五种给木材脱脂的方法及材料

五种给木材脱脂的方法及材料

一，碱液皂化法

碱液皂化法是根据树脂与碱可以皂化成可溶性皂 ,随着木材中的水分排出的原理而采用的脱脂方法。

常用的碱有碳酸钠 (Ｎａ2 ＣＯ3)、碳酸钾 (Ｋ2 ＣＯ3·Ｈ2 Ｏ)、苛性钠 (ＮａＯＨ)。一般为了提高碱液的渗透性 ,采用高温高压蒸煮方法 ，在脱脂改性工艺中 ，压力参数的选择直接影响碱液进入板材的速率和深度 ，压力的大小关系到脱脂处理的时间和效果 ，一般采用的压力为 1 47× 1 0 5～ 1 96× 1 0 5Ｐａ。碱液浓度也影响溶液的扩散速度 ，同时也影响板材的力学强度。浓度太低 ，扩散速度小，进入板材的量和深度也小 ，影响脱脂效果和生产率，太高的浓度 ，则容易引起木材纤维的破坏 ，降低木材的强度。一般ＮａＯＨ水溶液的浓度控制在 0 5%～ 1 %。由于松脂的软化温度在 70℃左右，温度多控制在 1 0 5～ 1 2 0℃之间。在一定的温度和压力下 ，松节油随水蒸汽蒸发 ，松香与氢氧化钠起反应生成水溶性的松酸钠 ,并随水排出板材。另一方面 ,在高温高压的碱液浸渍下 ，多糖类被溶解 ，半纤维素得到分解 ，减少了木材内部的羟基 ，木素的比例相应增加，木材的变形减少，干缩湿胀率也减少。但碱液皂化法使处理木材的强度有所下降 ，碱液处理后木材材色有所加深。该法对设备的要求是能耐碱液腐蚀的、具有密封性能的圆柱形蒸煮罐，罐盖口能自动开启、关闭 ,蒸煮罐设有蒸汽管、水位计、温度计、压力表、安全阀等。

二，溶剂萃取法

溶剂干燥 ：根据树脂溶于有机溶剂的原理 ，用能溶于水的有机溶剂如丙酮循环流过木材表面 ，在与木材接触时将木材中的水分和树脂等内含物浸提出来 ，从而在干燥木材的同时除去大部分树脂。如果将木材的含水率降至 1 0 %～ 1 5%,可能需要1 2ｈ和丙酮的多次循环使用。由于除去了大部分的树脂 ，溶剂干燥法可以防止木材中树脂的渗出。

共沸干燥 ：采用不能与水相溶合的溶剂 (如全氯乙烯和三氯乙烯 )作热交换介质干燥木材。热能由液体溶剂传给木材 ，木材中的水蒸气压力升高 ，促使水分向木材表面移动。水分与溶剂相混合，以既低于溶剂也低于水的沸点 (共沸点 )同时沸腾。如采用三氯乙烯作为溶剂其松香可平均减少58 2 %,同时松节油则减少 72 8%。上述这两种溶剂萃取干燥方法的干燥过程基本相似 ，板材置于处理罐内，热溶剂通过处理罐循环流动。水和溶剂从罐内排出、冷凝和分离。回收的溶剂再次被加热 ，并再次循环通过处理罐，干燥终了后 ,，对处理罐加热或抽真空，以回收残留在木材内的溶剂。对溶剂的要求是回收容易 ，能耗低 ，回收率高 ，且能满足工业溶剂的普遍条件，即具有化学稳定性 ，不腐蚀、无毒、不燃、不爆等特点。如苯 -醇是很好的溶剂 ，当它在萃取含水率高的物料时会因与水相混而形成苯 -醇 -水三元物系 ，在其回收时产生了具最低恒沸点的三元组成 ，分离溶剂需采用多塔的恒沸蒸馏 ，设备费用高 ，能耗大 ，不利于工业生产。氯仿脱脂效果好 ，但毒性大 ，石油醚、汽油醚虽来源多 ，价格低 ，却易燃、易爆。日本学者甲斐勇二认为，氨基脲不仅对花旗松脱脂效果好而且同时可防止其变色。此外 ，溶剂干燥投资和回收费用都很高，而且操作工必须具备一定的化学知识。因此 ，上述方法在工业上应用较少。

三，催化聚合法

在一定条件下 ，α和 β -蒎烯会产生聚合 ，形成黄色的粘性的物质 ，使其固定或缔合在木材内。如氯化铝、氯化血红素、漂白土 ，经过试验证明是有效的。但最常用的是三氟化硼 ，将三氟化硼的酒精溶液涂刷到板材的表面 ，便会改变树脂中萜的组成 ，α和 β -蒎烯可转变成挥发性少的或不挥发的粘性的不易流动的降合物。在具树脂的表面涂刷浓度为2 6%的三氟化硼溶液 ，减少树脂渗出的效果最佳。但是这种方法只能对木材表面进行处理，木材内部的萜烯没有变化，依然会向表层移动而产生树脂的渗出 ，因此这种方法适合于干燥后含水率较低的木材 ，在木材的涂饰之前进行。

四，高温干燥法

高温干燥被认为是一种比较有效的脱脂方法，Ｃｅｃｈ曾经做过红松木材的脱脂试验 ，采用高温干燥方法使松香平均减少 2 7 4%,松节油减少40 1 %。如果采用高温干燥加蒸汽处理则松香可以减少 3 0 1 %,而松节油可减少 65 0 %。这种方法主要是除去能溶解固体的树脂酸的松节油 ，因为松节油的沸点大致是 1 50～ 2 3 0℃ ，但是如果与水共存则可降低到 1 0 0℃以下。松节油在高温下挥发 ，而在高温汽蒸的条件下使松节油的沸点降低，同时高温气蒸提高了木材的渗透性，能有效地蒸发松节油成分，处理后剩下的固体松香便不会向外渗出。高温加蒸汽的联合干燥是最有效的实用方法 ，它不需要增加任何设备只用原有的干燥窑 ，因此投资少，被许多企业所采用。但是有人认为经过高温高湿的作用 ，干燥后的马尾松木材表面深灰、暗淡 ，失去原有的天然的材色 ，加工成制品后呈黄褐色。

五，真空干燥法

真空干燥法是把木材堆放在密闭容器内，在低于大气压力的条件下，进行干燥同时除去部分树脂的方法。真空干燥适合于透气性好的木材 ，若对渗透性差的落叶松木材单独采用真空干燥方法 ，不能取得预期的效果。真空干燥的特点主要是干燥速度比其它方法快得多 ，与其它干燥方法相比 ，干燥时间大约可缩短 2 5～ 1 2。日本的内藤真理[4]用高频真空干燥法干燥花旗松木材，认为对脱脂是有效的 ，并且主要是在干燥初期。因为木材中的水分排除是在干燥初期 ，所以其脱脂作用也在干燥初期。中野隆人等对落叶松木材进行蒸煮、真空和人工干燥 ，认为蒸煮、真空处理脱脂效果好，因为蒸煮增加木材的渗透性。如果在蒸煮、真空处理后进行人工干燥则脱脂效果更佳 ，因为真空干燥缩短了干燥时间。但是真空干燥设备复杂 ,投资较高 ，已有真空干燥机的厂家可以采用此种方法。一般为了提高脱脂效果 ，常常采用两种或两种以上的脱脂方法相结合 ，如用药液浸注加蒸汽干燥 ，药剂浸注 蒸煮 真空，蒸汽真空压力真空等方法。各生产厂家可以根据本厂的实际情况，选择适合于自己的方法。