速生杨木改性材的研究及家具应用发展探讨

夏东旭

（辽宁咨发建设监理预算咨询有限公司，辽宁 丹东 118000）

1 目前状况

杨木是我国速生人工造林的主要树种，以其生长周期短、成材速度快、价格低且易加工的特点，近年来在家具的“实木化”日渐流行。因受成本的影响，不得不将材料来源转向杨木等速生材。然而，速生杨木材存在着密度低、材质松软、力学性能差、尺寸稳定性差等缺陷，严重制约其在家具上的应用。

2 速生杨木改性材的研究进展

木材改性是在保持固有优点的前提下，通过一系列的物理、化学、生物处理，克服木材尺寸稳定性差、干缩湿胀、各向异性、易燃易腐朽等缺陷的过程。速生杨木材改性的目的是使速生杨木的物理力学性能能够接近或超过家具其他常用树种性能，以增加速生杨木的附加价值和木材利用率。

2.1 浸渍改性

浸渍改性，也称为填充改性，是指将一定条件下能与木材成分发生反应或起到固定支撑作用的有机物、无机物通过浸注处理的方式浸入木材细胞内，起到填充、粘连作用，进而改变木材性能的一种方法。常用的有机浸渍剂包括酚醛树脂（PF）、脲醛树脂（uF）、三聚氰胺甲醛树脂（MF） 等；无机浸渍剂包括无机盐、无机氧化物以及天然矿物等。

2.2 压密改性

木材的密度是影响木材材性的一个重要因素。通过对木材施加外力并对其固定，以提高木材的密度、尺寸稳定性，这种改性方式需要结合压缩与固定两种处理方式，压密改性为速生杨木等软木材在家具上的应用提供可能。对于加压因素的影响作用，宋宇轩等人以速生杨木的边、心材单板为研究对象，发现相同条件下心材单板的压缩率高于边材单板，边、心材水热密实化较佳条件为加压温度为150℃，加压压力为5 MPa。压密改性材可以运用在对硬度要求较高的家具上，也可制作为造型多样的家具零部件。但压密化处理过程中需把握适当的压缩率，以防止木材结构的破坏以及力学性能的降低。

2.3 浸渍-热处理联合改性

浸渍后高温热处理的联合改性方式的目的是为了更好地综合两种改性方式的优势，以使得木材材性更佳。徐康ul 通过对比测试，发现浸渍材经高温热处理后，吸湿吸水性变差，线性、体积湿胀率降低，尺寸稳定性更加优异；且颜色均匀加深，明度指数降低。

大量学者的研究验证了速生材通过所需浸渍与高温热处理的组合方式能够达到家具用材的基本物理性能，且改善了家具用材的视觉特性，但由于成本、技术等原因，这一方式目前还未得到大规模的应用，因此这项技术的成本控制、时间节省、工艺优化将成为未来的研究重点。

杨木改性使其性能接近或优于珍贵优质木材，缓解珍贵优质木材紧缺的现状成为杨木等速生木材应用的必需环节。虽然杨木浸渍处理改善了杨木材质等方面的缺陷，但是由于浸渍处理会产生有毒有害物质、甲醛释放、污染环境等问题，随着人们环保与自我保护意识的增强，利用天然的或无毒无醛改性物质改性杨木，开发环保型杨木实木产品将成为以后的研究热点。已有用淀粉，木聚糖酶，纤维素酶和半纤维素酶，乙酰、聚乙二醇等改性杨木的报道。其次，单纯的非浸渍改性很难到达理想的改性效果，联合改性的趋势也越来越明显，如压缩－ 热处理联合改性、密实化－ 炭化处理等改性方式。总之，采取环保高效的改性方法，提高杨木的利用率与经济价值，满足人们追求自然的需要必将是杨木改性的发展趋势。

3 速生杨木改性材在家具上的应用

速生杨木由于其材性欠佳在家具上的应用范围较小。改性后的速生杨木材克服了材质软、易变性、易腐朽、强度低等缺陷，一定程度上扩大了杨木在家具中的使用范围，提高了杨木的附加值和利用率，满足了市场多样化需求以及实现了绿色家具设计的理念。

3.1 速生杨术改性材在家具上的应用现状

由于改性材的密度较低、硬度性能略次的情况，速生杨木改性材适用于可拆装家具与轻质家具的产品研发。为增强速生改性材可拆装家具的结构强度，根据速生材的特征，结合现代技术与方法如拆装连接件与榫配合、弹簧增强、塞角加同等，增强家具零部件之间的结合，扩展速生材在家具中的应用范围”。

通过真空浸渍一热压处理的速生杨木改性材的材性得到了改善，其弹性模量（MOE）、静曲强度（MOR） 超过了结构用材的规定要求，且吸水膨胀率较小，符合室外家具的要求。

此外，改性杨木材材质较轻、明度较高、纹理稀疏、色泽优美，整体简约自然，符合当下年轻人简约时尚的审美需求，且满足多功能、多用途、低成本的设计原则，可以作为青年家具的使用材料。

3.2 速生杨木改性材在家具上的发展方向

1） 改性杨木材多为锯材，可通过接长、拼宽基层积厚，形成蕊层材料，通过木皮贴面、表面处理后定向制作一定规格的家具构件，保证家具部件尺寸的规格明确，以提高生产效率、降低成本。

2） 探索传统接合形式（榫接合、胶接合、螺钉接合等）在改性杨木家具结构中的适应性，并对家具各部位进行力学测试，确保安全性。与此同时，也要注重开发不同家具产品中的新型装配结构形式，以提高家具产品的品质。

3） 结合速生杨木材改性后的密度小、强度大、纹理简约等特征，不断丰富新型改性杨木材家具产品类型，如便携家具、折叠家具、儿童家具等，以扩大速生杨木改性材的应用范围，带动杨木产业升级，提升我国家具产品的国际竞争力

4 结语

当下已有众多学者对于速生杨木改性技术进行研究，并明确了其在家具应用上的可行性。未来，研究者要秉持成本节约、工艺优化、绿色环保、批量生产的原则进行速生杨木材的改性研究，秉持产品类型多样、尺寸规格明确、结构性能安全的原则进行速生杨木改性材在家具设计上的应用研究。