桉木干燥技術(shù)研究現(xiàn)狀

陳松武，劉曉玲，陳柏旭，陳桂丹，羅玉芬，林家純

(廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 53000)

桉樹(Eucalyptusrobusta)又稱尤加利樹，是姚金娘科桉屬植物的統(tǒng)稱。桉樹原產(chǎn)于澳洲大陸，屬于速生材，由于其生長周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高等特點(diǎn)，被大力發(fā)展人工林，用以緩解木材資源不足、森林資源貧乏等問題。近15年來，全球桉樹人工林面積年平均增長110 hm2[1]，桉樹人工林是全球最重要的人工速生林之一，其栽培面積約占世界人工林面積的15%。桉樹于1984年被引種到我國后，桉樹人工林種植發(fā)展迅速，成為我國最重要的人工速生林，目前，兩廣地區(qū)及海南省是國內(nèi)桉樹人工林的主要產(chǎn)地，為解決我國木材資源緊缺的現(xiàn)狀做出了重要的貢獻(xiàn)。

桉木結(jié)構(gòu)細(xì)膩而均勻、質(zhì)地硬，具有良好的力學(xué)結(jié)構(gòu)，并且花紋美觀，但由于桉木普遍存在生長應(yīng)力大、滲透性差、內(nèi)含物豐富的問題，常被應(yīng)用于膠合板、纖維板和刨花板的生產(chǎn)。集成材、細(xì)木工板等產(chǎn)品也是近年來才得以發(fā)展，但桉木是典型的難干材，在干燥過程中易產(chǎn)生開裂、變形、內(nèi)裂、皺縮等問題，這極大限制的桉木在實(shí)木加工利用方面的應(yīng)用。桉木干燥缺陷一直都是桉木加工利用過程中的難題，多年來，木材行業(yè)的諸多專家致力于桉木的干燥工藝、干燥基準(zhǔn)、干燥特性影響因素等各方面的研究，旨在探究出能夠有效解決桉木干燥缺陷的方法，實(shí)現(xiàn)桉木的高值化利用。

1 影響桉木干燥的主要因素

桉木干燥特性與其木材性質(zhì)是緊密相關(guān)的，經(jīng)研究表明，桉木的樹種、密度、生長應(yīng)力、干縮性、滲透性、含水率等木材性質(zhì)是影響桉木干燥特性的主要因素[2]，同時(shí)干燥溫度、干燥濕度和氣流循環(huán)速度等外界條件也是影響干燥質(zhì)量的重要因素。

1.1 樹種

桉樹種類繁多，不同種間和種內(nèi)的木材性質(zhì)變異性明顯，因此不同的桉木的干燥特性差異大[3]。如劉元[4]研究得圓角桉、檸檬桉的干燥速度分別為4級(jí)、5級(jí)，屬難干材；而刁海林[5]研究結(jié)果為巨尾桉的干燥速度為2級(jí)，屬易干材。由于桉木不同樹種之間的差異性，以及由于立地條件、環(huán)境氣候的不同，造成桉木的干燥特性差異增加。

1.2 密度

木材密度是木材的一個(gè)物理性能指標(biāo)，對木材干燥特性具有重要的影響，許多專家通過對桉木密度的研究，發(fā)現(xiàn)其在種間、種內(nèi)及株內(nèi)均具有明顯差異。木材的密度直接影響木材中水分傳導(dǎo)的速率，由于桉木密度不均勻，尤其是早晚材的密度差異大，木材干燥過程中收縮不一致，產(chǎn)生干燥應(yīng)力、引起開裂與變形[6]。

1.3 生長應(yīng)力

木材在生長過程中，木材細(xì)胞在形成次生壁時(shí)會(huì)產(chǎn)生生長應(yīng)力。桉木普遍存在較大的生長應(yīng)力，特別是人工林的幼齡材的生長應(yīng)力特別明顯。生長應(yīng)力大容易導(dǎo)致樹木在砍伐、鋸解、干燥過程中產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。鋸材的鋸切方式不同造成干燥工藝差異，主要是因?yàn)樯L應(yīng)力的分布不同而引起，木材生長應(yīng)力分布不同，導(dǎo)致板材在干燥過程中產(chǎn)生的開裂、翹曲變形等缺陷不一致，干燥工藝出現(xiàn)很大差異，弦切板和徑切板的干燥表現(xiàn)出明顯差異。

1.4 干縮性

桉木的干縮率較高，在各部位的干縮率差異大，且各向干縮率均不相同，因此在干燥過程中容易產(chǎn)生開裂、變形現(xiàn)象，從而使木材的強(qiáng)度降低。另外，大部分桉木的干縮率與1935年時(shí)Stamm A.J. 提出的S(干縮率)=f(纖維飽和點(diǎn))×ρ(密度)的關(guān)系式不符，其干縮率與密度之間呈負(fù)相關(guān)，經(jīng)研究，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)濕處理可減小桉木干縮率的差異，并使干縮率與密度之間的負(fù)相關(guān)性變得不顯著[2]。

1.5 滲透性

桉木內(nèi)富含的內(nèi)含物、沉積物或紋孔上的附物會(huì)阻礙水分移動(dòng)，滲透性差，木材體積干縮率下降，導(dǎo)致木材干燥過程中易產(chǎn)生皺縮[7]。

1.6 含水率

桉木的含水率分布不均勻且初含水率高，心材邊材含水率差異大，心材含水率高。干燥初期，木材表層的水分移動(dòng)速率較快，內(nèi)層的水分移動(dòng)速率較慢，內(nèi)層和表層含水率梯度大，內(nèi)層含水率還處于較高狀態(tài)時(shí)，表層含水率已低于纖維飽和點(diǎn)，從而產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過木材的橫紋拉伸極限強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)致木材開裂。

1.7 干燥溫度

溫度是木材水分蒸發(fā)時(shí)必須獲得運(yùn)動(dòng)能量的根源，是木材水分移動(dòng)的速率的一個(gè)重要決定因素，干燥溫度過高，會(huì)形成較大的含水率梯度，導(dǎo)致木材開裂。桉木的初含水率高，干燥初期應(yīng)適當(dāng)降低干燥溫度，避免由于水分蒸發(fā)過快而導(dǎo)致含水率梯度增大，減輕木材開裂程度。

1.8 干燥濕度

在木材干燥中，需要測定空氣的相對濕度，簡稱濕度。相對濕度是指在某一特定溫度與壓力下，單位體積空氣中所含水蒸氣的總量與在同一條件(溫度、壓力、體積不變)下空氣呈飽和狀態(tài)時(shí)所含水蒸汽之比率。干濕球溫度差的數(shù)值越大，空氣容納水蒸汽的能力越強(qiáng)，濕木料中的水分蒸發(fā)越快；反之，介質(zhì)越濕、干濕球溫度差的數(shù)值越小，空氣容納水蒸汽的能力越弱，濕木料中的水分蒸發(fā)就越慢。在木材干燥過程中，通過控制窯內(nèi)的干濕球溫度差來控制干燥速度。

1.9 氣流循環(huán)速度

在木材干燥過程中，氣流循環(huán)速度是決定木材表面水分蒸發(fā)速度的一個(gè)重要因素，提高介質(zhì)循環(huán)速度，木材表面水分快速蒸發(fā)，使木材內(nèi)部水分快速移動(dòng)到表面得以蒸發(fā)，干燥速度得以提高，其主要機(jī)理是介質(zhì)的高速循環(huán)能夠使木材表面的飽和蒸汽界面被破壞，促進(jìn)木材與介質(zhì)之間的傳熱、傳質(zhì)，提高干燥速度。但介質(zhì)流速過高，會(huì)使木材表面的蒸發(fā)速度過快，導(dǎo)致木材含水率梯度過大，增加干燥缺陷的產(chǎn)生。

2 桉木干燥基準(zhǔn)的制定方法——百度試驗(yàn)法

干燥基準(zhǔn)是木材干燥工藝的依據(jù)，通過制定合理的木材干燥基準(zhǔn)，控制干燥程序，使木材干燥質(zhì)量得以保證。重點(diǎn)研究有效防止或減少皺縮和開裂缺陷的干燥基準(zhǔn)是桉木干燥技術(shù)的關(guān)鍵。

百度試驗(yàn)法是20世紀(jì)60年代中期由日本的寺沢真提出的一種簡易的干燥基準(zhǔn)確定法[8]。到20世紀(jì)80年代，被我國的戴于龍首次引用，并成為我國木材干燥基準(zhǔn)和工藝研究的主要手段。國內(nèi)許多學(xué)者將百度實(shí)驗(yàn)法應(yīng)用于桉木干燥基準(zhǔn)的制定，并分析桉木的主要干燥缺陷。劉元[4]采用百度試驗(yàn)法得知前期開裂和皺縮是檸檬桉和圓角桉人工林木材的主要干燥缺陷，屬難干材；杜國興[9]和黃俊[10]采用百度實(shí)驗(yàn)法分別制定出了25 mm厚窿緣桉地板坯料和60 mm厚尾赤桉木材的干燥基準(zhǔn)，干燥后的質(zhì)量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6491-1999《鋸材干燥質(zhì)量》規(guī)定的一級(jí)要求；吳義強(qiáng)[11]采用百度實(shí)驗(yàn)法制定了尾葉桉、大花序桉、巨桉、鄧恩桉、尾巨桉、粗皮桉、巨尾桉共7種人工林桉樹木材的干燥基準(zhǔn)；甘雪菲[12]通過百度試驗(yàn)法制定了巨尾桉人工林小徑木的干燥基準(zhǔn)，同時(shí)研究了巨尾桉人工林小徑木扇形鋸材干燥特性，研究發(fā)現(xiàn)，在保證相等程度的干燥質(zhì)量下，扇形鋸材比板材的干燥周期短1/3，并能有效避免干燥缺陷；刁海林[5]采用百度實(shí)驗(yàn)法制定了25 mm厚巨尾桉板材干燥基準(zhǔn)，其主要的干燥缺陷是內(nèi)裂和截面變形，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，推薦使用軟基準(zhǔn)。龍傳文[13]采用百度試驗(yàn)法制定了預(yù)凍處理和未凍處理25 mm厚的粗皮桉板材干燥基準(zhǔn)；劉媛[14]采用百度實(shí)驗(yàn)法制定了25～30 mm厚26年生大花序桉木材、25～30 mm厚尾巨桉幼齡材[15]和25～30 mm厚的桉樹無性系大徑材[16]的干燥基準(zhǔn)，大花序桉木材的主要干燥缺陷是初期開裂，尾巨桉幼齡材和桉樹無性系大徑材的主要干燥缺陷都是截面變形。利用百度試驗(yàn)法制定的干燥基準(zhǔn)為桉樹的實(shí)木加工利用提供了重要的理論依據(jù)。

3 桉木干燥技術(shù)研究現(xiàn)狀

3.1 國外研究現(xiàn)狀

國外對桉木的干燥特性的研究要比國內(nèi)早很多。早在1915年，Tiemann[17]就已發(fā)現(xiàn)桉木的皺縮現(xiàn)象，并持續(xù)進(jìn)行深入研究，隨后研究發(fā)現(xiàn)調(diào)濕處理可使桉木皺縮恢復(fù)，并在1934年首次提出了皺縮機(jī)理；Chafe[18-19]從20世紀(jì)80年代中期開始，也對桉木的干燥特性做了大量的研究，還提出了通過樹木的選種、育種、無性繁殖來培育出無皺縮發(fā)生的木材質(zhì)植株體的新型想法；Ilic[20]發(fā)現(xiàn)桉木的皺縮主要是由于干燥初期干燥溫度過高引起的，隨后將王桉木材置于-20 ℃進(jìn)行預(yù)凍處理，可有效減少木材皺縮和開裂；澳大利亞學(xué)者[21-23]在提高桉木干燥速率的研究較有成效，研究結(jié)果表明微波處理可以明顯改善桉木的干燥質(zhì)量，大幅度提高干燥速率。

3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)于20世紀(jì)90年代開始對桉木的干燥特性進(jìn)行研究。劉元[24]通過分析4種桉木的超微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)桉木富含侵填體，影響其滲透性，是引起桉木干燥皺縮的主要因素之一；通過熱處理，可改善部分桉樹樹種的木材皺縮缺陷，但并不是對所有樹種均有效；劉元[4]同時(shí)比較了真空干燥、常規(guī)干燥、常規(guī)-真空干燥三種不同干燥方式在檸檬桉和圓角桉人工林木材的干燥速度和干燥質(zhì)量方面的差別，研究結(jié)果表明常規(guī)-真空干燥為較優(yōu)的干燥方式；陳太安[25]采用汽蒸處理恢復(fù)赤桉干燥皺縮，皺縮恢復(fù)主要發(fā)生于處理前期，后期恢復(fù)效果不明顯，且皺縮恢復(fù)與木材的吸濕具有較強(qiáng)的相關(guān)性；王喜明[26]通過熱壓干燥工藝研究桉樹人工林木材干燥過程曲線，結(jié)果表明，桉木干燥速度隨木板厚度增加而減慢，隨溫度的升高而加快；巫國富[27]以人工林鄧恩桉樹為試驗(yàn)材料研究出了自然氣干+窯干+噴蒸調(diào)濕處理的聯(lián)合干燥法，該聯(lián)合干燥法與單一干燥法相比，可有效改善因干燥應(yīng)力和生長應(yīng)力引起的皺縮和開裂缺陷；任世奇[28]對不同桉樹無性系、不同樹干高度位置木材進(jìn)行干縮性研究，研究結(jié)果表明，不同無性系、樹干高度位置的木材具有不同的干縮性能，不同無性系間的木材干縮特性的變異較小，不同樹干高度的木材干縮特性變異較大；劉宏達(dá)[29]探討預(yù)熱處理對尾巨桉木材干縮性和材色的影響，研究結(jié)果表明，100 ℃飽和蒸汽對材色的影響不明顯，但可降低尾巨桉的干縮性；120 ℃過熱蒸汽處理對桉木誘發(fā)變色效果較好，但使尾巨桉在干燥中產(chǎn)生皺縮、內(nèi)裂等較多的缺陷；曹永建[30]通過高溫干燥處理提高了桉木(巨桉、尾巨桉、尾葉桉)的抗干縮性能，干燥處理溫度和時(shí)間是影響木材干縮性能的兩大重要因素，其處理溫度的影響較為顯著，經(jīng)研究，在220 ℃、5 h的干燥處理?xiàng)l件下，巨桉、尾巨桉和尾葉桉木材的抗干縮性能明顯提高，分別提高了76.37%、70.43%和68.24%；姚幸之[31]以巨尾桉為試材，研究了超聲波預(yù)處理對桉木干燥時(shí)間的影響，在一定功率(340 W)下，探討不同的頻率(25、59 kHz)、不同的預(yù)處理時(shí)間(30、60、90 min)對干燥時(shí)間的影響。研究結(jié)果表明，超聲波預(yù)處理可促使木材內(nèi)部微小孔道的形成，可促進(jìn)木材內(nèi)部水分的移動(dòng)，隨著超聲波頻率的提高、預(yù)處理時(shí)間增加，干燥時(shí)間縮短、水分?jǐn)U散系數(shù)增大，特別是含水率高于纖維飽和點(diǎn)時(shí)，干燥速度顯著提高[32]。

4 桉木的主要干燥缺陷及解決措施

4.1 主要干燥缺陷

4.1.1 皺縮 皺縮[33]也稱潰陷，是不規(guī)則且不正常的收縮，主要是由木材干燥過程中溫度高，木材內(nèi)的自由水移動(dòng)速率過快而產(chǎn)生的干燥應(yīng)力、毛細(xì)管張力引起的。木材皺縮的機(jī)理主要是木材內(nèi)的自由水填滿了細(xì)胞腔，無氣泡存在于細(xì)胞腔內(nèi)，且細(xì)胞壁的紋孔膜上的微孔直徑較小，因此木材細(xì)胞壁的氣密性較高。當(dāng)木材干燥過程中，自由水移動(dòng)，使紋孔膜上產(chǎn)生較大的毛細(xì)管張力，由于自由水的連續(xù)移動(dòng)，將毛細(xì)管張力傳遞到細(xì)胞壁，木材細(xì)胞的橫紋抗壓強(qiáng)度不抵毛細(xì)管張力時(shí)，細(xì)胞潰陷，木材就出現(xiàn)皺縮；此外，干燥應(yīng)力也是導(dǎo)致木材皺縮的主要?jiǎng)恿?，干燥?yīng)力大于木材細(xì)胞的橫紋抗壓強(qiáng)度時(shí)，木材就會(huì)皺縮。皺縮是桉木干燥過程中最嚴(yán)重的缺陷，一直也是桉木加工利用最難解決的問題。

4.1.2 開裂 木材開裂[34]的主要原因是干燥不均勻及各方干縮的差異，由于木材縱向分子與木射線相交之處的結(jié)合力弱，當(dāng)木材的拉伸應(yīng)力超過其拉伸強(qiáng)度時(shí)，木材大多會(huì)沿著垂直于年輪而平行于木射線的方向開裂。開裂包括端裂、表裂、內(nèi)裂。開裂是桉木在干燥過程中常見的缺陷。

(1) 端裂：指木材端面沿徑向發(fā)生的裂紋。由于桉樹原木存在較大的生長應(yīng)力，生長應(yīng)力在立木階段得以自我平衡，桉木在鋸解過程中，平衡受到破壞，生長應(yīng)力釋放，從而導(dǎo)致端裂[6]；在干燥過程中，木材端面的水分蒸發(fā)過快，當(dāng)靠近端面部位的含水率低于纖維飽和點(diǎn)時(shí)，端部細(xì)胞收縮并產(chǎn)生干縮應(yīng)力，當(dāng)其超過木材強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)端裂現(xiàn)象。由于髓心是射線薄壁細(xì)胞最聚集之處，其橫向抗拉強(qiáng)度非常低，因此木材通常都會(huì)在髓心處發(fā)生端裂。

(2) 表裂：指木材表面沿木射線發(fā)生的縱向裂紋。干燥初期，桉木的初含水率高，且心邊材含水率差異大，干燥初期溫度高，水分移動(dòng)過快，容易導(dǎo)致表裂；干燥初期，表面張力過大導(dǎo)致表裂，隨著干燥的進(jìn)行，表面張力達(dá)到最大值后逐漸減小，木材表面的裂紋也隨之減小，對于輕度的裂紋，在干燥的中、后期可完全閉合。

(3) 內(nèi)裂：指在木材內(nèi)部沿木射線發(fā)生的裂紋，也稱蜂窩裂。內(nèi)裂需要將木材鋸解后方可觀察到，內(nèi)裂常發(fā)生在干燥后期，由于干燥后期木材表面硬化，干燥溫度高，干濕球溫度差大，容易導(dǎo)致木材內(nèi)部張應(yīng)力過大，因此致使內(nèi)裂的產(chǎn)生；此外，桉木過度的皺縮也是導(dǎo)致內(nèi)裂產(chǎn)生的一個(gè)因素。內(nèi)裂屬于較為嚴(yán)重的干燥缺陷，會(huì)嚴(yán)重影響木材各方面的性能，通常不允許發(fā)生。

4.2 解決措施

4.2.1 預(yù)處理

(1)預(yù)凍處理

對木材進(jìn)行預(yù)凍處理，使存在于細(xì)胞腔內(nèi)的自由水發(fā)生相變，即自由水凝固成冰，同時(shí)使存在于微毛細(xì)管中和細(xì)胞壁中的抽提物和吸著水發(fā)生遷移并重新分布。龍傳文[15]對粗皮桉木材進(jìn)行預(yù)凍處理，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)凍處理可有效減少木材初期開裂、內(nèi)裂、截面變形和皺縮的產(chǎn)生，其機(jī)理主要有：①細(xì)胞腔中的冰融化成液態(tài)水時(shí)產(chǎn)生的氣泡，可以緩解或消除自由水蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的張力對木材細(xì)胞的作用；②自由水凝固成冰，體積膨脹，對細(xì)胞壁產(chǎn)生壓應(yīng)力可以增加細(xì)胞的強(qiáng)度；膨脹的同時(shí)會(huì)破壞紋孔膜而減少毛細(xì)管張力；③預(yù)凍處理過程中破壞紋孔膜的同時(shí)，也部分破壞薄壁細(xì)胞的細(xì)胞壁，破壞細(xì)胞的氣密性，自由水的移動(dòng)途徑得以擴(kuò)增，即在一定程度上破壞木材細(xì)胞皺縮的基本條件。

(2) 熱處理

左春麗[35]分析了對木材熱處理的相關(guān)研究，熱力作用會(huì)一定程度上破壞木材導(dǎo)管射線間的紋孔膜，擴(kuò)大水分移動(dòng)途徑，增加木材的滲透性，減少發(fā)生皺縮細(xì)胞的數(shù)量，進(jìn)而減少皺縮的發(fā)生。雖然熱處理可改善木材皺縮的現(xiàn)象，改善桉木的干燥特性，但是桉木樹種不同，其效果也不同，劉元[37]發(fā)現(xiàn)細(xì)葉桉和多枝桉的熱處理材產(chǎn)生的皺縮僅為未處理材的一半，熱處理效果明顯；但赤桉的熱處理材和未處理材的效果基本一樣。

(3) 微波預(yù)處理

周永東等人[36-39]分析了微波預(yù)處理對桉木應(yīng)力、微觀構(gòu)造及人工林木材干燥特性的影響，發(fā)現(xiàn)利用高強(qiáng)度的微波場，使水分高速轉(zhuǎn)動(dòng)并摩擦生熱，高含水率的木材迅速升溫，木材水分快速汽化，使木材內(nèi)部的蒸氣壓迅速增高，受高蒸汽壓力的沖擊，木材內(nèi)各級(jí)微觀構(gòu)造(木射線細(xì)胞、薄壁細(xì)胞、紋孔膜、厚壁細(xì)胞等)產(chǎn)生不同程度的裂隙，從而增加了水分自內(nèi)向外移動(dòng)的路徑及通道，增加木材的滲透性。因此，在木材干燥過程中水分蒸發(fā)的前沿能較長時(shí)間維持在木材表面，使拉應(yīng)力得以有效減小，從而減少表面開裂的產(chǎn)生；同時(shí)，通過微波預(yù)處理，加熱速度快，且溫度梯度小，木材內(nèi)部應(yīng)力松弛率得以顯著提升，使得木材殘余應(yīng)力得以釋放。江濤[40]采用微波輻照與巨尾桉木材進(jìn)行預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)微波預(yù)處理可改善木材滲透性，但對木材的靜曲強(qiáng)度和彈性模量影響不大。

4.2.2 兩段式干燥工藝 木材在干燥初期，由于含水率高、干燥溫度高，易導(dǎo)致產(chǎn)生皺縮和開裂。Innes[41]研究發(fā)現(xiàn)在木材干燥過程中，控制在臨界溫度以下可有效避免皺縮和開裂的發(fā)生，采用氣干+窯干兩段式聯(lián)合干燥法可有效解決桉木的皺縮和開裂問題。通過控制干燥溫度和噴蒸處理，干燥初期采用低溫高濕的軟基準(zhǔn)氣干法，將桉木干燥至20%～25%含水率，再轉(zhuǎn)換為硬基準(zhǔn)窯干法干燥至需要的含水率。軟基準(zhǔn)通常是指干濕球溫度差較小、氣流速度相對較慢的干燥基準(zhǔn)，即干燥初期的介質(zhì)溫度控制在約40～50 ℃的低溫狀態(tài)，干濕球溫度差控制在約2～4 ℃的較小差值范圍內(nèi)。

4.2.3 微波干燥 微波干燥是將一定含水率的木材作為電介質(zhì)，木材在微波磁場中，微波能量傳遞到木材內(nèi)部水分中并被轉(zhuǎn)化為熱能，對木材內(nèi)外部進(jìn)行“整體”加熱。采用微波干燥木材，可增加木材細(xì)胞壁的通透性，從而提高木材的滲透性和擴(kuò)散型，同時(shí)，微波具有強(qiáng)的穿透力，加熱均勻，在溫度梯度和含水率梯度下，可有效的提高木材干燥速率，減少木材開裂現(xiàn)象，保證木材質(zhì)量。

4.2.4 加壓或拉伸處理 Yang[42]研究了施加壓應(yīng)力和拉伸力對桉木木材干燥特性的影響，發(fā)現(xiàn)施加壓應(yīng)力可減少皺縮現(xiàn)象的發(fā)生，但對皺縮恢復(fù)及改善木材干燥特性效果不明顯；施加拉伸力，木材在拉伸力的作用下，木材細(xì)胞得以恢復(fù)，從而可減少木材的總皺縮量。寺沢真[43]研究也發(fā)現(xiàn)，在對木材徑切面施加10～100 kPa的拉伸力時(shí)，木材皺縮程度會(huì)隨著拉伸力的增加而逐漸減小。

4.2.5 后期調(diào)濕處理 后期調(diào)濕處理可使已發(fā)生皺縮的木材部分皺縮恢復(fù)，其機(jī)理是皺縮細(xì)胞還未被真正破壞，在高溫高濕的條件下，木材細(xì)胞壁中微纖維的熵彈性使細(xì)胞幾乎得以恢復(fù)到原貌[2]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)木材含水率為15%～20%時(shí)，在干球溫度100 ℃、相對濕度為100%的條件下，進(jìn)行調(diào)濕處理，其皺縮恢復(fù)效果最佳[44]。

5 結(jié)論與展望

桉木在干燥過程中發(fā)生的皺縮、開裂、變形等缺陷，嚴(yán)重制約了桉樹實(shí)木加工利用的發(fā)展。分析研究了影響桉木干燥質(zhì)量的主要因素，歸納概括了目前國內(nèi)外學(xué)者們對于桉木干燥的預(yù)凍處理、后期調(diào)濕處理以及熱處理等處理技術(shù)，可以改善桉木的皺縮和開裂等缺陷，提高桉木的干燥質(zhì)量，從而提高利用率，實(shí)現(xiàn)桉木的高值化。另外，百度試驗(yàn)法作為制定桉木干燥基準(zhǔn)的主要方法，為桉木干燥工藝提供了依據(jù)。除了百度試驗(yàn)法，其他學(xué)者[45-46]提出采用材性法制定木材干燥基準(zhǔn)，該方法以基本密度、晚材率、弦徑向干縮系數(shù)比、年輪曲度、鋸材尺寸等木材材性指標(biāo)為確定因子，建立確定因子與干燥基準(zhǔn)之間的關(guān)系模型。與傳統(tǒng)的百度試驗(yàn)法相比較，材性法具有簡易、省時(shí)、準(zhǔn)確、干燥質(zhì)量良好等優(yōu)點(diǎn)，可作為桉木木材干燥基準(zhǔn)研究的方向。

為最大程度對桉木進(jìn)行開發(fā)利用，突破桉木低值低效的局面，必須解決桉木干燥皺縮的瓶頸，深入探究其皺縮機(jī)理，對后期調(diào)濕處理、預(yù)凍處理繼續(xù)進(jìn)行拓展研究，深入研究預(yù)處理和后期調(diào)濕處理過程中的生長應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律和皺縮恢復(fù)規(guī)律，同時(shí)考慮采用微波干燥等其他處理方式來提高桉木干燥質(zhì)量，以提高桉木附加值，為桉木實(shí)木加工的高值化應(yīng)用提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。