文献综述——碳化防腐处理工艺对竹材变形的影响研究
- 目的和意义
通过研究竹材炭化工艺温度时间对竹材的变形影响，竹材炭化后调湿工艺对竹材变形回复的研究，从而分析出最佳的炭化和调湿工艺。最终达到防腐的目的，同时又减少竹材的变形，提高竹材的利用率。
由于我国森林资源的日益短缺，人们转而对木质资源的需求增大。竹子作为木质材料的一种，其在我国的分布十分广泛，竹林面积520万hm2，占世界竹林总面积近四分之一。竹材刚度好，强度大，而且化学成分与木材类似，主要为纤维素、半纤维素和木质素。因此竹材是木材的绝佳替代品。相比较于木材，竹材的密度因竹龄、部位和竹种而异，平均约0.64g/cm3。竹材的干缩率低于木材，弦向干缩率最大，径向次之，纵向最小；干燥时失水快而不匀，容易径裂；气干竹材吸水性强。顺纹抗拉强度较高，平均约为木材的2倍，单位重量的抗拉强度约为钢材的3～4倍，顺纹抗剪强度低于木材。强度从竹秆基部向上逐渐提高，并因竹种、年龄和立地条件而异。
但是竹材易变形，抗腐霉能力差，借鉴木材热处理的方法对竹材进行炭化处理可以达到改良竹材的品质，通过对竹材进行热处理可以提高其防腐性能，加深竹材表面的颜色，提高防腐性能，但在热处理时会发生变形，不均匀的形变会降低竹材的使用率。首先对竹材进行防腐处理，由于防腐处理过程中竹材会出现变形，因此还需要进行加热喷蒸的热处理，对不同时间不同温度下热处理后的，竹材进行尺寸测量。竹材防腐的方法主要有两种，分别是炭化法和漂白法。炭化法属于物理防腐方法，但是炭化的温度高，易导致竹材的变形，为了达到防腐的目的，同时又减少竹材的变形，提高竹材的利用率，所以研究炭化工艺具有重要的意义。
从经济上来讲，目前我国竹材产业连续快速增长，产业整体发展态势良好，企业创新及新技术、新品开发如雨后春笋般涌现。各地开发竹资源的积极性非常高。其中，竹地板产品质硬耐磨，纹理细腻。而且物美价廉。因此，研究竹材的各项性能以及各种处理工艺对竹材的影响，也具有潜在的经济效益。
二、国内外同类研究状况
几十年来，学者们对竹材防腐开展了一系列的研究。
20世纪50年代LieseW研究指出，竹材防腐时，防腐剂离导管越远，渗透水平越低。20世纪90年代中国林科院用多种方法和防腐剂处理竹材，初步探寻适合竹材的防腐剂和处理方法。宋桢等人试验了ACB的竹材防腐效果。21世纪后，研究者在竹材用试用了CCA,ACQ,CA,CMC系列等各种防腐试剂。并对竹材结构和防腐方法也展开了一定研究。由于近年来木材防腐的研究已经远远走在了竹材前面，所以竹材防腐剂大部分是借鉴于木材而来的。常用的防腐剂包括油类防腐剂，油载防腐剂，水载防腐剂。
近年来，国内外常用的其他竹材防腐处理工艺包含了常压处理和压力处理两大类。其中常压处理防腐方法包括扩散法，热冷槽法和真空法。20世纪90年代初期，我国竹材防腐一般采用常压处理，常用的有常温常压浸渍，冷热槽法。台湾学者一般采用超声波热水浴。压力处理基本方法为满细胞法（贝塞尔法）、空细胞法（吕宾法）和半空细胞法（劳来法）。2004年，覃道春等人将毛竹置于CuAz溶液中，在-97.3kpa负压下浸注1.5h，再常压下浸泡到预定的吸药量，然后气干；2007年王雅梅等先真空处理1h，再常温常压处理3h；2007年陈利芳等采用进料→抽真空→进药→加压→抽真空→出料的处理工艺流程。2009年王雅梅等把竹木素和竹纤维素置于密封烧杯中，震荡处理24h。在国外，Andy和Mater等则使用的是满细胞法，其中Andy采用1999年的AWPA标准，在绝对真空最大压力下处理，而Mater采用的是1987年的AWPA标准。
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