林业百科

压缩木

2023-04-18

简介

木材经压缩而致密的产品。木材通过塑化后,在结构不发生破坏的前提下进行压缩而变得密实,从而使强度提高。压缩木用于制造纺织工业的木梭等产品。中国年产压缩木梭约1 000万支。

第二次世界大战前,德国人已经销售商品名为“木石”(Lignostone)的压缩实木。早在1900年美国就有了制造压缩木的专利。1932年苏联已制定出干法和湿法两种不同的压缩工艺。中国早在1947年,在上海的原中央工业试验所木材工程室即曾开展压缩木梭、打梭板等产品的研究,并在扬子木材厂批量生产。50年代末60年代初,中国又利用压缩木吸湿膨胀释放出很大膨胀应力这一特点,制成煤矿用压缩木锚杆,作为挤紧材料,在生产中推广应用。60年代初、中期压缩木梭取代青冈木梭在全国得到广泛应用。

木材压缩的方法可以分为单轴(即单方向)压缩、回形压缩和全面压缩三大类。单轴压缩又分为端向压缩和横向压缩两种。木材弯曲主要靠不均匀端向压缩;而压缩木梭和锚杆的生产都属于单轴横向压缩。

木材先经酚醛树脂浸渍,再压制成压缩木称为浸胶压木。

压缩木及浸胶压木具有较高的力学强度,容积重1.4克/立方厘米的压缩木与天然木材相比较,横纹理抗压强度增加14倍,顺纹理抗压强度增加1倍,硬度增加2倍(端面)到6~7倍(侧面),耐磨耗性增加到17倍(桦木)乃至30倍(杨木)。用普通的树种(如桦、槭、杨木等)制成的压缩木能成功地代替质地坚硬的硬木(如愈疮木等)。硬木和压缩木力学强度指标的对比如表。

硬木和压缩木力学强度指标对比表

品种
指标
压缩桦木 愈疮 木 青 冈 柿 木
容重(g/cm3)
顺纹抗压(MPa)
端面硬度(MPa)
1.0~1.4
100~160
120~190
1.1~1.3
95~120
110~140
0.892
65.5
113
0.820
64.5
107.1

此外, 压缩木具有良好的冲击韧性和耐磨性能,这也是许多材料所不及的。如金属铜的摩擦系数为0.05(7.5~11MPa荷载),而压缩桦木只有0.002~0.0005。利用压缩木的这一特点可将压缩木制成轴瓦、轴套。

压缩木尺寸稳定性不好,将其泡在水中或放在高湿的条件下,有些产品可以膨胀到压缩前的体积,纺织用压缩木梭要求尺寸稳定性高,所以应有合理的压缩工艺及压缩参数(如压缩率、温度、时间等)。压缩木尺寸稳定性还与压缩木的密度、木材含水率、木材边心材、木材来源等因素有关。为了提高纺织用压缩木梭的尺寸稳定性,其成品尚需进行防潮防水处理,以避免成品吸湿膨胀。

浸胶压木由于木材在压缩前经酚醛树脂浸渍处理,固化的酚醛树脂对木材细胞壁有充胀作用,所以尺寸稳定性大幅度提高,但冲击韧性比未浸树脂的压缩木有所降低。用有机硅树脂处理木材再经压缩制成的木梭,尺寸稳定性、耐磨性能、冲击韧性均不错,但成本太高,未能推广应用。

中国压缩木生产工艺均采用湿法工艺。即先将木材用蒸汽蒸煮软化,然后再在热压机中按规定的木材压缩率进行热压(木材应放在钢模中)。热压后待充分冷却后再从热压机中取出。为了消除热压过程中产生的内部应力,还应将产品进行热处理。

英文

compressed wood