產(chǎn)品詳情
木材高溫熱處理技術(shù)是將木材放入高溫、無氧或者低氧的環(huán)境中進行一段時間熱處理的物理改性技術(shù)。這樣生產(chǎn)出來的木材即所謂的炭化木，此法俗稱木材炭化技術(shù)。炭化溫度通常為160～ 240℃，與常規(guī)木材干燥方法和傳統(tǒng)的燒炭方法不同。
一、木材炭化機理
木材主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和木材抽提物等組成。纖維素在木材細胞壁中起骨架作用，其化學性質(zhì)和超分子結(jié)構(gòu)對木材的強度有重要影響。纖維素中的羥基和水分子也可形成氫鍵，不同部位的羥基之間存在的氫鍵直接影響著木材的吸濕和解吸過程。大量的氫鍵可以提高木材的強度，減少吸濕性，降低化學反應(yīng)性等，且纖維素的吸濕性直接影響到纖維的尺寸穩(wěn)定性和強度。木材經(jīng)過高溫熱處理之后，羥基的濃度減少，化學結(jié)構(gòu)發(fā)生復雜的變化，使炭化木的吸濕性降低，尺寸穩(wěn)定性提高，但由于纖維素聚合度的降低，氫鍵被破壞，使得炭化木的力學強度有所損失。半纖維素是細胞壁中與纖維素緊密聯(lián)結(jié)的物質(zhì)，起粘結(jié)作用，是基體物質(zhì)，半纖維素吸濕性強、耐熱性差、容易水解，在外界條件作用下易于發(fā)生變化，是木材中吸濕性最大的組分，是使木材產(chǎn)生吸濕膨脹、變形開裂的因素之一。木材經(jīng)熱處理后，多糖的損失主要是半纖維素，因而可降低木材的吸濕性，減少木材的膨脹與收縮，提高了炭化木的尺寸穩(wěn)定性。又因為半纖維素在細胞壁中與木質(zhì)素一起起粘結(jié)作用，受熱分解后木材的內(nèi)部強度被削弱。不僅削弱木材的韌性，而且也使抗彎強度、硬度和耐磨性降低。木質(zhì)素貫穿著纖維，起強化細胞壁的硬固作用。木質(zhì)素還是影響木材顏色的產(chǎn)生與變化的主要因素。木材具有不同顏色還與細胞壁、細胞腔內(nèi)填充或沉積的多種抽提物有關(guān)。抽提物對木材強度也有一定的影響，含樹脂和樹膠較多的木材其耐磨性較高。木材經(jīng)過炭化之后，發(fā)色基團和助色基團發(fā)生復雜的化學變化，抽提物部分被汽化，使得木材顏色發(fā)生改變。
二、炭化木的炭化工藝分以下3個流程：
步驟一）升溫，高溫窖干
加溫加熱，窯溫度迅速升高到100°C。
然后，等溫度升到130°C并保持穩(wěn)定的時候，木材窯干開始，含水量幾乎降到為零。
步驟二）熱處理
一旦窯干開始，窯內(nèi)部的溫度要上升到185°C到215°C之間。根據(jù)炭化木最后的使用用途，這個溫度要持續(xù)2-3個小時不等。
步驟三）冷氣與濕度調(diào)節(jié)
最后的階段是使用水噴淋系統(tǒng)降溫；當溫度降到80-90°C，再次開始加濕，使木材含水量達到4-7%的可用水平。
三、炭化木加工流程
蒸氣處理工藝是比較成熟的，同時應(yīng)用也比較廣。處理過程中，用水蒸氣來防止木材燃燒，處理環(huán)境中氧氣含量控制在3％～ 5％以下。處理過程分為 3 個步驟：1)升溫階段，包括預熱、高溫干燥及再升溫階段；2)熱處理階段； 3)冷卻及平衡階段。
