压缩木材的发展历程
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2020-01-28 15:00

木材是一种兼具弹性和可塑性的生物有机材料。通过压缩木材,可以制成坚硬、高密度、高强度的压缩木材。
20世纪30年代初压缩木材开始出现,德国率先生产压缩木材,将实木压缩木材称为“Lignofol”,将经过树脂处理的单板层压木材称为“Kunstharzschichthd z”,这类木制品当时主要用于飞机的天线杆和螺旋桨等军事部件。后来逐渐应用于民用器具。上世纪50年代末,在北京林业大学申宗圻教授的领导下,中国也开始开发和生产压缩木材,作为硬木的替代品,作为生产炸药的球磨机中的磨球等。
当时,我国在纺织行业生产木梭,用压缩木材代替青冈木和檀木。主要工艺步骤如下:
1.预压缩:将待压缩的整块木材梭坯排列在各层热压模型中,预压5-10%,或不需要预压;
2.预热处理:蒸汽达130-150℃(压板温度),压力80kg/cm~2,保温30-40min;
3.压缩:分段或一次加压,压力为170~300kg/cm2,停压后锁模,压缩程度与产品具体要求有关,如单个木梭重量应为330~350g,其密度达到0.86~0.95g/cm3。
4.热定型:加热至140-150℃,梭坯中心温度145±5℃,保温保压40-60min;
5.冷却卸模:放出冷却水,降温至40~60°C,持续约40~50min,将压机卸压;
6.定性处理:在一定的温度和湿度条件下保存3-6个月,消除压缩木材中的应力,以达到平衡含水率。
然而,未固定处理的压缩木材尺寸容易不稳定,浸入水中或在潮湿的空气中会因吸入水分而回弹,从而恢复到原来的形状和大小。当然,另一方面,我们可以利用压缩木材回弹的能力作为挤紧材料,但也正是因为压缩木材的回弹性质,压缩木材出现后的很长的一段时间内,压缩木材并没有在世界上得到很大的发展。
自20世纪80年代以来,在日本,以及后来包括中国在内的一些国家,对压缩木材的研究又掀起了一股热潮。因为日本以及许多国家,正面临着越来越多的速生木材的使用。因此,研究重点主要集中在低密度、低强度的速生树种,如日本柳杉、我国杉木、杨木等。这时,要做到永久固定压缩木材的变定,以及木材变定固定的机理等成了十分关键的问题。在这一领域,则元京、饭田、井上等日本学者进行了大量的探索,取得了令人瞩目的成就。目前,压缩木材的永久固定方法主要有四种,即热处理、水蒸气处理、酚醛树脂。木材的压缩还包括木材的整体压缩、木材表层的压密、原木整形压缩、单板层积压密等。

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