木材物理染色申报书

序号： 编码： 第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛华南农业大学选拔赛作品申报书 作品名称： 木材物理染色 所在学院： 林学院 申报者姓名 （集体名称）： 冼迪妍 类别：自然科学类学术论文哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技发明制作A类科技发明制作B类说 明1. 申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请用4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字以内, 调查报告类每篇在15000字以内。6其他参赛事宜请向校团委咨询。联系电话：85283396，电子邮箱： A2申报者情况（集体项目）说明：1.必须由申报者本人按要求填写； 2.申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列； 3.本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。申报者代表情况姓名冼迪妍性别女出生年月1986.4学院林学院系别、专业、年级木材科学与工程系 木材科学与工程 05级学历本科学制四年入学时间2005-9-1作品名称木材物理染色毕业论文题目未定通讯地址华南农业大学木材科学与工程系 木材科学与工程 （1）班邮政编码510642办公电话常住地通讯地址华南农业大学 跃进南34栋813邮政编码510642住宅电话38694234其他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位陈莉莉女22四年木材科学与工程系徐淑仪女22四年木材科学与工程系杨挺男22四年木材科学与工程系宋伟业男21四年木材科学与工程系资格认定学院学籍管理部门意见以上作者是否为2009年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍本科生、硕士研究生或博士研究生。是 否 （学院盖章）年 月 日院、系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。是 否负责人签名：年 月 日B3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写； 2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结 构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书； 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称木材物理染色作品分类（ E ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标目的：本作品采用采用的物理方法对木材进行染色处理，是为了克服现有化学染色方法带来的水体污染等问题，并且使木材染色效果更好，从而使经过处理的木材提高附加值，以实现木材的优质高附加值利用。基本思路：让木材在230以上的高温条件下，使木材的半纤维素和木素快速发生降解，通过控制温度和时间两个工艺参数，来控制半纤维素和木素降解程度，使木材的颜色由白色变为金黄色、红褐色、咖啡色，直至成为黑色，从而大大提高木材的表面装饰效果。创新技术关键：（1）为防止木材在230以上的高温条件下发生开裂、变形，染色前木材含水率必须控制在312%。（2）为防止高温条件，木材内裂和起泡，必须根据木材厚度控制升温速度、染色温度及时间。（3）经染色后的木材吸湿性显著降低，为使木材的平衡含水率达到使用区域的含水率，需要采用高温调湿技术，对木材进行含水率控制。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）在当代，木材的染色主要是通过染料与木材结合，达到提高木材表面质量，改善木材视觉特性和提高木材附加值的效果。染料的品种多，结构复杂，这些染料，将对人和环境带来巨大的污染以及能量的巨大消耗。而木材物理染色在处理过程中使用热压接触加热板材，无污染，生产安全，生产效率高；再者，染色过程中也无需水蒸汽，染色处理过程无水消耗，具有热能消耗小，节能、生产成本低等优点。染色的木材厚度不受限制，生产过程不会出现木材变形、开裂、色差等缺陷，产品质量高；染色后的木材尺寸稳定性、防腐性提高，具有广阔的应用范围。因此，本作品克服了大多数化学药剂染色环境污染、染色深度有限和染色不均的缺点。我们小组所做的木材物理染色实验，是基于木材在高温热处理条件下木材的半纤维素、木素降解而发明变色的原理，采用不同的热压温度和处理时间对3个树种进行染色处理试验，并研究经过不同条件染色处理对木材的各种材性变化，包括木材亲水性、色差、抗弯强度等，从而得到处理温度、时间对不同木材颜色变化的影响规律，以便在实际中企业根据自己的需求，以最佳方案进行生产。参考文献：1.ThermoWood Handbook M，Finish Thermowood Association2. 杨少春, 王克奇, 戴天虹, 白雪冰. 基于L_a_b_颜色空间对木材分类的研究 J ， 木材工业 ， 2007 年第10 期3. Sndor Poncsk Duygu Kocafe Mohamed Bouazara Andre Pichette Effect of high temperature treatment on the mechanical properties of brich( Betula papyrifera)J ， Springer ，May 2006 4. 曲保雪 ，朱立红. 热处理木材国内外研究现状与应用前景分析 5. 曹永建吕建雄孙振鸢黄荣凤周永东吴玉章 . 国外木材热处理工艺进展及制品应用J, 林业科学 第43 卷第2 期 2 0 0 7 年2 月作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果本作品于2008年9月11日申报发明专利，并获得发明专利受理号：200810198475.0作品所处阶 段（A ）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D （自填）作品可展示的形 式实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围、推广前景的技术性说明、市场分析和经济效益预测使用说明：1）不宜用于接触土壤和水的环境；2）较未处理材握钉力有所下降，所以推荐使用先打孔再钉孔安装来减少和避免木材开裂；3）在室外使用时建议采用防紫外线木材涂料，以防天长日久后木材退色。特点、优势：经过木材物理染色的木材，里外颜色一致，泛柔和光泽，纹理更清晰，手感温暖。其耐潮、不易变形、不易吸水、不易开裂并具有防腐防虫性能，不含任何有害物质。成品处理周期短，能耗低。适应范围：可应用于墙板、户内外地板、厨房装修、桑那房装修、家具，木制工艺品等许多方面。推广前景：物理染色木材绿色环保，保持了木材的自然美，容易被消费者认同。主要生产设备只需要木材的制材加工设备和热压机，耗费的能源相对较低。投入生产需要的成本低，与市场上同类木制品的价格定位相差不大，将会有很好的经济效益。由于本产品的特殊性能和生产水平逐渐提高以及绿色环保产品的良好前景，其生产安全，工艺简单，性价比高，将会成为未来家居装饰等领域广泛使用的产品。 专利申报情况提出专利申报 申报号:200810198475.0 申报日期2008 年 9月 11 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门签 章 年 月 日C.当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。13国内木材的染色是指染料与木材发生化学或物理化学结合，使木材具有一定坚牢色泽的加工过程，是提高木材表面质量，改善木材视觉特性和提高木材附加值的重要手段。染料的品种多，结构复杂，木材工业中常用的水溶性有机染料有直接染料、酸性染料、碱性染料和活性染料等。多采用化学染色，目前还没出现无染料的木材染色方法。木材物理染色实质是木材热处理变色。高温热处理木材在160230(常用180212)的温度条件下进行长时间的热处理（24h以上），从而改良木材的防腐性，降低木材的吸湿性和吸水性，提高尺寸稳定性，是一种性能优良、颜色美观且环境友好的木材产品。高温热处理木材也称为热改性木材。国外称为“HeattreatedWood”或“Thermal Modified Wood”。高温热处理后的木材强调防腐性，主要用于户外建筑、园林景观等。国外热处理木材已经开始推广并逐步取代防腐剂处理材。国外主要是为了提高防腐性能和提高尺寸稳定性，多注重工艺的研究，利用热处理技术专门研究染色的较少。以下是国外对热处理木材颜色变化的研究：1999年，瑞典的Sundqvist B等研究了70和100温度下工业窑干材颜色的变化情况。结果发现，干燥过程中颜色变化主要发生在纤维饱和点以上的毛细作用阶段。实验研究了桦木边材，云杉和松木边心材经热处理后在紫外线照射的情况，发现松木和云杉的处理材与素材之间颜色变化的差异比白桦材处理前后差异要大，处理温度越高，处理时间越长，木材处理前后的颜色变化就越大。NAyadiIl研究发现热处理材的抗紫外光的特性好于对照材的抗紫外光的特性。KMitsui_l 研究了木材受热处理与未受热处理在光辐射情况的颜色变化情况。在光辐射情况下，热处理过的木材的明度(AL*)远高于未处理材的明度，色品差(Aa*)的变化与处理温度和时间的变化呈正比关系；在短时期热处理情况下黄蓝色品差(Ab*)先锐增后又降低；低温高湿能使辐照木材的颜色变化显著；热和水的存在能够加速辐照木材的颜色变化。 高温热处理木材于本世纪初在我国市场上出现,我国木材热处理还存在很多问题：没有形成自己的完善的热处理工艺；相关配套技术还不成熟；缺乏专门的热处理设备，大部分使用的是传统窑式干燥方式；产品存在质量缺陷如树节脱落、表裂和内裂、色差大等。 本作品采用230以上的高温使木材半纤维素、木素快速降解，处理时间短（只需求530min），且采用市场定型生产的热压机，市场简单，投资小。木材物理染色在处理过程中使用热压接触加热木材，染色过程无污水等排放物，无环境污染问题，生产安全，生产效率高；再者，染色过程中也无需水蒸汽，染色处理过程无水消耗，具有热能消耗小，节能、生产成本低等优点。染色的木材厚度不受限制，生产过程不会出现木材变形、开裂、色差等缺陷，产品质量高；染色后的木材尺寸稳定性、防腐性提高，具有广阔的应用范围。因此，本作品克服了大多数化学药剂染色环境污染、染色深度有限和染色不均的缺点。因此，与现有同类研究相比，本作品技术具有显著的先进性。D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写； 2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关 领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）； 3推荐者填写此部分，即视为同意推荐； 4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名高振忠性别男年龄43职称副教授工作单位华南农业大学林学院木材科学与工程系通讯地址广州天河区五山路华南农业大学林学院邮政编码510642单位电宅电荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述申报材料真实请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价该作品采用160以上的高温条件对木材进行物理染色，染色过程只涉及温度和时间两个因素。要保证木材如此高温条件下不产生开裂、变形等缺陷的同时，还要使木材厚度上颜色均匀，其技术水平很高。因此，本作品具有较高的技术水平。该作品克服了大多数化学药剂染色污染和染色深度有限的缺点，克服现有化学染色方法带来的水体污染等问题，具有十分显著的环保意义；同时，该作品对木材加工高附加值利用和可持续发展具有重要社会意义。该作品是木材加工技术领域的木材改性处理技术，具有工艺简单，处理周期短，染色处理过程中无污染，生产安全，生产效率高、生产成本低。而且物理染色后的木材尺寸稳定性、防腐性也得到提高。因此，该作品实用价值有很强，可广范应用于室内外家具、地板、木门等领域，具有较大的推广前景。其它说明无推荐者情况姓 名孙瑾性别女年龄36职称副教授工作单位华南农业大学林学院木材科学与工程系通讯地址广州天河区五山路华南农业大学林学院邮编510642单位电宅电荐者所在单位签章 签章日期 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述申报材料真实请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价该作品是通过160以上的高温使木材半纤维素、木素降解，而改变木材的颜色，从而实现木材染色。木材化学染色虽然可以提高木材的使用价值，但对环境的污染和对治理废水的代价远大于木材染色带来的价值贡献。另外，木材化学染色受染料颗粒大小、染色工艺及染色设备的限制，不易使厚的木材染色均匀，不能取得理想的染色效果。因此，该作品具有显著的环保意义，同时对木材加工优质高附加值利用和可持续发展具有重要社会意义。该作品采用物理方法对木材进行染色，染色过程可涉及温度和时间两个因素，克服了大多数化学药剂染色环境污染和染色深度有限的缺点。另外，该作品在高温条件下木材无开裂、变形等缺陷产生，具有较高的技术水平。该作品在使木材得到染色的同时，还可以提高木材的尺寸稳定性和防腐性。因此，该作品实用价值有很强，可广范应用于室内外家具、地板、木门等领域，具有较大的推广前景。其它说明无木材物理染色的研究冼迪妍 陈莉莉 徐淑仪 杨挺 宋伟业涂登云华南农业大学林学院，广州，510642摘要：常规的木材染色方法使用染料对木材或立木进行化学染色。 但对木材热处理也可以使木材的颜色深浅发生变化， 这就是木材物理染色。本试验对三个树种的薄板用热压板干燥的方法进行热处理，使其材色变深。并对试件进行色差分析，力学性能测试 ，表面接触角的测定。分析热压处理与材色变化的关系以及不同温度，热压时间对木材的力学性能，润湿性的影响。Abstract: The normal wood dyeing method is to dye timber or standing trees using dyeing stuff. But the color of timber can be darken by heated treatment. That is wood physical dying method. In this experiment, veneers of three kinds of species were heated by hot pressed drying method, and the veneers are darkening .Mechanical property, the chromatic chromaticity value and the contact angle of the specimen are tested. Then analyzed the effect on these properties when treated in different treatment temperature and heat time.关键词：木材 物理染色 热处理Key words: Wood Physical dying method Heat treatment前言：木材染色是通过物理、化学方法使木材着色或材色发生变化以提高木材表面质量、改善木材视觉特性和提高木材附加值的重要手段，也是木材深加工和速生材利用的重要方向之一.传统的木材染色就是染料、颜料或化学药品与木材发生化学或物理结合，使木材具有一定坚牢色泽的加工过程。木材是一种不均质的毛细孔材料，由纤维素、半纤维素和木质素组成，木纤维素中含有丰富的亲水基团如羟基( OH)，羧基( COOH) 等官能团。染料随水溶液通过木材毛细管通道，透过木材细胞壁扩散后，沉降在纤维表面上，使得木材着色，染料分子与木材分子通过范德华力和氢键结合。但是化学染色方法有诸多弊端: 在实践中发现，无论是实木、单板染色，还是木片、木浆、纤维的染色，均不同程度地受到木材渗透性的制约，造成染色深度、色度不均.染色后色牢度不佳,容易退色等.另一方面,化学染色需要耗费大量染料,染色后的废水处理也需要耗费能源,否则有毒性的染料就会污染环境.而染色后的木制品降解也会带来同样的问题.许多研究表明,经过热处理的木材材色会发生变化, 1而且耐久性和尺寸稳定性会提高。在欧洲和北美的一些国家,热处理木材已经达到商业规模化生产,并逐步取代化学浸渍制的防腐木材及其制品。热处理木材最初是为了提高耐腐性和尺寸稳定性,木材颜色的变化被认为是副作用.其实只要工艺控制得当,用热处理的手段对木材进行染色是行之有效的新方法 。前人的研究表明,2木材的颜色变化主要受热处理温度和处理时间及工艺的影响,如果处理温度越高,处理时间越长,则木材的颜色向更深的方向发展。 对木材进行热处理的工艺有几种:气相热处理处理(以水蒸气为传热介质)、水热处理和油热处理，3这些方法各有利弊。根据实验室条件和素材,我们选用热压板接触式干燥的方法进行热处理染色。 压机的温度与热压时间容易控制，压机热压的薄木含水率和冷却速度得当就不易变形或开裂,而且接触式加热使板材受热显著加快，染色较均匀，染色过程不产生污染物,耗费的只有电能,对环境友好.物理染色的成本也比较低廉；原木出材后,加工成一定规格的材料即可在多层压机进行热压,染色过程同时也是干燥过程。综上所述,化学方法对木材进行染色有可能产生污染，染色后也会出现脱色的现象。物理染色的方法不需要染料，无污染也不会产生脱色现象, 保留了木材天然的纹理与色泽。对栎木、水曲柳、桦木等纹理美观的木材进行物理染色，就会使其材色变深， 接近黑胡桃等高档木材的外观色泽，在满足消费者需求同时也可以充分利用木材。 木材物理染色绿色环保，简单易行，将会是木材染色的新方向。本文对三种木材的物理染色进行探讨。1. 染色原理：木材物理染色是将木材在150以上的高温条件下，利用木材在不同的温度和时间条件下降解程度不同，呈现不同颜色的原理，从而实现木材染色。 关于染色机理有几种说法,Loustarinen等人认为, 干燥引起的木材变色是木材的内在因素在干燥环境变化、木材内水分迁移等的作用下发生的自身化学成分的氧化、聚合、降解等反应。常规干燥中, 白桦锯材的表层变黑、变红, 研究了白桦木材中可溶解的原花色素, 因为这些原花色素能够聚合、氧化成不溶性微红色的化合物。原木储存周期不同, 也会影响到干燥过程可溶性原花色素的浓度。原花色素的浓度也与白桦的变色有关 。Charrier B研究了栎木变色的机理, 认为栎木干燥时变棕黄是由于蹂花单宁的水解与氧化作用引起的, 蹂花单宁的含量在有色区域比无色区域高倍, 说明是变色原物质氧化聚合的产物。4因此,木材的热变色主要是热处理过程中木材内的水分移动,部分水溶性的抽提物,如酚类、黄酮类化合物随之外移至表面所致,同时在高温下受空气氧化变色。2.材料与方法2.1材料（1）栎木（英文名Oak） 又名柞木, 橡木. 科名：苏木科 拉丁名：Hymenaea spp橡木重硬纹理直，结构粗，色泽淡雅纹理美观，力学强度相当高，耐磨损，但木材不易于干燥锯解和切削。（2）水曲柳（英文名Ash），拉丁名：F.mandshurica Rupr.，商品名：Manchurian Ash，别名：白腊木。颜色为心材褐或浅栗褐色，边材黄白或黄褐色，水曲柳材质优良，分布于我的东北、华北地区和俄罗斯的西伯利亚地区。（3）桦木 （英文名Birch） 拉丁名：Betula spp木质细腻淡白微黄,纹理直且明显，材质结构细腻而柔和光滑，质地较软或适中。（4）砂纸：NO.100， NO.180 犀利牌静电植砂2.2试材尺寸及含水率选取厚度为3.5mm、长度为920mm、宽130mm的栎木、桦木、水曲柳木皮，要求无节子，质地均匀。将同一木皮锯截成六片短小薄木作为一组。试件的尺寸为：长宽厚=150mm130mm3.5mm。含水率813%2.3设备与工具(1)游标卡尺： 精确度0.02mm;用于测量试件尺寸(2)电子天平：精确到0.01g；用于试件重量的测量(3)全自动色差计：ANGGUANG SC-80C 北京康光仪器有限公司; 测量试件的各项色品质数.(4)表面接触角测量仪：contract angle system;用于测量木材于水的表面接触角.(5)热压机： 佛山中联液压机械制造厂Y38硫化机 温度范围：0300; 用于热压处理木材.(6)万能力学试验机： AVTOGRAPH AG-1 50kN; 测定试件的力学性能2.4试验方法2.4.1物理染色方法分别对桦木、栎木、水曲柳木皮在不同时间，不同温度下进行高温处理。以5min为时间间隔，选取5个热压时间，分别是： 10min，15min，20min，25min,30min据实际情况可尝试更小或更大的时间间隔。处理温度以20温度为间隔，选取5个温度水平，分别是160，180， 200， 220， 240,但考虑到在180以上时木材颜色变化才开始明显，而且节省时间，所以主要以180至240之内进行高温处理。试验参数如表1所示。表1 试验参数表影响因子水平热处理温度160，180， 200， 220， 240热处理时间10min，15min，20min，25min,30min具体步骤：（1）分别对桦木，栎木，水曲柳试件标注。桦木用“H”标注；栎木用“L”标注；水曲柳用“S”标注。用两个对下标试件进行标注，分别记为H1-1、H1-2、H1-3,L1-1、L1-2、L1-3，S1-1、S1-2、S1-3。其中前一个下标表示处理的温度（1、2、3、3、4、5分别表示处理温度为160，180， 200， 220， 240），后一个下标表示处理的时间（1、2、3、3、4、5分别表示处理时间为10min，15min，20min，25min,30min）。其中H、L、S不作标注表示素材。（2）量取各个试件厚度并称重，然后在其上标注厚度，重量。（3）高温处理三种木材。 把热压板上、中、下模的温度升高到指定温度，取三块计算过初含水率的试样放入硫化机，使压板与木材接触，按预定时间保温。冷却后取出.（4）侍硫化机冷却后取出试件。（5）在室温下保存试件，待试件含水率为79%时，测量试件的染色效果、表面水接触角，力学强度。（6）再称重量，测尺寸。2.4.2染色效果测试砂光后用全自动色差计测定各个试件与样品的 l*（明度）a*（红绿轴色品指数）b*（蓝黄轴色品指数）的值，算出色差值Eab* 。与空白对照组的l* ，a *，b*，Eab*进行对照。2.4.3木材亲水性测定用表面接触角测量仪测量各个试件的与水的表面接触角，取左右两个接触角的平均值。试件放在载物台上，系统自动控制水滴的体积。手动控制载物台升降使其靠近水滴。然后通过系统控制挤出水滴。这时电脑自动测出投影屏上水滴与试件的表面接触角。2.4.4力学强度测试方法将单个试件均匀截锯成五个小木条做成力学测试的试件。宽=17mm 厚度各板不同。含水率7%9%。采用两个支撑辊一个压头的方式加载， 跨距=120mm 测五个小试件的最大载荷， 最大弯曲应力和抗弯弹性模量，五个小试件力学性能指标平均值就是该试件的力学性能指标。结果分析.染色效果分析染色效果用L*a*b* 均匀颜色空间的色彩特征值来分析。CIE L*a*b* (CIELAB) 是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。L*a*b* 颜色空间中, L* 表示明度, 完全白的物体视为100, 完全黑的物体视为0; a* 为红绿轴色品指数, 正值越大表示颜色越偏向红色, 负值越大表示颜色越偏向绿色; b* 为黄蓝轴色品指数, 正值越大表示颜色越偏向黄色, 负值越大表示颜色越偏向蓝色。除此之外, 在L*a*b* 颜色空间中常用的颜色特征还有色饱和度C*、色调角Ag*、色差E* 和色相差H*。5因为木材本身的变异性,本试验用样品与试件的色品指数进行对比来求出E*.E*越大,即染色越深,效果越明显.与自身对比,素材的E*为0. 表24为试验数据结果：表2 栎木的色品特征指数试件编号温度/时间minl*a*b*C*Eab*L1-1T160 t1057.74 6.69 30.00 30.74 11.55985L1-5T160 t1556.21 7.68 28.98 29.98 11.31979L1-4T160 t2056.75 7.97 28.66 29.75 10.7685L1-3T160 t2555.96 8.49 31.99 33.10 14.09151L1-2T160 t3055.40 6.10 31.11 31.70 13.65539L2-1T180 t1059.41 6.88 28.51 29.33 9.574623L2-5T180 t1556.84 7.85 30.07 31.08 11.95957L2-4T180 t2058.648.0027.1728.32 8.568716L2-2T180 t2555.42 6.97 30.68 31.46 13.20166L2-3T180 t3057.16 6.46 26.48 27.26 8.801727L3-1T200 t1058.90 6.62 27.94 28.71 9.233288L3-5T200 t1555.70 6.90 29.83 30.62 12.33679L3-4T200 t2053.84 8.24 28.90 30.05 12.69258L3-3T200 t2552.71 8.82 30.36 31.62 14.56698L3-2T200 t3050.24 4.91 31.60 31.98 17.33851L1-1T220 t1054.968.1527.6628.84 11.01946L1-2T220 t1553.28 8.28 31.78 32.84 15.29321L1-4T220 t2049.30 9.46 34.97 36.23 20.32157L1-3T220 t2545.17 10.00 37.48 38.79 24.97121L1-5T220 t3044.81 8.22 43.83 44.59 30.015L2-1T240 t1049.37 7.58 33.18 34.03 18.85576L2-3T240 t1534.38 12.27 120.70 121.32 105.1606L2-2T240 t2032.81 10.65 128.50 128.94 113.0382L2-5T240 t2531.83 10.98 130.80 131.26 115.5227L2-4T240 t3024.11 13.26 132.40 133.06 119.3893L1素材62.247.7019.4020.87 0表3桦木染的色特征指数试件编号温度/时间minl*a*b*C*Eab*H1-1T160 t1069.99 7.62 21.37 22.69 5.847555H1-2T160 t1572.02 8.77 22.60 24.24 6.214885H1-3T160 t2071.41 8.29 21.84 23.36 5.607433H1-4T160 t2570.14 9.80 22.42 24.47 7.160063H1-5T160 t3070.90 7.62 22.66 23.91 6.439449H2-1T180 t1070.52 10.14 23.22 25.34 7.760857H2-2T180 t1570.56 7.00 24.87 25.84 8.566388H2-3T180 t2032.138.9722.924.59 42.04932H2-4T180 t2571.33 7.71 21.78 23.10 5.478038H2-5T180 t3070.70 8.30 23.43 24.86 7.311867H3-1T200 t1069.63 8.18 23.06 24.47 7.484878H3-2T200 t1569.53 9.37 23.25 25.07 7.972942H3-3T200 t2067.83 9.36 22.98 24.81 8.78814H3-4T200 t2567.42 8.95 22.95 24.63 8.946558H3-5T200 t3063.03 6.89 23.97 24.94 12.7999H4-1T220 t1066.46 7.89 21.96 23.33 8.882837H4-2T220 t1565.06 8.00 23.32 24.65 10.8152H4-3T220 t2061.628.7822.8924.52 13.60718H4-4T220 t2556.67 9.33 24.82 26.52 18.93176H4-5T220 t3054.88 10.38 26.12 28.11 21.23595H5-1T240 t1058.37 10.36 25.20 27.25 17.76308H5-2T240 t1544.06 10.62 34.85 36.43 34.84539H5-3T240 t2052.30 9.73 27.65 29.31 24.10915H5-4T240 t2536.95 12.43 40.56 42.42 44.04984H5-5T240 t3035.52 13.07 59.93 61.34 57.85108H1素材73.706.9516.9018.27 0表4水曲柳染的色特征指数试件编号温度/时间minl*a*b*C*Eab*S1-2T180 t1063.84 6.97 21.00 22.13 4.570449S3-2T180 t1569.15 4.98 22.86 23.40 5.315111S2-2T180 t2064.79 8.46 22.24 23.79 5.711637S1-3T180 t3066.54 6.70 22.69 23.66 4.881864S1-1T200 t1064.22 8.04 23.22 24.57 6.462051S3-1T200 t1565.05 8.09 23.68 25.02 6.584019S2-1T200 t2062.61 6.43 22.46 23.36 6.221648S3-5T200 t3058.06 7.17 25.73 26.71 11.81685S2-3T220 t1062.10 7.35 24.20 25.29 8.049857S2-5T220 t1561.49 7.87 21.77 23.15 7.049411S1-5T220 t2061.04 7.70 23.49 24.72 8.333583S3-3T220 t3050.85 10.15 26.47 28.35 18.73642S3-4t240 t1049.56 7.59 28.65 29.64 20.39801S2-4T240 t1549.30 8.86 22.44 24.13 18.44717S1-4T240 t2047.64 8.90 27.43 28.84 21.67872S1-3T240 t3040.77 11.10 30.51 32.47 29.4854S1素材66.835.1218.0818.790温度和时间对栎木、桦木、水曲柳色差值影响趋势如图1、图2、图3所示。 试件的颜色随时间和温度的增加而变深。由浅黄色逐渐加深到咖啡色，棕褐色。在较高温的条件下试件的明度降低较明显,饱和度和色度指数经处理后增大较明显.从三个树种的Eab*变化曲线图可以看出，在同一热压温度条件下， 热压时间越长，Eab*值越大，与样品对比,木材颜色越深。而温度对染色效果的影响更为显著。 220以下Eab*增加较小， 即变色不是十分明显， 240 开始颜色很明显加深。水曲柳在240时较短的热时间也有较明显的变色。而桦木， 栎木则要在热压时间大于15Min后才开始明显的变色。 从照片中也可以看出材色的变化。但是热压板上下有温差所以个别试件材色变化有波动。照片上可以看出三种木材的纹理加深变得清晰。（照片见附图）3.2 润湿性能的影响测定了三种树种与水的表面接触角图5 桦木表面水接触变化趋势图图4栎木表面水接触变化趋势图从图4到图6 曲线图的总体趋势可以看出， 试件的表面接触角均随着热压时间的增长而增大， 随着热压温度的升高而增大。桦木表面接触角增加较缓慢， 在热压时间为10分钟时，各热压温度下角度变化不大。但在240，10min处理， 接触角相对同一热压时间， 其他温度处理，已经明显增大。图6 水曲柳表面水接触变化趋势图栎木接触角的增加接近直线在增长。240处理，接触角比其他温度处理的都要大。220，15min以后也有较明显的增大。水曲柳在热压时间为10min 时各温度处理下的接触角基本一致， 15min 以后才出现明显分化。 220以上的温度处理，接触角增加幅度大。 与其余两种树种对比，水曲柳表面接触角的变化 受温度的影响比受时间的影响较大。接触角越大， 物体浸润性越差。热压后使木材表面轻微碳化，变得更致密，细胞壁的羟基数也减少， 所以与水的润湿性变差。根据北京林业大学的曹金珍、赵广杰等研究的热处理材的水吸附动力学过程, 热处理材的水吸附机理发生了变化，随着处理温度的升高，吸湿性能强的半纤维素在处理的过程中降解产生糠醛等物质，使得木材的含水率下降。处理温度的升高 也同时使得水分子和木材分子的氢键减少了,吸附微分热和熵变减小. 6木材的三大主要成分在热处理过程中都会发生一些化学变化，包括部分羟基、甲氧基的脱除，半纤维素分解等，木素裂解生成的一些新醛类物质。通过裂解，木素生成带正电荷的苯甲基团开始在碳a位形成一些亚甲基桥发生自聚反应；木素脱去甲氧基，芳环位置上的活性点数量也逐渐增多。在随后的反应中借助于前面木素芳核上形成的活性点以及生成的醛，木素会进一步缩合，它们之间的相