松木是我國蓄積量最大、分布區(qū)域最廣、人工林面積最多的一個針葉樹種。南方以馬尾松、濕地松、油松和南亞松為主,北方則主要是落葉松、樟子松、紅松和白松。在南方的15個省區(qū)內(nèi),松木的蓄積量占森林總蓄積量的50%。
松類樹種屬高大喬木,生長速度快,樹干通直,木材紋理清晰美觀,色澤較淺,硬度適中,強度和彈性模量較大,這些都是松木的優(yōu)點。但由于其材質(zhì)有明顯的生長應(yīng)力,松脂含量較高,再加上木材中含有較多的多糖類膠乳,所以材質(zhì)相對來說較脆,膠粘性能很差,油漆附著力低,易起泡脫落,同時木材易翹曲、開裂,受潮后易受真菌的侵蝕而產(chǎn)生藍變、白交和腐朽。這些均是松木的致命弱點。因此松木的使用受到了很大的局限,一直僅能應(yīng)用于較低層次的領(lǐng)域。
當今世界,追求天然材料,崇尚返樸歸真,維護生態(tài)平衡的消費時尚日益盛行,以實木為主導(dǎo)的生態(tài)家具、環(huán)保裝飾材料已普遍為人們所追求,并迅速形成了家裝消費市場的熱點。然而,家裝市場激增的旺盛需求與我國現(xiàn)有的森林資源、生態(tài)環(huán)境不堪重負所形成的強烈反差令人困惑。由于長期亂砍濫伐導(dǎo)致可供用于加工生產(chǎn)實木家具和裝修用材的天然林越來越少,而那些珍貴的家裝木材更是幾近枯竭。所以木材資源的嚴重缺乏將是制約我國家裝工業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個難題。換句話說,我國家裝工業(yè)能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,在很大程度上取決于如何合理開發(fā)和科學(xué)應(yīng)用現(xiàn)有森林資源,尤其是人工速生林資源。因此將分布廣、蓄積量大的松類樹種進行改性處理,提高材質(zhì)質(zhì)量和木材性能,使其滿足家裝市場要求是十分有意義的。
我們根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的松木脫脂改性技術(shù),經(jīng)過分析和比較,提出了適合中國國情的常壓松木脫脂改性技術(shù),研究出了一種“常壓松木脫脂劑”,于1999年5月申請了國家專利(專利號:99115393.6)。
使用這種脫脂劑,不需其他機械設(shè)備,僅用2個水泥池即可工作,處理每立方米松木僅需藥品費20元。
我們選擇了有廣泛代表性的4個樹種:北方的落葉松、湖南的馬尾松和濕地松、海南的南亞松進行對比實驗。將這4種松木先制成2~5cm厚的板方材,按每立方米松木5kg藥液配比浸泡一定時間,再用蒸汽將水加熱到95C左右,持續(xù)1~3h(按木材厚度控制浸泡時間,2~3cm保持lh、4~scm保持2h、5cm以上的保持3h),然后排掉池中水(水可循環(huán)利用),取出木材送入烘干窯中,按松木的基準進行干燥,將干燥后的木材取出供作實驗用材。同時將來經(jīng)脫脂處理的板材一起放入干燥窯中干燥,作為對比實驗用材。對脫脂處理后的松木和未處理松木,進行物理性能檢測試驗。
我們做了膠粘性能、油漆附著力等幾項重要物理性能實驗,除自己檢測外,還將部分材料送國家人造板質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心進行檢測,各項檢測數(shù)據(jù)見表1。
從表1的各項檢測數(shù)據(jù)中可以看出:
1)松木的脫脂率在53.3%~72.7%之間,松木含脂量越高,脫脂效果越好。
(2)脫脂后油漆的附著力提高了3~5倍。含脂率越高的樹種,其油漆附著力提高的倍數(shù)越大。凡經(jīng)脫脂處理后的松木,其油漆的附著力都達到了令人滿意的要求,而未經(jīng)處理的松木,油漆的附著力就很差。
(3)膠粘后的松木,其冷水浸漬剝離力與抗剪切強度,處理與未處理的松木有很明顯的區(qū)別,經(jīng)過處理的松木其抗剪切強度提高了81.6%~128%。從冷水浸漬剝離來看,處理后的松木都沒有開裂現(xiàn)象。除落葉松外,其它未處理的松木,都不能作集成材和其它膠粘用材。
(4)處理后的松木,其抗彎強度提高了21.57%~31.97%;抗彎彈性模量提高了 37.5 %~78.8%;弦向抗劈力提高了11.4%~31.1%。
(5)將處理后的板材,在室內(nèi)經(jīng)合理堆碼后,經(jīng)淋濕與陰干,反復(fù)5次,為時3個月均未發(fā)現(xiàn)有開裂和翹曲現(xiàn)象。
從以上各項數(shù)據(jù)可以看出,經(jīng)脫脂改性后的松木,其各項性能指標完全能滿足實木家具、室內(nèi)裝修、實木地板、建筑門窗和各種集成材的使用要求,這將使松木在科學(xué)理念作用下,通過注入新的文化信息和豐富的藝術(shù)內(nèi)涵而身價大增,為它擠身于高檔實木家具,高檔裝飾材料行業(yè)創(chuàng)造了極好的條件。我們期待著脫脂改性后的松木,能給我國人民帶來實惠和亮麗,更期待著家具和裝飾設(shè)計大師與能工巧匠們,能將松木這種普通用材的價值開掘和發(fā)揮到一個新的更高層次。
張昌榮 呂勇(中南林學(xué)院)
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