速生楊木改性材的研究及家具應用發展探討

夏東旭

（遼寧咨發建設監理預算咨詢有限公司，遼寧 丹東 118000）

1 目前狀況

楊木是我國速生人工造林的主要樹種，以其生長周期短、成材速度快、價格低且易加工的特點，近年來在家具的“實木化”日漸流行。因受成本的影響，不得不將材料來源轉向楊木等速生材。然而，速生楊木材存在著密度低、材質松軟、力學性能差、尺寸穩定性差等缺陷，嚴重制約其在家具上的應用。

2 速生楊木改性材的研究進展

木材改性是在保持固有優點的前提下，通過一系列的物理、化學、生物處理，克服木材尺寸穩定性差、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生反應或起到固定支撐作用的有機物、無機物通過浸注處理的方式浸入木材細胞內，起到填充、粘連作用，進而改變木材性能的一種方法。常用的有機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；無機浸漬劑包括無機鹽、無機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重要因素。通過對木材施加外力并對其固定，以提高木材的密度、尺寸穩定性，這種改性方式需要結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用提供可能。對于加壓因素的影響作用，宋宇軒等人以速生楊木的邊、心材單板為研究對象，發現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。壓密改性材可以運用在對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的壓縮率，以防止木材結構的破壞以及力學性能的降低。

2.3 浸漬-熱處理聯合改性

浸漬后高溫熱處理的聯合改性方式的目的是為了更好地綜合兩種改性方式的優勢，以使得木材材性更佳。徐康ul 通過對比測試，發現浸漬材經高溫熱處理后，吸濕吸水性變差，線性、體積濕脹率降低，尺寸穩定性更加優異；且顏色均勻加深，明度指數降低。

大量學者的研究驗證了速生材通過所需浸漬與高溫熱處理的組合方式能夠達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、技術等原因，這一方式目前還未得到大規模的應用，因此這項技術的成本控制、時間節省、工藝優化將成為未來的研究重點。

楊木改性使其性能接近或優于珍貴優質木材，緩解珍貴優質木材緊缺的現狀成為楊木等速生木材應用的必需環節。雖然楊木浸漬處理改善了楊木材質等方面的缺陷，但是由于浸漬處理會產生有毒有害物質、甲醛釋放、污染環境等問題，隨著人們環保與自我保護意識的增強，利用天然的或無毒無醛改性物質改性楊木，開發環保型楊木實木產品將成為以后的研究熱點。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道。其次，單純的非浸漬改性很難到達理想的改性效果，聯合改性的趨勢也越來越明顯，如壓縮－ 熱處理聯合改性、密實化－ 炭化處理等改性方式。總之，采取環保高效的改性方法，提高楊木的利用率與經濟價值，滿足人們追求自然的需要必將是楊木改性的發展趨勢。

3 速生楊木改性材在家具上的應用

速生楊木由于其材性欠佳在家具上的應用范圍較小。改性后的速生楊木材克服了材質軟、易變性、易腐朽、強度低等缺陷，一定程度上擴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，滿足了市場多樣化需求以及實現了綠色家具設計的理念。

3.1 速生楊術改性材在家具上的應用現狀

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家具的產品研發。為增強速生改性材可拆裝家具的結構強度，根據速生材的特征，結合現代技術與方法如拆裝連接件與榫配合、彈簧增強、塞角加同等，增強家具零部件之間的結合，擴展速生材在家具中的應用范圍”。

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）、靜曲強度（MOR） 超過了結構用材的規定要求，且吸水膨脹率較小，符合室外家具的要求。

此外，改性楊木材材質較輕、明度較高、紋理稀疏、色澤優美，整體簡約自然，符合當下年輕人簡約時尚的審美需求，且滿足多功能、多用途、低成本的設計原則，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展方向

1） 改性楊木材多為鋸材，可通過接長、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格的家具構件，保證家具部件尺寸的規格明確，以提高生產效率、降低成本。

2） 探索傳統接合形式（榫接合、膠接合、螺釘接合等）在改性楊木家具結構中的適應性，并對家具各部位進行力學測試，確保安全性。與此同時，也要注重開發不同家具產品中的新型裝配結構形式，以提高家具產品的品質。

3） 結合速生楊木材改性后的密度小、強度大、紋理簡約等特征，不斷豐富新型改性楊木材家具產品類型，如便攜家具、折疊家具、兒童家具等，以擴大速生楊木改性材的應用范圍，帶動楊木產業升級，提升我國家具產品的國際競爭力

4 結語

當下已有眾多學者對于速生楊木改性技術進行研究，并明確了其在家具應用上的可行性。未來，研究者要秉持成本節約、工藝優化、綠色環保、批量生產的原則進行速生楊木材的改性研究，秉持產品類型多樣、尺寸規格明確、結構性能安全的原則進行速生楊木改性材在家具設計上的應用研究。