炭化木的基本概念及改性原理
什么是炭化木
炭化木是我國木材工業(yè)及其流通領(lǐng)域?qū)Τ邷責(zé)崽幚砟静牡乃追Q。其基本概念是用160-230℃（常用180-215℃）介質(zhì)加熱處理木材，改良木材的品質(zhì)，降低木材的吸濕性和吸水性，提高尺寸穩(wěn)定性、生物耐腐性和耐氣候性，從而制成一種性能優(yōu)良、顏色美觀且環(huán)境友好的木材產(chǎn)品。確切的說“炭化木”應(yīng)稱為超高溫?zé)崽幚砟静幕驘岣男阅静模瑖夥Q為Thermal Modified Wood或Heat-Treated Wood。
木材熱改性的原理
木材是由半纖維素、纖維素、木素和少量抽提物組成。半纖維素的耐熱性能較差，在高溫作用下，它首先降解，生成游離醋酸，而釋放的游離醋酸作為一種催化劑，又加速了半纖維素降解成糖類。故而加熱后，木材中半纖維素含量顯著減少，且隨著半纖維素的降解，吸濕性的羥基顯著減少，從而木材的吸濕性降低，尺寸穩(wěn)定性提高。此外，游離醋酸的生成，又使腐朽真菌喜愛的食物顯著減少，因而從食物鏈上抑制了腐朽真菌的生長。
纖維素是以結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)共存的長分子鏈結(jié)構(gòu)。纖維素吸濕性的大小，取決于無定形區(qū)德大小和有力羥基的數(shù)量。木材加熱時(shí)，游離醋酸的生成，又降解了無定形區(qū)中纖維素的微纖絲，使無定形區(qū)減少，使纖維素的結(jié)晶度和晶體尺寸增大，這也降低了木材的吸濕性，增加了尺寸穩(wěn)定性。
木材中含有的少量抽提物是低分子物質(zhì)，有樹脂酸、萜類化合物、脂肪、蠟、單寧、酚類化合物等。木材加熱時(shí)，大多數(shù)抽提物揮發(fā)，也使腐朽真菌的食物減少，從而提高了木材的耐腐性。此外，樹脂等化合物的揮發(fā)，也改善了木材油漆和膠合性能。