木头不能过度使用在所有机械应用程序由于其尺寸稳定性差和有限的天然耐久性。因此,修改需要改善这些品质,和热蚀变是最受欢迎的方法用于工业。本文重点介绍热处理的过程/热改性木材,包括工业过程的概述。
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热处理,也被称为热改性技术在木材加热到170至260摄氏度高温。程序修改其化学和物理特征,生产更有弹性,稳定,可靠的结构。由于其潜在的增加木制商品的质量和耐久性,热处理获得了相当大的知名度。
历史背景
窑专家哈利Tiemann森林产品实验室在麦迪逊,威斯康辛州发现减少在加热气干木材的吸湿性,当他在1915年的过热蒸汽在150摄氏度。这是第一次,木材的热蚀变。
在美国早期的尝试使用这种技术涉及加热木材沉浸在熔融金属在160至260摄氏度高温。
在1990年代,有一个热的复兴作出修改,和商业环境终于完美实施。环境问题和规定的实施推动增加利益,特别是在欧洲。
为什么热修改木?
木材的尺寸不稳定和缺乏耐久性限制它的应用程序相比,塑料和合成材料。亚博网站下载
除了作为多孔吸湿,木材具有细胞壁。可生物降解和非常敏感的白蚁恶化,真菌和其他生物。由于高碳水化合物含量在实质细胞和缺乏有毒提取的情况下,木材不耐用。其灵敏度几个wood-degrading代理,包括担子菌,也是一个大问题。
这些降解化学物质的存在在一个木制结构可以在很短的时间内损坏货物,导致经济损失和有害的环境影响。
修改有助于降低木材的吸湿特性,这是必要的增强尺寸稳定性和预防攻击的生物降解代理。
“干”和“湿”的区别热修改
早期阶段的干燥热修改导致温度升高(坡道)在木材失去吸收水分。相反,加热温度优化的保留作用下可能发生的水湿过程中木材的细胞壁。
湿条件定义为热处理过程中木材的细胞壁在整个经济周期中仍然保留了水,而干旱条件下被定义为那些木头被脱水包含热退火过程前水分含量几乎为零。
在干燥热蚀变方法,木材可以治疗在氮气层,在真空中,过热蒸汽,或与环境空气。正式,潮湿的情况下可以分离技术,采用饱和蒸汽作为传热介质和那些木头被淹没在水里。湿处理过程产生的分解产物在细胞壁直到浸出阶段进行。
热改性的优点
木头吸收或释放的水,以应对周边环境的相对湿度。这导致木材膨胀和收缩,从而导致增加退化或扭曲和破坏。没有暖气的木材比热处理木材更不稳定。过程消除了某些有机化合物从木材的细胞壁和降低了木材保留量的水。这使得热处理木材更加适应气候和大气变化。
加热过程消除了所有木材树脂,因此没有单宁渗透的可能性。热处理过程不含化学物,使货物有机和无毒。他们不会对人体健康有不利影响在室内的应用程序或在植物景观和自然环境。此外,热改性木材具有优良的绝缘性能比未经处理的木材。因此,热改性木材给予有利的特性。
限制与热相关的修改
热改性过程是昂贵的,和治疗过程会增加产品的总成本。的一个主要缺点是降低木材的强度,特别是在其断裂阻力;热改性过程可以使木材更脆弱。
水热改性是什么?
按照研究文章发表在杂志上Polymers、水热改性进行了加压蒸汽或液体水的存在在不同的温度。正常的治疗温度变化从180年到260摄氏度。
一般来说,热液处理的木材可以分成三类:超临界水处理、亚临界水处理,在环境温度和液态水。
这些过程的区别是它们的温度。超临界水的治疗温度超过374ºC,而亚临界和周围液体水的治疗温度100 - 374ºC和25 - 100ºC,分别。
水热改性降低了平衡含水率(EMC)的木材标本处理,导致尺寸稳定性的增加。EMC的降低是由热变量越小,即消除羟基,被认为是对环境有益的和具有成本效益的策略,因为不使用化学物质。
挑战
热改性技术面临着几个技术和经济方面的挑战。木材是一个非常复杂的材料,第一个障碍是错综复杂的原料和反应情况。测试方法是一个额外的障碍。这样的测试是必不可少的质量保证和控制。尽管如此,他们可能是昂贵和费时的。假设好实验室发现,修改过程必须扩大使用全尺寸的木头和工业机械。
市场评估
市场观察发表了一个市场评估报告指出,全球热改性木材市场预计在2022年价值5.34亿美元,预计到2028年将达到8.287亿美元,扩大7.6%的复合年增长率预测期。如今,有几种热改性木材市场的竞争对手。斯道拉恩索,Thermory, Oy Lunawood, Oy SWM-Wood有限公司Novawood, Thermoarena OA是关键公司在商业热改性木材生产。
总而言之,它是安全的假设热改性木材在商业和工业应用中起着至关重要的作用。
从AZoM:热分解的浪费风力涡轮叶片?
引用和进一步阅读
Adinata家具,2023。热改性木材:属性,优点,缺点,和应用。(在线)
可以在:https://adinatafurniture.com/thermowood-thermally-modified-wood-properties/
GWoodPro, 2023年。热改性木材优点和缺点。(在线)
可以在:https://www.gwoodpro.com/thermally-modified-wood-pros-and-cons
市场看,2023年。热改性木材板市场研究报告,2023 - 2028年增长趋势的分析,区域发展,日益增长的需求状态。(在线)
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山,C。Altgen, M。& Rautkari l . (2021)。热修改了柴点评:化学变化和吸湿性。材料科学杂志亚博网站下载亚博老虎机网登录。56。6581 - 6614。可以在:https://doi.org/10.1007/s10853 - 020 - 05722 - z
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