在浸水前和浸水后的體積式中：式中： MC未處理材的吸濕率；未處理材的吸濕率； MT處理材的吸濕率。處理材的吸濕率。 3 抗吸水率（抗吸水率（RWA）4 增容率（增容率（B）100%RWA =WC - WTWC100%B =VT - VCVC式中：式中：

40、WC未處理材的吸水率；未處理材的吸水率； WT處理材的吸水率。處理材的吸水率。 式中：式中： VC未處理材的絕干體積；未處理材的絕干體積； VT處理材的絕干體積。處理材的絕干體積。5 聚合物留存率（又稱增重率，聚合物留存率（又稱增重率，PL）PL =GT - GCGC100%(1+B)DT - DCDCPL =100%式中：式中： GC未處理材的絕干重量；未處理材的絕干重量； GT處理材的絕干重量。處理材的絕干重量。式中：式中： DC未處理材的密度；未處理材的密度； DT處理材的密度；處理材的密度； B增容率。增容率。 二二 提高木材尺寸穩(wěn)定性的原理提高木材尺寸穩(wěn)定性的原理 1 減少內(nèi)部膨脹量

41、減少內(nèi)部膨脹量 可以通過(guò)三條原理實(shí)現(xiàn)：可以通過(guò)三條原理實(shí)現(xiàn)：（1）用極性較小或非極性基團(tuán)取代羥基；）用極性較小或非極性基團(tuán)取代羥基；（2）用憎水物（涂料）覆蓋自由表面，防止水分子）用憎水物（涂料）覆蓋自由表面，防止水分子進(jìn)入胞壁內(nèi)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；進(jìn)入胞壁內(nèi)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；（3）充脹細(xì)胞壁。）充脹細(xì)胞壁。 2 減少傳遞給外部尺寸的膨脹量，減少傳遞給外部尺寸的膨脹量，如在膠合板內(nèi)利如在膠合板內(nèi)利用縱向單板牽制弦向的變化。用縱向單板牽制弦向的變化。 三三 提高木材尺寸穩(wěn)定性的基本途徑提高木材尺寸穩(wěn)定性的基本途徑 1 機(jī)械抑制。機(jī)械抑制。 利用膠合板，因?yàn)槟z合板是將單板縱橫交錯(cuò)用膠壓制而利用膠合板，因?yàn)槟z合板

42、是將單板縱橫交錯(cuò)用膠壓制而成的，可以利用干縮變形很小的縱向機(jī)械地抑制橫向的干縮。成的，可以利用干縮變形很小的縱向機(jī)械地抑制橫向的干縮。同時(shí)，順紋方向的強(qiáng)度較大，可以彌補(bǔ)木材橫紋方向強(qiáng)度小同時(shí)，順紋方向的強(qiáng)度較大，可以彌補(bǔ)木材橫紋方向強(qiáng)度小的缺點(diǎn)，使木材的材性比較均一。的缺點(diǎn)，使木材的材性比較均一。 2 施加內(nèi)部或外部涂料。施加內(nèi)部或外部涂料。 在木材表面上涂抹涂料，可以阻礙木材與濕氣接觸，降低在木材表面上涂抹涂料，可以阻礙木材與濕氣接觸，降低木材中因水分梯度而產(chǎn)生的應(yīng)力。木材中因水分梯度而產(chǎn)生的應(yīng)力。 3 降低木材的吸濕性。降低木材的吸濕性。如高溫干燥木材，將含水率降如高溫干燥木材，將含水率降

43、到到101015%15%，或用化學(xué)藥劑處理，使之與木材組分發(fā)生化學(xué)，或用化學(xué)藥劑處理，使之與木材組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，減少羥基含量，或熱處理封閉部分羥基，從而降低反應(yīng)，減少羥基含量，或熱處理封閉部分羥基，從而降低木材的吸濕性。木材的吸濕性。4 充脹處理。充脹處理。將某物質(zhì)浸入細(xì)胞壁內(nèi)部，使其體積永久性的將某物質(zhì)浸入細(xì)胞壁內(nèi)部，使其體積永久性的保持充脹狀態(tài)。如用水溶性的酚醛樹(shù)脂浸漬木材，使樹(shù)脂保持充脹狀態(tài)。如用水溶性的酚醛樹(shù)脂浸漬木材，使樹(shù)脂滲入并凝固在細(xì)胞壁內(nèi)，從而使木材的尺寸保持穩(wěn)定。將滲入并凝固在細(xì)胞壁內(nèi)，從而使木材的尺寸保持穩(wěn)定。將木材浸入單體，而后使單體在木材內(nèi)聚合成木塑復(fù)合材，木材浸入單

44、體，而后使單體在木材內(nèi)聚合成木塑復(fù)合材，也可提高其尺寸穩(wěn)定性。也可提高其尺寸穩(wěn)定性。5 使木材組分間形成化學(xué)交聯(lián)（以甲醛為交聯(lián)劑，產(chǎn)使木材組分間形成化學(xué)交聯(lián)（以甲醛為交聯(lián)劑，產(chǎn)生縮醛鍵）生縮醛鍵） 第三節(jié)第三節(jié) 木材的尺寸穩(wěn)定性處木材的尺寸穩(wěn)定性處理理一一 處理原則處理原則 是在保持木材原有優(yōu)良性能的前提下，改變其是在保持木材原有優(yōu)良性能的前提下，改變其吸濕和干縮濕脹性能。它有兩種處理方式；吸濕和干縮濕脹性能。它有兩種處理方式；1 處理僅限于細(xì)胞壁內(nèi)纖維素的非結(jié)晶區(qū)部分；處理僅限于細(xì)胞壁內(nèi)纖維素的非結(jié)晶區(qū)部分；2 細(xì)胞壁未經(jīng)處理，僅僅是細(xì)胞腔內(nèi)充填、沉積某細(xì)胞壁未經(jīng)處理，僅僅是細(xì)胞腔內(nèi)充填、沉

45、積某些化學(xué)藥劑。些化學(xué)藥劑。二二 模型分析模型分析 尺寸穩(wěn)定化處理木材構(gòu)造模型尺寸穩(wěn)定化處理木材構(gòu)造模型 A 細(xì)胞橫斷面細(xì)胞橫斷面 尺寸穩(wěn)定化處理木材構(gòu)造模型尺寸穩(wěn)定化處理木材構(gòu)造模型B 細(xì)胞壁非結(jié)晶區(qū)的纖維素分子鏈模型細(xì)胞壁非結(jié)晶區(qū)的纖維素分子鏈模型B 三三 處理方法處理方法 （一）物理法（一）物理法 1 防水處理（拒水處理，憎水處理）防水處理（拒水處理，憎水處理） 2 防濕處理防濕處理 外表面覆蓋外表面覆蓋 內(nèi)表面覆蓋內(nèi)表面覆蓋 3 酚醛樹(shù)脂處理酚醛樹(shù)脂處理 4 聚乙二醇（聚乙二醇（PEG）處理）處理 1 防水處理（拒水處理，憎水處理）防水處理（拒水處理，憎水處理） 即提高木材對(duì)水分的潤(rùn)濕

46、、浸透的抵抗能即提高木材對(duì)水分的潤(rùn)濕、浸透的抵抗能力的處理方法。其中只使木材具有抵抗水分潤(rùn)力的處理方法。其中只使木材具有抵抗水分潤(rùn)濕性能的處理稱為拒水處理（憎水處理）。如濕性能的處理稱為拒水處理（憎水處理）。如用硅油、石蠟等處理。用硅油、石蠟等處理。 2 防濕處理防濕處理（1）外表面覆蓋）外表面覆蓋：既在木材表面涂飾或膠貼貼面材：既在木材表面涂飾或膠貼貼面材料。猶如一層保護(hù)膜隔絕了木材與外界空氣、水分、料。猶如一層保護(hù)膜隔絕了木材與外界空氣、水分、陽(yáng)光、各種液體、昆蟲(chóng)的直接接觸。陽(yáng)光、各種液體、昆蟲(chóng)的直接接觸。（2）內(nèi)表面覆蓋：）內(nèi)表面覆蓋：將拒水材料溶解在揮發(fā)性的溶劑將拒水材料溶解在揮發(fā)性的

47、溶劑中制成粘度低、流動(dòng)性能好的溶液注入木材內(nèi)部，中制成粘度低、流動(dòng)性能好的溶液注入木材內(nèi)部，當(dāng)溶劑揮發(fā)后將拒水材料留在木材的內(nèi)表面上。如當(dāng)溶劑揮發(fā)后將拒水材料留在木材的內(nèi)表面上。如將松香、漆片等天然樹(shù)脂溶解在烷烴、石油醚溶劑將松香、漆片等天然樹(shù)脂溶解在烷烴、石油醚溶劑中注入木材。中注入木材。 3 酚醛樹(shù)脂處理酚醛樹(shù)脂處理 用低分子量的酚醛注入木材后加熱與木材組用低分子量的酚醛注入木材后加熱與木材組分產(chǎn)生縮合、聚合反應(yīng)，生成不溶性樹(shù)脂，使分產(chǎn)生縮合、聚合反應(yīng)，生成不溶性樹(shù)脂，使木材獲得尺寸的穩(wěn)定性，也可改善其它性能木材獲得尺寸的穩(wěn)定性，也可改善其它性能。 處理模式如構(gòu)造模型中的處理模式如構(gòu)造模型

48、中的A-5，B-4,6。 4 聚乙二醇（聚乙二醇（PEG）處理）處理 （1） PEG的性質(zhì)：的性質(zhì)：無(wú)色、無(wú)味、透明的水溶性物無(wú)色、無(wú)味、透明的水溶性物質(zhì)，分子量較小時(shí)呈液態(tài)，分子量較大時(shí)呈固態(tài)，質(zhì)，分子量較小時(shí)呈液態(tài)，分子量較大時(shí)呈固態(tài)，對(duì)金屬無(wú)腐蝕，對(duì)人、畜無(wú)害。對(duì)金屬無(wú)腐蝕，對(duì)人、畜無(wú)害。 不同分子量的不同分子量的PEG吸濕性不同，研究表明，用分吸濕性不同，研究表明，用分子量為子量為10001500PEG效果最好，因?yàn)榈头肿恿啃Ч詈茫驗(yàn)榈头肿恿康牡腜EG可以以任意比例與水相容，適宜作增容劑，可以以任意比例與水相容，適宜作增容劑，分子量大的分子量大的PEG不易進(jìn)入木材的細(xì)胞壁。處理機(jī)理

49、不易進(jìn)入木材的細(xì)胞壁。處理機(jī)理類似于模型中的類似于模型中的A-5，B-8。 相對(duì)分子相對(duì)分子量不同的量不同的PEG的吸的吸濕等溫線濕等溫線 （2）木材的）木材的PEG處理：注意事項(xiàng)處理：注意事項(xiàng) * PEG適于處理生材或濕材。因?yàn)槟静牡暮试礁撸m于處理生材或濕材。因?yàn)槟静牡暮试礁撸琍EG的存留率越大，處理材的抗脹縮率（的存留率越大，處理材的抗脹縮率（ASE）也越高。）也越高。* 配制配制PEG水溶液時(shí)，應(yīng)首先將水溶液時(shí)，應(yīng)首先將PEG在金屬容器中加熱融化，在金屬容器中加熱融化，之后再加適量水配成溶液。不要先加熱溶解，否則之后再加適量水配成溶液。不要先加熱溶解，否則PEG不不易溶解。易溶

50、解。* PEG處理生材時(shí)，其中的水溶性抽出物溶于處理生材時(shí)，其中的水溶性抽出物溶于PEG水溶液而使水溶液而使其著色。在其中添加漂白劑（如亞氯酸鈉、過(guò)氧化氫）就其著色。在其中添加漂白劑（如亞氯酸鈉、過(guò)氧化氫）就可分解著色成分?？煞纸庵煞帧? PEG處理的木材抗壓、抗彎強(qiáng)度和耐磨性均隨處理的木材抗壓、抗彎強(qiáng)度和耐磨性均隨PEG留存量的留存量的增加而增加，但木材細(xì)胞壁未被強(qiáng)化，微纖絲的運(yùn)動(dòng)比未增加而增加，但木材細(xì)胞壁未被強(qiáng)化，微纖絲的運(yùn)動(dòng)比未處理材容易，在橫向荷載作用下，細(xì)胞壁易于變形。處理材容易，在橫向荷載作用下，細(xì)胞壁易于變形。 （4）PEG處理材的材性處理材的材性 * 尺寸穩(wěn)定性尺寸穩(wěn)定性

51、提高。提高。* 力學(xué)性質(zhì)：力學(xué)性質(zhì)：抗壓、抗彎強(qiáng)度和耐磨性均隨抗壓、抗彎強(qiáng)度和耐磨性均隨PEG留存量留存量的增加而增加，但由于處理材受增容效應(yīng)的影響，細(xì)的增加而增加，但由于處理材受增容效應(yīng)的影響，細(xì)胞壁未被強(qiáng)化，微纖絲的運(yùn)動(dòng)比未處理材容易，在橫胞壁未被強(qiáng)化，微纖絲的運(yùn)動(dòng)比未處理材容易，在橫向荷載作用下，細(xì)胞壁易于變形。向荷載作用下，細(xì)胞壁易于變形。* 干燥性：干燥性：干燥時(shí)很少開(kāi)裂，體積收縮率也小，單板干干燥時(shí)很少開(kāi)裂，體積收縮率也小，單板干燥的合格率大為提高。燥的合格率大為提高。* 膠合性：膠合性：除冷壓脲醛膠、熱壓酚醛膠的膠合強(qiáng)度和木除冷壓脲醛膠、熱壓酚醛膠的膠合強(qiáng)度和木破率與破率與PEG

52、的留存率無(wú)關(guān)，其它膠粘劑，的留存率無(wú)關(guān)，其它膠粘劑，PEG留存率留存率愈高，膠合質(zhì)量愈差。愈高，膠合質(zhì)量愈差。* 耐腐性、耐燃性耐腐性、耐燃性提高。提高。（二）化學(xué)法（二）化學(xué)法1 1 加熱處理加熱處理2 2 乙酰化處理：乙?；幚恚? 3 異氰酸酯處理異氰酸酯處理4 4 甲醛處理甲醛處理5 5 聚合處理（制造木塑復(fù)合材）聚合處理（制造木塑復(fù)合材）6 6 近些年新開(kāi)發(fā)的處理方法近些年新開(kāi)發(fā)的處理方法 石蠟注入法石蠟注入法 馬來(lái)酸馬來(lái)酸甘油（甘油（MGMG）處理）處理 （二）化學(xué)法（二）化學(xué)法 1 加熱處理加熱處理（1）加熱處理的尺寸穩(wěn)定性）加熱處理的尺寸穩(wěn)定性 機(jī)理類似于模型中的機(jī)理類似于模型

53、中的A-4，B-2。隨著水分的去。隨著水分的去除，木材細(xì)胞壁非結(jié)晶區(qū)纖維素分子之間的距離縮除，木材細(xì)胞壁非結(jié)晶區(qū)纖維素分子之間的距離縮小，游離羥基相互之間形成氫鍵結(jié)合的機(jī)會(huì)增多，小，游離羥基相互之間形成氫鍵結(jié)合的機(jī)會(huì)增多，纖維素分子鏈的取向性增強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性提高。纖維素分子鏈的取向性增強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性提高。（2）加熱處理材的材性）加熱處理材的材性* 力學(xué)性質(zhì)：力學(xué)性質(zhì)：抗彎強(qiáng)度、硬度、耐磨性等均下降?？箯潖?qiáng)度、硬度、耐磨性等均下降。 * 耐腐性：耐腐性：增強(qiáng)，由于處理材吸濕性降低，不具有菌增強(qiáng)，由于處理材吸濕性降低，不具有菌類生活所必需的水分。類生活所必需的水分。* 膠合性：膠合性：膠合性能下降

54、。膠合性能下降。 2 乙?；幚恚阂阴；幚恚?（1）概述：）概述：乙酰化即采用疏水的乙酰基置換木材親乙?；床捎檬杷囊阴；脫Q木材親水性的羥基，產(chǎn)生酯的增容效應(yīng)，使木材尺寸穩(wěn)定化，水性的羥基，產(chǎn)生酯的增容效應(yīng)，使木材尺寸穩(wěn)定化，處理機(jī)理類似于模型中的處理機(jī)理類似于模型中的A-5，B-6。乙?；颗c單。乙?；颗c單板板ASE之間的關(guān)系如圖所示。之間的關(guān)系如圖所示。 （2）乙?；幚恚海┮阴；幚恚喝缬么姿狒姆磻?yīng)為：如用醋酸酐的反應(yīng)為： Wood-OH + (CH3CO)2 wood-O-COH3 + CH3COOH 處理藥劑處理藥劑分為乙酰劑和催化劑，前者有醋酸酐、硫代分為乙酰劑和催化

55、劑，前者有醋酸酐、硫代醋酸和乙酰氯等；后者有吡啶、二甲基甲酰胺和無(wú)水高醋酸和乙酰氯等；后者有吡啶、二甲基甲酰胺和無(wú)水高氯酸鎂。氯酸鎂。處理方法有處理方法有液相法、氣相法和綜合法。液相法、氣相法和綜合法。圖圖5-3（3）乙?；牡男再|(zhì)）乙?；牡男再|(zhì)* 物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：氣體的滲透性降低，水分?jǐn)U散速度氣體的滲透性降低，水分?jǐn)U散速度減慢，在不同相對(duì)濕度下，阻濕率和抗脹（縮）減慢，在不同相對(duì)濕度下，阻濕率和抗脹（縮）率幾乎不變。率幾乎不變。* 力學(xué)性質(zhì)：力學(xué)性質(zhì)：橫紋抗壓、硬度、韌性等稍有增加，橫紋抗壓、硬度、韌性等稍有增加，抗剪強(qiáng)度降低?？辜魪?qiáng)度降低。* 膠合性：膠合性：由于乙?；牟闹杏坞x羥基大大減少，由于乙?；牟闹杏坞x羥基大大減少，用熱固性樹(shù)脂膠合時(shí)，木材的膠合性能降低，用熱固性樹(shù)脂膠合時(shí)，木材的膠合性能降低，膠層破壞增多。膠層破壞增多。* 耐腐性：耐腐性：增強(qiáng)，且具有防蟻、防蟲(chóng)功能。增強(qiáng)，且具有防蟻、防蟲(chóng)功能。 3 異氰酸酯處理異氰酸酯處理 （1）異氰酸化反應(yīng)）異氰酸化反應(yīng) 異氰酸化是用異氰酸酯與木材中的羥基反應(yīng)，生成異氰酸化是用異氰酸酯與木材中的羥基反應(yīng)，生成含氮的酯來(lái)達(dá)到木材尺寸穩(wěn)定化，機(jī)理類似于乙酰化含氮的酯來(lái)達(dá)到木材尺寸穩(wěn)定化，機(jī)理類似于乙?；?/p>