[发明专利]一种竹材多微孔化处理方法及产品和应用

说明书

技术领域

本发明属于林业工程领域中木材科学与技术专业方向的技术，具体涉及一种竹材多微孔化处理方法及产品和应用。

背景技术

我国是世界上木材资源相对短缺的国家，随着人们环保意识的增强，木材供需矛盾日益突出，寻找合适的木材替代品是发展循环经济、建设节约型社会的必然要求。同时，我国竹子资源丰富，并且竹子具有生长速度快、生长周期短、成本低的优势，作为木材的替代品，已经被广泛应用在家具、地板、建筑墙面等领域。竹产业，作为一个潜力巨大的新兴产业，正在悄然改变着我们的生活，也在逐步拉动林业经济的增长点。当前，对于竹材的开发利用，主要涉及的是防护与改性，如防腐、防霉、阻燃以及染色、制浆等。而要实现对竹材进行的深入加工，最主要的是提高竹材的渗透性。因此，如何有效提升竹材内部渗透性对发展竹产业有着重要的现实意义。

CN106440671A（2017.02.22）公开了一种木材干燥防腐处理方法，该方法在木材加工过程中取材单一，程序复杂繁多，预冻温度低对设备要求过高，预冻时间过长，浸泡防腐剂的木材少量会出现滴液现象，造成环境污染。CN106589435A（2017.04.26）公开了一种制备具有木材反向结构环氧树脂表面的方法，该方法在高温烧结过程中虽然制得了具有木材结构的多孔碳，破坏了木材的内部分子结构。CN206146132U（2016.10.27）授权了微波真空干燥设备，该设备直接用运在竹材干燥过程中竹材容易皱缩。

发明内容

鉴于现有技术中存在上述问题，本发明所要解决的问题就是优化操作流程，降低生产成本，使竹材在干燥过程中避免皱缩、变形，减少竹材处理过程中对环境的污染，以提高竹材的工业化利用程度。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方法：

一种竹材多微孔化处理的方法。该方法主要涉及的是运用真空冷冻干燥手段，让水分在冰冻的竹材体积内直接升华干燥，在不影响竹材除孔隙率外的其他理化性能的前提下实现了竹材的多孔化特性，以此来提高竹材的渗透性。

本发明首先提供了一种运用真空冻干技术实现竹材多微孔化的处理方法，所述方法包括以下步骤：

（1）取材；

（2）饱水处理：对竹材进行饱水处理；

（3）预冻处理：将处理后的竹材冷却、保温；

（4）冻结处理：将经过（3）处理的竹材进行冻结；

（5）真空干燥：将经过（4）处理的竹材真空干燥；

（6）保存：将经过（5）处理后的竹材进行密封保存。

发明人通过饱水处理利用竹材的吸水性从而使竹材的含水率达到50%以上，以免干燥过程中竹材出现皱缩、变形现象。饱水处理后需要经过一个预冻并保温的缓冲过程，如果直接冷冻的话，因为温度差太大，竹材容易直接被冻裂；而现有技术完全没有公开对竹材的饱水和冻结处理;

发明人经过很多研发设计和试验，发现若仅有饱水处理过程，或仅有饱水处理过程和预冻处理过程或者仅有预冻处理和冻结处理过程都会导致得不到所需的多维孔化竹材，本发明结合特定的饱水处理和冻结处理，缩短了生产周期。真空冷冻干燥处理后竹材的渗透性与常规干燥处理的竹材对比，均有不同程度的提高。竹材的微观结构如薄壁细胞、维管束、纤维、导管等都分布着大小不同的孔隙，孔隙率为45%～55%，孔径在40µm～120µm。真空冷冻干燥处理的竹材其薄壁细胞、维管束、导管、纤维上孔隙的孔径都有不同程度的增大，孔隙率增加了12%～28%，比表面积增大到原来的20%～32%，同时避免了液态水引起的表面张力导致竹材的缩皱，保持了竹材纤维的原有组织结构同时提高了竹材的渗透性。

作为优选，所述取材包括：原生新鲜竹、竹片、竹单板、竹刨花、竹丝或竹束。

作为优选，所述饱水处理要保证竹材含水率在50%以上，以免干燥过程中竹材出现皱缩、变形现象。

作为优选，所述预冻处理过程中竹材放置在冷藏箱冷却至0℃～5℃范围内，在此温度范围内保温3～5小时。

若预冻稳定较低（-15℃～-35℃）或预冻时间过长（12h～36h），都会导致成本高，生产周期长，不利于后续冻结过程和产品效果。

作为优选，所述冻结处理过程中冻结温度为-40℃～-60℃之间，冻结时间24～36小时。