什么是碳化杨木直拼板?

什么是碳化杨木直拼板？碳化后的白杨木直拼板具有哪些优势？碳化杨木直拼板就是碳化后的白杨木板材拼成直拼板材，下面中木商网陈昌文详细介绍什么是碳化杨木直拼板?碳化后的白杨木直拼板具有哪些优势？

白杨木直拼板炭化又称白杨木直拼板高温热处理（Thermal Modification），是以水蒸气、惰性气体、油、水等为导热介质，在160～250℃温度下，对白杨木直拼板进行短期热解处理的一种环保型白杨木直拼板物理保护技术。高温下对白杨木直拼板的处理可以使得白杨木直拼板组分发生物理变化和化学变化，从而可以改善白杨木直拼板的尺寸稳定性、耐久性和颜色。热处理后白杨木直拼板性质的改变状况，很大程度上取决于木材树种的不同和工艺条件的差异。

近10年来，欧洲的荷兰、法国、德国和芬兰。已经实现了木材炭化技术的工业化应用。此外，日本、加拿大等国家和我国台湾地区，也对炭化白杨木直拼板进行了多方面的研究，并取得了一定成果。

1、白杨木直拼板炭化的原理

白杨木直拼板炭化主要作用于半纤维素、纤维素无定形区和连接纤维素与半纤维素的氢键。

植物细胞壁结构  Photo：Wikipedia

比如我们将白杨木直拼板加热数小时至175℃左右，无氧状况，部分半纤维素会降解，羟基等亲水结构减少，白杨木直拼板对湿度的稳定性会增强；结晶比例增加，白杨木直拼板尺寸稳定性强度增强；木素网状体横向连接增加亦增强了白杨木直拼板的稳定性、强度；过程中产生的甲酸、乙酸、酚类化合物更是可以延缓腐化延长保存期限。

当然，具体工艺流程（温湿度曲线）每个生产商都有自己的标准，它需要多次试错与总结。

加热的温湿度和时间要非常精准：温度超过了纤维素、半纤维素的玻璃化后，时间一长，它们大量降解后极易出现强度下降等负面情况；同样，氢键的过量减少也将让整体强度降低。

2、炭化对白杨木直拼板材性质的影响

1、密度降低

主要来源于半纤维素的部分损失。大多数研究表明5- 8％的半纤维素的降解几乎不会牺牲结构强度。

2、强度增加

在适当的温度下进行碳化处理，白杨木直拼板材的强度会增加，但是过量、过热的碳化会让强度下降。

3、水分含量降低

所有白杨木直拼板材都会吸收大气中的水分，平衡含水率（EMC）与相对湿度和内部结构相关。在炭化过程中由于羟基等亲水基团的部分损失，白杨木直拼板材吸收水分的能力降低。

因此，炭化杨木直拼板材不仅在给定的相对湿度下具有更低的EMC，并且EMC随相对湿度升高的增量也会降低，故白杨木直拼板材在体积上不易膨胀和收缩。

从上图表可以看出，炭化杨木直拼板材对湿度的敏感度明显降低，这给予了它更好的稳定度

炭化能够提高白杨木直拼板材的尺寸稳定性，除去或缓释白杨木直拼板材内应力，原因在于，半纤维素特别是多糖醛苷发生化学变化后，变成弱吸湿性单体；此外，纤维素分子链内羟基相互结合而构成氢键。

4、颜色加深

从上面的图中可以看出，随着炭化温度的升高，颜色越来越深。炭化杨木直拼板材颜色的变化，主要是由化合物变化，半纤维素、木素、某些抽提化合物的降解引起。

5、防腐能力提升

炭化提高白杨木直拼板材防腐性能的可能原因是，炭化过程中，白杨木直拼板材组分发生了改变，切断了菌类生存所需的营养物质来源；同时，含水率的降低抑制了菌类生长，使耐腐性得以提高。

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