速生楊木改性材的研究及家具應(yīng)用發(fā)展探討

夏東旭

（遼寧咨發(fā)建設(shè)監(jiān)理預(yù)算咨詢有限公司，遼寧 丹東 118000）

1 目前狀況

楊木是我國(guó)速生人工造林的主要樹種，以其生長(zhǎng)周期短、成材速度快、價(jià)格低且易加工的特點(diǎn)，近年來在家具的“實(shí)木化”日漸流行。因受成本的影響，不得不將材料來源轉(zhuǎn)向楊木等速生材。然而，速生楊木材存在著密度低、材質(zhì)松軟、力學(xué)性能差、尺寸穩(wěn)定性差等缺陷，嚴(yán)重制約其在家具上的應(yīng)用。

2 速生楊木改性材的研究進(jìn)展

木材改性是在保持固有優(yōu)點(diǎn)的前提下，通過一系列的物理、化學(xué)、生物處理，克服木材尺寸穩(wěn)定性差、干縮濕脹、各向異性、易燃易腐朽等缺陷的過程。速生楊木材改性的目的是使速生楊木的物理力學(xué)性能能夠接近或超過家具其他常用樹種性能，以增加速生楊木的附加價(jià)值和木材利用率。

2.1 浸漬改性

浸漬改性，也稱為填充改性，是指將一定條件下能與木材成分發(fā)生反應(yīng)或起到固定支撐作用的有機(jī)物、無機(jī)物通過浸注處理的方式浸入木材細(xì)胞內(nèi)，起到填充、粘連作用，進(jìn)而改變木材性能的一種方法。常用的有機(jī)浸漬劑包括酚醛樹脂（PF）、脲醛樹脂（uF）、三聚氰胺甲醛樹脂（MF） 等；無機(jī)浸漬劑包括無機(jī)鹽、無機(jī)氧化物以及天然礦物等。

2.2 壓密改性

木材的密度是影響木材材性的一個(gè)重要因素。通過對(duì)木材施加外力并對(duì)其固定，以提高木材的密度、尺寸穩(wěn)定性，這種改性方式需要結(jié)合壓縮與固定兩種處理方式，壓密改性為速生楊木等軟木材在家具上的應(yīng)用提供可能。對(duì)于加壓因素的影響作用，宋宇軒等人以速生楊木的邊、心材單板為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)相同條件下心材單板的壓縮率高于邊材單板，邊、心材水熱密實(shí)化較佳條件為加壓溫度為150℃，加壓壓力為5 MPa。壓密改性材可以運(yùn)用在對(duì)硬度要求較高的家具上，也可制作為造型多樣的家具零部件。但壓密化處理過程中需把握適當(dāng)?shù)膲嚎s率，以防止木材結(jié)構(gòu)的破壞以及力學(xué)性能的降低。

2.3 浸漬-熱處理聯(lián)合改性

浸漬后高溫?zé)崽幚淼穆?lián)合改性方式的目的是為了更好地綜合兩種改性方式的優(yōu)勢(shì)，以使得木材材性更佳。徐康ul 通過對(duì)比測(cè)試，發(fā)現(xiàn)浸漬材經(jīng)高溫?zé)崽幚砗螅鼭裎宰儾睿€性、體積濕脹率降低，尺寸穩(wěn)定性更加優(yōu)異；且顏色均勻加深，明度指數(shù)降低。

大量學(xué)者的研究驗(yàn)證了速生材通過所需浸漬與高溫?zé)崽幚淼慕M合方式能夠達(dá)到家具用材的基本物理性能，且改善了家具用材的視覺特性，但由于成本、技術(shù)等原因，這一方式目前還未得到大規(guī)模的應(yīng)用，因此這項(xiàng)技術(shù)的成本控制、時(shí)間節(jié)省、工藝優(yōu)化將成為未來的研究重點(diǎn)。

楊木改性使其性能接近或優(yōu)于珍貴優(yōu)質(zhì)木材，緩解珍貴優(yōu)質(zhì)木材緊缺的現(xiàn)狀成為楊木等速生木材應(yīng)用的必需環(huán)節(jié)。雖然楊木浸漬處理改善了楊木材質(zhì)等方面的缺陷，但是由于浸漬處理會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)、甲醛釋放、污染環(huán)境等問題，隨著人們環(huán)保與自我保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，利用天然的或無毒無醛改性物質(zhì)改性楊木，開發(fā)環(huán)保型楊木實(shí)木產(chǎn)品將成為以后的研究熱點(diǎn)。已有用淀粉，木聚糖酶，纖維素酶和半纖維素酶，乙酰、聚乙二醇等改性楊木的報(bào)道。其次，單純的非浸漬改性很難到達(dá)理想的改性效果，聯(lián)合改性的趨勢(shì)也越來越明顯，如壓縮－ 熱處理聯(lián)合改性、密實(shí)化－ 炭化處理等改性方式。總之，采取環(huán)保高效的改性方法，提高楊木的利用率與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，滿足人們追求自然的需要必將是楊木改性的發(fā)展趨勢(shì)。

3 速生楊木改性材在家具上的應(yīng)用

速生楊木由于其材性欠佳在家具上的應(yīng)用范圍較小。改性后的速生楊木材克服了材質(zhì)軟、易變性、易腐朽、強(qiáng)度低等缺陷，一定程度上擴(kuò)大了楊木在家具中的使用范圍，提高了楊木的附加值和利用率，滿足了市場(chǎng)多樣化需求以及實(shí)現(xiàn)了綠色家具設(shè)計(jì)的理念。

3.1 速生楊術(shù)改性材在家具上的應(yīng)用現(xiàn)狀

由于改性材的密度較低、硬度性能略次的情況，速生楊木改性材適用于可拆裝家具與輕質(zhì)家具的產(chǎn)品研發(fā)。為增強(qiáng)速生改性材可拆裝家具的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，根據(jù)速生材的特征，結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)與方法如拆裝連接件與榫配合、彈簧增強(qiáng)、塞角加同等，增強(qiáng)家具零部件之間的結(jié)合，擴(kuò)展速生材在家具中的應(yīng)用范圍”。

通過真空浸漬一熱壓處理的速生楊木改性材的材性得到了改善，其彈性模量（MOE）、靜曲強(qiáng)度（MOR） 超過了結(jié)構(gòu)用材的規(guī)定要求，且吸水膨脹率較小，符合室外家具的要求。

此外，改性楊木材材質(zhì)較輕、明度較高、紋理稀疏、色澤優(yōu)美，整體簡(jiǎn)約自然，符合當(dāng)下年輕人簡(jiǎn)約時(shí)尚的審美需求，且滿足多功能、多用途、低成本的設(shè)計(jì)原則，可以作為青年家具的使用材料。

3.2 速生楊木改性材在家具上的發(fā)展方向

1） 改性楊木材多為鋸材，可通過接長(zhǎng)、拼寬基層積厚，形成蕊層材料，通過木皮貼面、表面處理后定向制作一定規(guī)格的家具構(gòu)件，保證家具部件尺寸的規(guī)格明確，以提高生產(chǎn)效率、降低成本。

2） 探索傳統(tǒng)接合形式（榫接合、膠接合、螺釘接合等）在改性楊木家具結(jié)構(gòu)中的適應(yīng)性，并對(duì)家具各部位進(jìn)行力學(xué)測(cè)試，確保安全性。與此同時(shí)，也要注重開發(fā)不同家具產(chǎn)品中的新型裝配結(jié)構(gòu)形式，以提高家具產(chǎn)品的品質(zhì)。

3） 結(jié)合速生楊木材改性后的密度小、強(qiáng)度大、紋理簡(jiǎn)約等特征，不斷豐富新型改性楊木材家具產(chǎn)品類型，如便攜家具、折疊家具、兒童家具等，以擴(kuò)大速生楊木改性材的應(yīng)用范圍，帶動(dòng)楊木產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提升我國(guó)家具產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力

4 結(jié)語

當(dāng)下已有眾多學(xué)者對(duì)于速生楊木改性技術(shù)進(jìn)行研究，并明確了其在家具應(yīng)用上的可行性。未來，研究者要秉持成本節(jié)約、工藝優(yōu)化、綠色環(huán)保、批量生產(chǎn)的原則進(jìn)行速生楊木材的改性研究，秉持產(chǎn)品類型多樣、尺寸規(guī)格明確、結(jié)構(gòu)性能安全的原則進(jìn)行速生楊木改性材在家具設(shè)計(jì)上的應(yīng)用研究。