五種給木材脫脂的方法及材料

五種給木材脫脂的方法及材料

一，堿液皂化法

堿液皂化法是根據樹脂與堿可以皂化成可溶性皂 ,隨著木材中的水分排出的原理而采用的脫脂方法。

常用的堿有碳酸鈉 (Ｎａ2 ＣＯ3)、碳酸鉀 (Ｋ2 ＣＯ3·Ｈ2 Ｏ)、苛性鈉 (ＮａＯＨ)。一般為了提高堿液的滲透性 ,采用高溫高壓蒸煮方法 ，在脫脂改性工藝中 ，壓力參數的選擇直接影響堿液進入板材的速率和深度 ，壓力的大小關系到脫脂處理的時間和效果 ，一般采用的壓力為 1 47× 1 0 5～ 1 96× 1 0 5Ｐａ。堿液濃度也影響溶液的擴散速度 ，同時也影響板材的力學強度。濃度太低 ，擴散速度小，進入板材的量和深度也小 ，影響脫脂效果和生產率，太高的濃度 ，則容易引起木材纖維的破壞 ，降低木材的強度。一般ＮａＯＨ水溶液的濃度控制在 0 5%～ 1 %。由于松脂的軟化溫度在 70℃左右，溫度多控制在 1 0 5～ 1 2 0℃之間。在一定的溫度和壓力下 ，松節油隨水蒸汽蒸發 ，松香與氫氧化鈉起反應生成水溶性的松酸鈉 ,并隨水排出板材。另一方面 ,在高溫高壓的堿液浸漬下 ，多糖類被溶解 ，半纖維素得到分解 ，減少了木材內部的羥基 ，木素的比例相應增加，木材的變形減少，干縮濕脹率也減少。但堿液皂化法使處理木材的強度有所下降 ，堿液處理后木材材色有所加深。該法對設備的要求是能耐堿液腐蝕的、具有密封性能的圓柱形蒸煮罐，罐蓋口能自動開啟、關閉 ,蒸煮罐設有蒸汽管、水位計、溫度計、壓力表、安全閥等。

二，溶劑萃取法

溶劑干燥 ：根據樹脂溶于有機溶劑的原理 ，用能溶于水的有機溶劑如丙酮循環流過木材表面 ，在與木材接觸時將木材中的水分和樹脂等內含物浸提出來 ，從而在干燥木材的同時除去大部分樹脂。如果將木材的含水率降至 1 0 %～ 1 5%,可能需要1 2ｈ和丙酮的多次循環使用。由于除去了大部分的樹脂 ，溶劑干燥法可以防止木材中樹脂的滲出。

共沸干燥 ：采用不能與水相溶合的溶劑 (如全氯乙烯和三氯乙烯 )作熱交換介質干燥木材。熱能由液體溶劑傳給木材 ，木材中的水蒸氣壓力升高 ，促使水分向木材表面移動。水分與溶劑相混合，以既低于溶劑也低于水的沸點 (共沸點 )同時沸騰。如采用三氯乙烯作為溶劑其松香可平均減少58 2 %,同時松節油則減少 72 8%。上述這兩種溶劑萃取干燥方法的干燥過程基本相似 ，板材置于處理罐內，熱溶劑通過處理罐循環流動。水和溶劑從罐內排出、冷凝和分離。回收的溶劑再次被加熱 ，并再次循環通過處理罐，干燥終了后 ,，對處理罐加熱或抽真空，以回收殘留在木材內的溶劑。對溶劑的要求是回收容易 ，能耗低 ，回收率高 ，且能滿足工業溶劑的普遍條件，即具有化學穩定性 ，不腐蝕、無毒、不燃、不爆等特點。如苯 -醇是很好的溶劑 ，當它在萃取含水率高的物料時會因與水相混而形成苯 -醇 -水三元物系 ，在其回收時產生了具最低恒沸點的三元組成 ，分離溶劑需采用多塔的恒沸蒸餾 ，設備費用高 ，能耗大 ，不利于工業生產。氯仿脫脂效果好 ，但毒性大 ，石油醚、汽油醚雖來源多 ，價格低 ，卻易燃、易爆。日本學者甲斐勇二認為，氨基脲不僅對花旗松脫脂效果好而且同時可防止其變色。此外 ，溶劑干燥投資和回收費用都很高，而且操作工必須具備一定的化學知識。因此 ，上述方法在工業上應用較少。

三，催化聚合法

在一定條件下 ，α和 β -蒎烯會產生聚合 ，形成黃色的粘性的物質 ，使其固定或締合在木材內。如氯化鋁、氯化血紅素、漂白土 ，經過試驗證明是有效的。但最常用的是三氟化硼 ，將三氟化硼的酒精溶液涂刷到板材的表面 ，便會改變樹脂中萜的組成 ，α和 β -蒎烯可轉變成揮發性少的或不揮發的粘性的不易流動的降合物。在具樹脂的表面涂刷濃度為2 6%的三氟化硼溶液 ，減少樹脂滲出的效果最佳。但是這種方法只能對木材表面進行處理，木材內部的萜烯沒有變化，依然會向表層移動而產生樹脂的滲出 ，因此這種方法適合于干燥后含水率較低的木材 ，在木材的涂飾之前進行。

四，高溫干燥法

高溫干燥被認為是一種比較有效的脫脂方法，Ｃｅｃｈ曾經做過紅松木材的脫脂試驗 ，采用高溫干燥方法使松香平均減少 2 7 4%,松節油減少40 1 %。如果采用高溫干燥加蒸汽處理則松香可以減少 3 0 1 %,而松節油可減少 65 0 %。這種方法主要是除去能溶解固體的樹脂酸的松節油 ，因為松節油的沸點大致是 1 50～ 2 3 0℃ ，但是如果與水共存則可降低到 1 0 0℃以下。松節油在高溫下揮發 ，而在高溫汽蒸的條件下使松節油的沸點降低，同時高溫氣蒸提高了木材的滲透性，能有效地蒸發松節油成分，處理后剩下的固體松香便不會向外滲出。高溫加蒸汽的聯合干燥是最有效的實用方法 ，它不需要增加任何設備只用原有的干燥窯 ，因此投資少，被許多企業所采用。但是有人認為經過高溫高濕的作用 ，干燥后的馬尾松木材表面深灰、暗淡 ，失去原有的天然的材色 ，加工成制品后呈黃褐色。

五，真空干燥法

真空干燥法是把木材堆放在密閉容器內，在低于大氣壓力的條件下，進行干燥同時除去部分樹脂的方法。真空干燥適合于透氣性好的木材 ，若對滲透性差的落葉松木材單獨采用真空干燥方法 ，不能取得預期的效果。真空干燥的特點主要是干燥速度比其它方法快得多 ，與其它干燥方法相比 ，干燥時間大約可縮短 2 5～ 1 2。日本的內藤真理[4]用高頻真空干燥法干燥花旗松木材，認為對脫脂是有效的 ，并且主要是在干燥初期。因為木材中的水分排除是在干燥初期 ，所以其脫脂作用也在干燥初期。中野隆人等對落葉松木材進行蒸煮、真空和人工干燥 ，認為蒸煮、真空處理脫脂效果好，因為蒸煮增加木材的滲透性。如果在蒸煮、真空處理后進行人工干燥則脫脂效果更佳 ，因為真空干燥縮短了干燥時間。但是真空干燥設備復雜 ,投資較高 ，已有真空干燥機的廠家可以采用此種方法。一般為了提高脫脂效果 ，常常采用兩種或兩種以上的脫脂方法相結合 ，如用藥液浸注加蒸汽干燥 ，藥劑浸注 蒸煮 真空，蒸汽真空壓力真空等方法。各生產廠家可以根據本廠的實際情況，選擇適合于自己的方法。