CN107053391A - 一种改善桐木尺寸稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善桐木尺寸稳定性的方法，包括：(1)溶液浸泡处理（2）真空加压浸渍处理：(3)真空加压处理：(4)熏蒸处理：(5)干燥。经过本发明方法处理后的桐木不仅具有极好的尺寸稳定性，桐木的冲击韧性、断裂模量均有不同程度的提高，其中桐木的冲击韧性测量中，相较于为处理前提高了3.35%左右，断裂模量的测量中，相较于处理前提高了2.68%左右，并且脆性降低，耐磨性提高，避免了加工过程中易开裂的问题。

Description

一种改善桐木尺寸稳定性的方法
技术领域
本发明属于木材处理技术领域，具体涉及一种改善桐木尺寸稳定性的方法。
背景技术
梧桐树，别名青桐、桐麻，也属落叶大乔木，高达15米；树干挺直，树皮绿色，平滑。原产中国，南北各省都有栽培，也为普通的行道树及庭园绿化观赏树。梧桐树为栽培于庭园的观赏树木。木材轻软，为制木匣和乐器的良材。种子炒熟可食用或榨油，油为不干性油。根皮、茎、叶、花、果和种子均可药用，治腹泻、疝气、须发早白，有清热解毒的功效。树皮的纤维洁白，可用以造纸和编绳等。木材刨片可浸出粘液，称刨花，润发。桐木是一种重要的家具及工艺品原料，桐木尺寸稳定直接影响到工艺品的品质。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改善桐木尺寸稳定性的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改善桐木尺寸稳定性的方法，包括以下步骤：
（1）浸泡处理：将桐木放入质量分数为1.8%的醋酸溶液中在10-12℃下浸泡处理1.2h，取出后再放入温度为45-50℃清水中浸泡处理40min，取出，最后再将其放入质量分数为2.8%的硫酸氢铵溶液中在28-32℃下浸泡处理38min，取出后，自然晾干；
（2）将上述处理的桐木在温度为30℃、空气相对湿度为70%的环境下放置3h，然后再将桐木添加到真空加压浸渍反应釜中，抽真空30-35min，然后吸入配制好的复合浸渍液，用工业氮气加压至0.38MPa，保压2.2h，所述复合浸渍液制备方法为：将新鲜海带、吊竹梅叶、红网纹草叶按5：2：1质量比例混合后，清洗后绞碎，磨浆，然后将浆液投入到超声反应釜中，加浆液质量4-6倍的水，加入浆液质量1.2-1.5%的复合酶，加热至32-38℃，启动超声作用功率为400W，然后加入浆液质量1.4-1.6%的啤酒酵母，超声波处理时间为2h，然后进行灭菌处理，得到发酵液，向发酵液中添加其质量2.2%的醋酸钠，以250r/min转速搅拌40min后，静置1h，再在3000r/min离心速度下进行固液分离，得到混合液体，将混合液体在25℃下保温2h，即得所需复合浸渍液；
（3）取出桐木添加到反应釜中，抽真空2min后，再采用工业氮气加压至0.22MPa，温度调节至42℃，保温保压45min，然后再取出，再放置到空气相对湿度为50%、温度为44℃、氮气浓度为50%的环境下2.5h，再在温度为40-45℃的烘箱中烘干至水分为15%；
（4）将步骤（3）中处理的桐木移到熏蒸室内，采用102℃水蒸气对桐木进行熏蒸2小时，然后放入温度为15℃的清水中浸泡42min后，取出桐木；
（5）将桐木在45℃的条件下烘干至水分为12%，即可。
进一步的，所述复合酶为纤维素酶与半纤维素酶等量混合。
进一步的，所述真空加压浸渍反应釜中设计压力与使用压力均为5MPa。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过采用醋酸溶液、清水和硫酸氢铵溶液中浸泡处理，并且优化了浸泡温度，能够有效地提高了桐木的渗透性，通过对桐木进行加压浸渍处理协同本发明配制的复合浸渍液对桐木的浸渍改性，能够在一定程度上使得桐木细胞壁微结构中微孔扩张，从而提高桐木的渗透性，桐木经过复合浸渍液浸渍改性后细胞壁被润胀可以有效降低水汽渗透，同时对木材羟基的进行了全面的覆盖，减少了水汽在木材中的吸附，因此尺寸稳定性改善显著，同时抗生物侵蚀性增加，硬度和耐磨性增加，通过最后采用水蒸气对桐木进行熏蒸处理，最后堆桐木进行低温固化，通过这种方法能够进一步的改善木材的尺寸稳定性，耐久性，降低木材的吸湿性和润湿性，并且避免的传统方法中出现的木材冲击韧性、断裂模量降低，脆性增加，耐磨性降低，在加工过程中易开裂等问题，经过本发明方法处理后的桐木不仅具有极好的尺寸稳定性，桐木的冲击韧性、断裂模量均有不同程度的提高，其中桐木的冲击韧性测量中，相较于为处理前提高了3.35%左右，断裂模量的测量中，相较于处理前提高了2.68%左右，并且脆性降低，耐磨性提高，避免了加工过程中易开裂的问题。
具体实施方式
实施例1
一种改善桐木尺寸稳定性的方法，包括以下步骤：
（1）浸泡处理：将桐木放入质量分数为1.8%的醋酸溶液中在10℃下浸泡处理1.2h，取出后再放入温度为45℃清水中浸泡处理40min，取出，最后再将其放入质量分数为2.8%的硫酸氢铵溶液中在28℃下浸泡处理38min，取出后，自然晾干；
（2）将上述处理的桐木在温度为30℃、空气相对湿度为70%的环境下放置3h，然后再将桐木添加到真空加压浸渍反应釜中，抽真空30min，然后吸入配制好的复合浸渍液，用工业氮气加压至0.38MPa，保压2.2h，所述复合浸渍液制备方法为：将新鲜海带、吊竹梅叶、红网纹草叶按5：2：1质量比例混合后，清洗后绞碎，磨浆，然后将浆液投入到超声反应釜中，加浆液质量4倍的水，加入浆液质量1.2%的复合酶，加热至32℃，启动超声作用功率为400W，然后加入浆液质量1.4%的啤酒酵母，超声波处理时间为2h，然后进行灭菌处理，得到发酵液，向发酵液中添加其质量2.2%的醋酸钠，以250r/min转速搅拌40min后，静置1h，再在3000r/min离心速度下进行固液分离，得到混合液体，将混合液体在25℃下保温2h，即得所需复合浸渍液；
（3）取出桐木添加到反应釜中，抽真空2min后，再采用工业氮气加压至0.22MPa，温度调节至42℃，保温保压45min，然后再取出，再放置到空气相对湿度为50%、温度为44℃、氮气浓度为50%的环境下2.5h，再在温度为40-45℃的烘箱中烘干至水分为15%；
（4）将步骤（3）中处理的桐木移到熏蒸室内，采用102℃水蒸气对桐木进行熏蒸2小时，然后放入温度为15℃的清水中浸泡42min后，取出桐木；
（5）将桐木在45℃的条件下烘干至水分为12%，即可。
所述复合酶为纤维素酶与半纤维素酶等量混合。
所述真空加压浸渍反应釜中设计压力与使用压力均为5MPa。
实施例2
一种改善桐木尺寸稳定性的方法，包括以下步骤：
（1）浸泡处理：将桐木放入质量分数为1.8%的醋酸溶液中在12℃下浸泡处理1.2h，取出后再放入温度为50℃清水中浸泡处理40min，取出，最后再将其放入质量分数为2.8%的硫酸氢铵溶液中在32℃下浸泡处理38min，取出后，自然晾干；
（2）将上述处理的桐木在温度为30℃、空气相对湿度为70%的环境下放置3h，然后再将桐木添加到真空加压浸渍反应釜中，抽真空35min，然后吸入配制好的复合浸渍液，用工业氮气加压至0.38MPa，保压2.2h，所述复合浸渍液制备方法为：将新鲜海带、吊竹梅叶、红网纹草叶按5：2：1质量比例混合后，清洗后绞碎，磨浆，然后将浆液投入到超声反应釜中，加浆液质量6倍的水，加入浆液质量1.5%的复合酶，加热至38℃，启动超声作用功率为400W，然后加入浆液质量1.6%的啤酒酵母，超声波处理时间为2h，然后进行灭菌处理，得到发酵液，向发酵液中添加其质量2.2%的醋酸钠，以250r/min转速搅拌40min后，静置1h，再在3000r/min离心速度下进行固液分离，得到混合液体，将混合液体在25℃下保温2h，即得所需复合浸渍液；
（3）取出桐木添加到反应釜中，抽真空2min后，再采用工业氮气加压至0.22MPa，温度调节至42℃，保温保压45min，然后再取出，再放置到空气相对湿度为50%、温度为44℃、氮气浓度为50%的环境下2.5h，再在温度为45℃的烘箱中烘干至水分为15%；
（4）将步骤（3）中处理的桐木移到熏蒸室内，采用102℃水蒸气对桐木进行熏蒸2小时，然后放入温度为15℃的清水中浸泡42min后，取出桐木；
（5）将桐木在45℃的条件下烘干至水分为12%，即可。
所述复合酶为纤维素酶与半纤维素酶等量混合。
所述真空加压浸渍反应釜中设计压力与使用压力均为5MPa。
实施例3
一种改善桐木尺寸稳定性的方法，包括以下步骤：
（1）浸泡处理：将桐木放入质量分数为1.8%的醋酸溶液中在11℃下浸泡处理1.2h，取出后再放入温度为46℃清水中浸泡处理40min，取出，最后再将其放入质量分数为2.8%的硫酸氢铵溶液中在30℃下浸泡处理38min，取出后，自然晾干；
（2）将上述处理的桐木在温度为30℃、空气相对湿度为70%的环境下放置3h，然后再将桐木添加到真空加压浸渍反应釜中，抽真空32min，然后吸入配制好的复合浸渍液，用工业氮气加压至0.38MPa，保压2.2h，所述复合浸渍液制备方法为：将新鲜海带、吊竹梅叶、红网纹草叶按5：2：1质量比例混合后，清洗后绞碎，磨浆，然后将浆液投入到超声反应釜中，加浆液质量5倍的水，加入浆液质量1.3%的复合酶，加热至34℃，启动超声作用功率为400W，然后加入浆液质量1.5%的啤酒酵母，超声波处理时间为2h，然后进行灭菌处理，得到发酵液，向发酵液中添加其质量2.2%的醋酸钠，以250r/min转速搅拌40min后，静置1h，再在3000r/min离心速度下进行固液分离，得到混合液体，将混合液体在25℃下保温2h，即得所需复合浸渍液；
（3）取出桐木添加到反应釜中，抽真空2min后，再采用工业氮气加压至0.22MPa，温度调节至42℃，保温保压45min，然后再取出，再放置到空气相对湿度为50%、温度为44℃、氮气浓度为50%的环境下2.5h，再在温度为42℃的烘箱中烘干至水分为15%；
（4）将步骤（3）中处理的桐木移到熏蒸室内，采用102℃水蒸气对桐木进行熏蒸2小时，然后放入温度为15℃的清水中浸泡42min后，取出桐木；
（5）将桐木在45℃的条件下烘干至水分为12%，即可。
所述复合酶为纤维素酶与半纤维素酶等量混合。
所述真空加压浸渍反应釜中设计压力与使用压力均为5MPa。
对比例1：与实施例1区别仅在于不经过步骤（1）处理。
对比例2：与实施例1区别仅在于步骤（2）处理中将复合浸渍液替换为清水。
对比例3：与实施例1区别在于不经过步骤（4）处理。
尺寸稳定性测试：在高湿环境下对桐木的抗湿胀系数进行测试，将20mm×20mm×20mm桐木分成六组，每组10个，分别采用实施例与对比例方法进行处理，然后置于103℃烘箱烘干至绝干后测量弦向、径向、顺纹方向上的尺寸，分别将各桐木置于盛水的密封干燥器内，干燥器内相对湿度为95%，经过1个月放置后桐木达到平衡状态，再次记录桐木弦向、径向、顺纹方向上的尺寸，通过公式计算桐木的抗湿胀系数ASE：
a=(V湿-V干)/V干×100%，V湿为95%湿度饱和状态下桐木体积，V干为干燥状态下桐木的体积，a为湿胀系数；
ASE=（a0-a1）/a0×100%，a0为原桐木的湿胀系数，a1为经过处理的桐木的湿胀系数；
表1
由表1可以看出，经过本发明方法处理后的桐木尺寸稳定性改善显著，并且本发明配制的复合浸渍液对桐木尺寸稳定性改善作用更加明显。

Claims (3)

1.一种改善桐木尺寸稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）浸泡处理：将桐木放入质量分数为1.8%的醋酸溶液中在10-12℃下浸泡处理1.2h，取出后再放入温度为45-50℃清水中浸泡处理40min，取出，最后再将其放入质量分数为2.8%的硫酸氢铵溶液中在28-32℃下浸泡处理38min，取出后，自然晾干；
（2）将上述处理的桐木在温度为30℃、空气相对湿度为70%的环境下放置3h，然后再将桐木添加到真空加压浸渍反应釜中，抽真空30-35min，然后吸入配制好的复合浸渍液，用工业氮气加压至0.38MPa，保压2.2h，所述复合浸渍液制备方法为：将新鲜海带、吊竹梅叶、红网纹草叶按5：2：1质量比例混合后，清洗后绞碎，磨浆，然后将浆液投入到超声反应釜中，加浆液质量4-6倍的水，加入浆液质量1.2-1.5%的复合酶，加热至32-38℃，启动超声作用功率为400W，然后加入浆液质量1.4-1.6%的啤酒酵母，超声波处理时间为2h，然后进行灭菌处理，得到发酵液，向发酵液中添加其质量2.2%的醋酸钠，以250r/min转速搅拌40min后，静置1h，再在3000r/min离心速度下进行固液分离，得到混合液体，将混合液体在25℃下保温2h，即得所需复合浸渍液；
（3）取出桐木添加到反应釜中，抽真空2min后，再采用工业氮气加压至0.22MPa，温度调节至42℃，保温保压45min，然后再取出，再放置到空气相对湿度为50%、温度为44℃、氮气浓度为50%的环境下2.5h，再在温度为40-45℃的烘箱中烘干至水分为15%；
（4）将步骤（3）中处理的桐木移到熏蒸室内，采用102℃水蒸气对桐木进行熏蒸2小时，然后放入温度为15℃的清水中浸泡42min后，取出桐木；
（5）将桐木在45℃的条件下烘干至水分为12%，即可。
2.如权利要求1所述一种改善桐木尺寸稳定性的方法，其特征在于，所述复合酶为纤维素酶与半纤维素酶等量混合。
3.如权利要求1所述一种改善桐木尺寸稳定性的方法，其特征在于，所述真空加压浸渍反应釜中设计压力与使用压力均为5MPa。
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