辊压树脂浸胶法对桉木重组木尺寸稳定性影响机理.pdf

DOI:10.12171/j.10001522.20230206辊压树脂浸胶法对桉木重组木尺寸稳定性影响机理吴婕妤张亚梅于文吉（中国林业科学研究院木材工业研究所，北京100091）摘要:【目的】为解决重组木制备过程中重组单元施胶不均匀导致的尺寸稳定性差的问题，通过辊压树脂浸胶工艺制备重组木，探究辊压树脂浸胶工艺对桉木重组木尺寸稳定性的影响机理。【方法】分别通过吊笼式浸胶法和辊压树脂浸胶法制备桉木重组木，采用超景深显微镜、扫描电子显微镜、微计算机断层扫描仪和激光共聚焦显微镜观察重组单元和重组木表面形貌、微观结构和胶液分布情况，并采用 X 射线光电子能谱仪、粗糙度仪、接触角测定仪以及 63 水泡 24h 和28h 循环法（沸水煮 4h，63 烘 20h，沸水煮 4h）研究重组木表面化学成分、表面粗糙度、表面润湿性和耐水性能。【结果】与吊笼式浸胶法制备的重组木（CWS）相比，辊压树脂浸胶法制备的重组木（RWS）表面裂隙减少，粗糙度降低，表面润湿性减弱，耐水性能显著增强。RWS 表面粗糙度 Ra和 Rz相比 CWS 分别下降了 34.38%和 72.75%。接触角测试结果表明，第 20s 时 RWS 的表面接触角相对于 CWS 增大幅度为 283.95%。63 水泡 24h 测试结果显示：RWS 的吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率分别为 5.47%和 1.11%，与 CWS 相比降低幅度分别达到 52.16%和 50.09%。28h 循环测试结果显示：RWS 的吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率分别为 6.24%和 1.17%，与 CWS 相比降低幅度分别为 51.45%和58.51%。辊压浸胶过程对重组单元产生了二次破坏，增加了胶液进入的通道；同时，辊压使细胞在被压缩到恢复原貌的过程中产生的负压，增加了胶液的渗透深度，形成网状胶合结构，加强了重组木的胶合性能，抑制了木材细胞在吸水后的回弹。【结论】辊压树脂浸胶法提高了重组木内部胶液分布的均匀性，降低了桉木重组木表面的粗糙度和润湿性，显著提高了重组木的耐水性能，改善了重组木的尺寸稳定性，对重组木的工艺优化和连续化生产具有重要的参考和指导意义。关键词：吊笼式浸胶；辊压树脂浸胶；桉木重组木；表面性能；耐水性能；尺寸稳定性中图分类号：TS653；S792.39文献标志码：A文章编号：10001522(2024)01014111引文格式：吴婕妤，张亚梅，于文吉.辊压树脂浸胶法对桉木重组木尺寸稳定性影响机理 J.北京林业大学学报，2024，46(1)：141151.WuJieyu,ZhangYamei,YuWenji.Influencemechanismofroller-pressimpregnationonthedimensionalstabilityofeucalyptusscrimberJ.JournalofBeijingForestryUniversity,2024,46(1):141151.Influence mechanism of roller-press impregnation on the dimensionalstability of eucalyptus scrimberWuJieyuZhangYameiYuWenji(ResearchInstituteofWoodIndustry,ChineseAcademyofForestry,Beijing100091,China)Abstract:Objective To solve the problem of poor dimensional stability caused by the unevendisintegration during the preparation process of scrimber,the scrimber was prepared by roller-pressimpregnation,andtheinfluencemechanismofroller-pressimpregnationonthedimensionalstabilityofeucalyptusscrimberwasexplored.MethodInthisstudy,eucalyptusscrimberwaspreparedbycageandroller-pressimpregnationtechniques,andthesurfacemorphology,microstructure,andgluedistributionwereobservedbyultra-depthmicroscope,scanningelectronmicroscope,microcomputertomographyscanner,andlaserconfocalmicroscope.Thesurfacechemicalcomposition,surfaceroughness,surfacewettability,andwaterresistanceofscrimberwerestudiedbyX-rayphotoelectronspectroscopy,roughnesstester,contact收稿日期:20230821修回日期:20231204基金项目:高性能重组木连续化制造关键技术与装备（2021YFD2200601）。第一作者:吴婕妤，博士生。主要研究方向：木材重组材料制备与表征。Email：地址：100091北京市海淀区青龙桥街道香山路东小府 1 号中国林业科学研究院木材工业研究所。责任作者:张亚梅，博士，副研究员。主要研究方向：重组材料制造与应用技术。Email：地址：同上。本刊网址:http:/；http:/第46卷第1期北京林业大学学报Vol.46，No.12024年1月JOURNALOFBEIJINGFORESTRYUNIVERSITYJan.，2024angletester,soakingat63for24h,and28hcycletreatment(boilingfor4h,dryat63for20h,boilingfor4h).ResultComparedwiththewoodscrimberpreparedbycageimpregnation(CWS),thesurface cracks,roughness,and the surface wettability of wood scrimber prepared by roller-pressimpregnation(RWS)werereduced,andthewaterresistanceofRWSwassignificantlyincreased.TheresultsofroughnessshowedthatcomparedwithCWS,thesurfaceroughnessRaandRzofRWSdecreasedby34.38%and72.75%,respectively.ThecontactangletestresultsindicatedthatthesurfacewettabilityofRWSwasweakened,andthesurfacecontactangleofRWSincreasedby283.95%comparedwithCWSatthe20thsecond.Thetestresultofsoakingat63for24hshowedthatthethicknessswellingratio(TSR)andwidthswellingratio(WSR)ofRWSwere5.47%and1.11%,respectively,whichwere52.16%and50.09%lowerthanthoseofCWS.TheTSRandWSRofRWSunder28hcycletreatmentwere6.24%and1.17%,respectively,whichwerereducedby51.45%and58.51%,respectively.Theprocessofrollerpresscausedsecondarydamagetotherecombinationunit,whichincreasedtheflowpathforPFresinsolution.Atthesametime,thenegativepressuregeneratedbytherollerpressingduringtheprocessfromcompressingthecellstorestoringtheiroriginalappearanceincreasedthepenetrationdepthoftheglue,formedanetworkbondingstructure,strengthenedthebondingperformanceoftherecombinedwood,andinhibitedthereboundofwoodcellsafterwaterabsorption.ConclusionTheroller-pressimpregnationimprovestheuniformityofgluedistributioninscrimber,reducesthesurfaceroughnessofeucalyptusscrimberandwettability,andsignificantlyimprovesthewaterresistanceanddimensionalstability,whichhasimportantreferencesandguidancefortheprocessoptimizationandcontinuousproductionofscrimber.Key words:cageimpregnation;roller-pressimpregnation;eucalyptusscrimber;surfaceperformance;waterresistance;dimensionalstability桉树（Eucalyptus robusta），是我国三大速生林树种之一，具有干形通直、材质细腻、储量丰富等特点，但也存在材质疏松、易开裂、性能差等缺陷1。重组木是由重组单元按顺纹组坯、经胶合压制而成的板材或方材，是一种新型复合材料，其克服了木材径级小、强度低等劣势，赋予木材原料高利用率、产品高性能和高附加值等特点23。目前，在传承传统重组木的基础上，中国林科院木材所率先提出了以人工林速生低质木材为原料，先将原木旋切成厚单板（412mm），再采用疏解设备将厚单板疏解制备成网状结构的纤维化木单板，并以此为重组单元制备重组木。速生桉木便可通过上述技术制备成性能优良的重组木46。然而，在前人研究中发现，桉木重组木的尺寸稳定性较差，难以应用于室内潮湿或室外环境7。因此，为了扩展桉木重组木的应用范围，迫切需要改良制备工艺以进一步提升其尺寸稳定性。重组木制备过程中，重组单元的施胶工序是关键环节，对重组木的性能尤其是耐水性能有非常重要的影响5。目前，在工业化生产过程中企业主要采用吊笼式浸胶法施胶，通过控制胶液的固含量和浸胶时间来控制施胶量。然而，在吊笼式浸胶法施胶过程中，胶液主要分布于疏解单板的表层和疏解裂隙中8。由于单板在疏解过程中形成的裂隙存在分布不均现象，施胶后胶液分散在裂隙中，容易引起重组木内部胶合不均从而导致尺寸稳定性差9。针对吊笼式浸胶过程中存在的问题，中国林科院木材所开发了辊压树脂浸胶技术。该技术是将疏解单板置于辊压树脂渗透设备中，通过辊压压力将胶黏剂导入到木材中；同时，通过设置压辊间隙和胶黏剂的固含量来控制重组单元的施胶量10。该技术可解决吊笼式浸胶法中胶液分布不均以及重组单元中施胶量难以精准控制的问题，实现重组单元均匀精准施胶810。本研究以桉木单板为原料、酚醛树脂为胶黏剂，采用吊笼式浸胶法和辊压树脂浸胶法两种施胶工艺制备桉木重组木，研究辊压树脂浸胶工艺对桉木重组木耐水性能的影响；通过超景深显微镜、扫描电子显微镜、微计算机断层扫描技术、激光共聚焦显微镜、粗糙度仪、X 射线光电子能谱和接触角测量仪观察不同浸胶工艺制备的桉木重组木表面形貌变化、微观结构演变、胶液分布情况和表面性能变化，揭示辊压树脂浸胶工艺对重组木尺寸稳定性能的影响机理，以期为重组材的工艺优化和连续化制备提供技术参考与理论依据。1材料与方法1.1 材料桉木采自广西，树龄 10 年，胸径 100200mm。桉木疏解单板，厚度为 4.0mm，5min 吸水率为142北京林业大学学报第46卷86.52%。桉木旋切单板，厚度为 0.70mm，气干含水率为 9.12%。酚醛树脂（phenol-formaldehyderesin，PF）胶黏剂，购自北京太尔胶黏剂有限公司。胶液固含量为 48.12%，黏度为 67.5Pas（25），水溶倍数为 20 倍，pH 值为 9.71。1.2 试验方法将桉木旋切成 4mm 厚的单板后放入疏解机中制备成疏解单板，并干燥至含水率为 8%10%。通过吊笼式浸胶法和辊压树脂浸胶法分别对疏解单板施胶（图 1），控制单板的施胶量为 17%18%，施胶量计算方法如式（1）所示。施胶后将桉木单板干燥至含水率为 10%12%，采用热压法制备重组木，热压温度为 150，热压时间为 1.10min/mm，热压压力为 34MPa。重组木尺寸为 450mm（长）160mm（宽）20mm（厚），密度为 1.0g/cm3。将制备好的重组木在自然环境中平衡两周后进行裁边、砂光。浸胶池Impregnated poolab压辊Roller酚醛树脂胶黏剂PF resin浸渍槽Impregnated tank疏解单板酚醛树脂胶黏剂PF resin吊笼Cage疏解单板Oriented wood fiber matOriented wood fiber mat图1吊笼式浸胶（a）和辊压树脂浸胶工艺（b）示意图Fig.1Schematicdiagramofcage(a)androller-pressimpregnation(b)吊笼式浸胶法制备重组木（woodscrimberpreparedbycageimpregnation，CWS）具体流程：将装有桉木疏解单板的吊笼放入胶液固含量为 20%的浸胶池中，浸渍 15min 后取出并沥干 5min 至胶液不再滴落。辊压树脂浸胶法制备重组木（woodscrimberpreparedbyroller-pressedimpregnation，RWS）具体流程：将酚醛树脂胶配置成固含为 17%的胶液并倒入辊压机的胶槽中，下压辊全部浸没在胶液中，上压辊的 1/3 浸没在胶液中，设置辊压机的间隙为 2mm，将桉木疏解单板以 7.32m/min 的线速度通过压辊施胶，辊压浸胶次数为 3 次，辊压浸胶过程中单板的压缩率为 50%，取出后沥干 5min 至胶液不再滴落。施胶量（G，%）、辊压疏解单板压缩率（C，%）计算方式分别见式（1）和式（2）。G=(m2m1)Sm1(1M)100%(1)式中：m1为单板施胶前质量，g；m2为单板施胶后质量，g；S 为胶液固含量，%；M 为单板施胶前含水率，%。C=T1T2T1100%(2)式中：T1为辊压前桉木单板厚度，mm；T2为辊压后桉木单板厚度，mm。将厚度为 0.7mm的桉木单板采用两种浸胶方法施胶后，在 130 烘箱中干燥 20min 使胶液固化，用于观察胶液在单板中的分布情况。1.3 性能表征1.3.1胶液分布表征用滑走切片机（RM2245，德国 Leica）分别将两种浸胶方式制备的 0.7mm 桉木单板及其重组木切成 20m 厚的薄片，用 0.5%甲苯胺蓝溶液染色 5min后，置于质量浓度 20%、40%、60%、75%、85%、95%和 100%乙醇中脱除水分，待切片中乙醇完全蒸发后滴上甘油，用盖玻片覆盖。采用激光共聚焦显微镜（LSM980，德国 ZEISS）观察辊压前后桉木单板和重组木中胶液分布情况。制备溴标记的 PF 胶作为胶黏剂（Br-PF），通过两种浸胶方式制备重组单元，并压制重组木。分别取两种浸胶方式制备的疏解单板中的纤维束，使用塑料套包裹以防止纤维束掉落，并裁成 5mm 长用于测试。在 CWS 和 RWS 中选取相同部位，取尺寸为 5mm5mm5mm 的小样用于测试。采用微计算机断层扫描（micro-CT，Skyscan1172，比利时Bruker），利用 Nrecon、DataViewer、CTan、CTvol 和CTvox 软件进行图像分析，观察 Br-PF 在疏解单板和重组木中的渗透和分布情况。在 Micro-CT 图中，RGB 色标表示在扫描范围内，颜色对应的数值越大，密度越大，其中密度越大表示 PF 胶液含量越高。1.3.2微观结构表征采用滑走切片机将桉木原木、辊压前后桉木疏第1期吴婕妤等：辊压树脂浸胶法对桉木重组木尺寸稳定性影响机理143解单板、CWS、RWS 以及 63 水泡 24h 后的 CWS和 RWS 的横切面切平，均匀喷金，采用扫描电子显微镜（SEM，Hitachi-4800，日本日立）观察其微观构造。1.3.3表面性能表征（1）表面形貌观察。采用超景深显微镜（VHX-6000，日本 Keyence）观察辊压前后桉木单板和桉木疏解单板表面形貌，并对 CWS 和 RWS 表面进行观察。在超景深图中，色标表示在材料扫描范围内，颜色对应的数值越小，与材料表面距离越远。（2）表面粗糙度测定。将桉木原木弦切面和重组木表面用 400 目的砂纸砂光后擦净，采用表面粗糙度仪（Time3230，北京时代之峰有限公司），通过探针法测得重组木表面轮廓算数平均偏差（Ra）、微观不平度十点高度（Rz）和粗糙度曲线，每个试件选取5 个不同位置的测试点，结果取平均值。（3）表面化学成分分析。采用 X 射线光电子能谱仪（XPS，Escalab250Xi，美国 ThermoScientific）测定 CWS 和 RWS 的表面化学组成和相对含量，取样位置为重组木中心部位 5mm5mm 处，仪器使用单色化 Al 靶（E=1487.20eV），数据处理采用XPSPEAK 和 Origin2019b 软件。（4）表面润湿性表征。采用接触角测量仪（OCA20，德国 Dataphysics），测定水在重组木表面的动态接触角。将重组木上下表面统一用 400 目的砂纸砂光后擦净，随机选择一面在室温环境下测试，定量进给 5L 的蒸馏水液滴，测试 20s 内的动态接触角。每个样品测试 3 个不同位置，结果取平均值。（5）重组木耐水性能表征。参照 GB/T303642013重组竹地板，测定重组木在 63 水泡 24h和 28h 循环（即沸水煮 4h，63 烘 20h，沸水煮 4h）条件下的吸水厚度膨胀率、吸水宽度膨胀率。试件尺寸为 20mm（长）20mm（宽）10mm（厚），每个条件测试 6 个试件，结果取平均值。2结果与分析2.1 辊压树脂浸胶法对重组单元形貌的影响桉木旋切单板、疏解单板和辊压树脂浸胶疏解单板的表面形貌和微观结构如图 2 所示。桉木旋切单板的表面可以看到多条裂纹（图 2a 箭头），单板疏解后，其表面会产生点线状裂隙，主要发生在胞间层处并延伸至导管，但由于疏解过程中单板的破坏不均匀，桉木疏解单板中仍然留有部分导管未被破坏（图 2e）。辊压树脂浸胶的疏解单板，在辊压压力的作用下其相邻纤维束之间发生挤压、变形，部分纤维束发生断裂和破坏（图 2h、i），导管被进一步压溃（图 2g），胞间层破坏增加，裂隙增多。辊压后的疏解单板木纤维束直径显著减小（图 3），其直径主要分布区域从 4.04.5mm 减小为 2.02.5mm。由此可知，辊压树脂浸胶过程对疏解单板具有二次破坏作用，导管、胞间层的破坏以及裂隙的增多，为胶液的渗透提供了更多的通道。2.2 辊压树脂浸胶法对重组单元胶液分布和渗透的影响疏解单板中 Br-PF 的分布情况如图 4a，b 所示，图中深紫色的部分代表木材，外围圆圈状为包裹疏解单板的塑料套，浅蓝色至白色的部分代表 Br-PF 胶液。吊笼式浸胶单板（图 4a），胶液主要分布在单板疏解时产生的裂隙周围，部分胶液会随着疏解裂隙进入纤维束内部。然而，由于单板在疏解过程中形成的纤维束直径大小不均，在浸胶过程中会使胶液集中分布于直径较小的纤维束周围。而辊压树脂浸胶过程中，在辊压压力的作用下疏解单板中裂隙增多，木纤维束直径减小，数量增多，胶液在单板中分布更为均匀（图 4b）。为消除疏解工艺对单板破坏的影响，观察胶液在薄单板（0.7mm 厚）中的分布情况（图 4c、d）。采用吊笼式浸胶法施胶的单板，胶液主要分布于单板横截面中边缘部分的细胞腔和单板旋切时产生的裂隙中；而采用辊压树脂浸胶法施胶的单板中，胶液除了分布于单板横截面边缘的细胞腔和旋切裂隙外，还进入了单板在辊压浸胶过程中产生的裂隙以及单板内部的导管中，在导管内壁形成胶层。在辊压树脂浸胶过程中，单板中的细胞会被压缩，在辊压压力消失的瞬间，被压缩的细胞要恢复原貌，此时产生的负压会增加胶液在木材细胞和细胞间隙中的渗透。桉木的导管细胞与纤维细胞相比，细胞腔更大，细胞壁更薄，在辊压压力的作用下被压缩的程度会相对较大，当辊压压力消失，细胞恢复原貌时所产生的负压使导管更容易吸收胶液。通过扫描电镜（图 4eh）观察可知：吊笼式浸胶的疏解单板中，胶液主要附着在疏解单板表面、木材细胞的外壁或分布于被破坏的细胞的内壁，在胶液表面形成的裂纹为干燥过程中的温差导致。而辊压树脂浸胶的疏解单板表面附着的胶液较少，其木材细胞的内壁也未有胶液堆积，而是在辊压压力作用下胶液向细胞壁内渗透，并在细胞壁和纹孔内形成胶钉（图 4h 红色箭头）。2.3 辊压树脂浸胶法对重组木中胶液分布的影响在 CWS（图 5a）中，胶液主要分布于重组单元胶合界面处，少部分胶液在疏解单板中沿纵向裂隙渗透至重组单元内部，但由于木纤维束直径分布不均，胶液在疏解单板中的分布液也不均匀。而在 RWS144北京林业大学学报第46卷1 076.88abcdefghi3 269.853 519.41020 00020 0001 076.88923.04距离 Distance/m300 m100 m100 m100 m500 m500 m769.20615.36461.52307.68153.8403 269.852 802.73距离 Distance/m2 335.601 868.481 401.36934.24467.1203 519.413 016.64距离 Distance/m2 513.872 011.091 508.321 005.54502.77010 00010 00020 00010 00020 00010 000020 00010 000020 00010 0000a,d.桉木旋切单板Eucalyptusveneer；b,e.桉木疏解单板 Eucalyptuscrushedveneer；c,f.辊压树脂浸胶后桉木疏解单板 Eucalyptuscrushedveneerafterrollerpress；g.辊压破坏的导管 Vesseldestructionbyrollerpressing；h.辊压后纤维束破坏 Fiberbundledestructionafterrollerpressing;i.辊压后胞间层破坏 Middlelamelladestructionafterrollerpressing图2桉木旋切单板、疏解单板和辊压树脂浸胶后疏解单板表面的超景深图（a、b、c）及横切面的 SEM 图（d、e、f、g、h、i）Fig.2UDM(a,b,c)andSEMimages(d,e,f,g,h,i)ofeucalyptusveneer,crushedveneerbeforeandafterrollerpress20ab161284040322416801.0 1.51.5 2.02.0 2.52.5 3.03.0 3.53.5 4.04.0 4.54.5 5.05.0 5.55.5 6.06.0 6.5纤维束直径Diameter of fiber bundle/mma 疏解单板 Crushed veneer b 辊压树脂浸胶疏解单板 Crushed veneer after roller press20161284040322416801.0 1.51.5 2.02.0 2.52.5 3.03.0 3.53.5 4.04.0 4.54.5 5.05.0 5.55.5 6.06.0 6.5纤维束直径Diameter of fiber bundle/mm频数 Frequence频数 Frequence频率 Frequency频率 Frequency频数 Frequence频数 Frequence频率 Frequency/%频率 Frequency/%图3纤维束直径分布Fig.3Fiberbundlediameterdistribution第1期吴婕妤等：辊压树脂浸胶法对桉木重组木尺寸稳定性影响机理145（图 5b）中，由于重组单元中裂隙增多，木纤维束直径变小，胶液随裂隙在重组木内部的分布更加均匀，在重组单元间形成纵横分布。为了消除疏解工艺对单板破坏的影响，采用 4mm旋切单板为原料制备 CWS 和 RWS（图 5c，d）。在CWS 内部，胶液主要分布于胶合层附近，部分胶液进入单板旋切时产生的裂纹中（图 5c 中黄色箭头）；在 RWS 中，胶液在胶合层附近大量分布，此外在辊压压力作用下，单板中的部分导管被压缩，旋切裂纹进一步延伸，在横截面中纵向贯通；胶液在细胞负压状态下沿裂纹分布渗透，填充于细胞腔和细胞裂隙中，在重组单元横截面区域中形成类似平行四边形状的胶合区，在重组木横截面中形成网状胶合结构，使纤维束的四周紧密结合，从而增强了重组木内部的胶合结构。2.4 辊压树脂浸胶法对重组木表面性能的影响2.4.1表面形貌和表面粗糙度超景深显微镜观察结果（图 6a，b，c）显示：桉木原木表面粗糙，表面形貌高度彩图显示有较多裂隙，且其粗糙度曲线中存在多个大波谷（图 6a，d 蓝色箭头）。CWS 表面颜色较浅，深色纹理较少，且其表面形貌高度彩图中存在多条明显裂隙，粗糙度曲线中也存在多个较大的波谷（图 6b，e 红色箭头）。与CWS 相比，RWS 表面颜色加深，深色纹理较多，且其表面更平整；通过探针法测定的表面粗糙度值显著降低（图 6g，h），其 Ra和 Rz相比 CWS 降低幅度分别达到 34.38%和 72.75%。RWS 表面深色纹理的增多，主要由于辊压过后重组单元中裂隙增多，胶液随裂隙分布更均匀，而酚醛树脂呈现红褐色，因此在重组木表面呈现大量深色纹理。桉木和 CWS 表面的裂隙以及粗糙度曲线中的大波谷主要为桉木导管细胞腔在表面形成的凹陷。通过测试桉木导管的直径（图 7）可知：其直径主要分布在 120200m，相比其他常用制备重组木树种（如杨木，导管直径 50100m1113）较大。因此，采用吊笼式浸胶法制备桉木重组木时，未被完全疏解破坏的导管易在重组木表面形成较多裂隙，影响表面粗糙度。而辊压树脂浸胶工艺中，在辊压压力下大部分导管被压溃，消除ab500 m100 m100 m30 m30 m纹孔Pit500 m02550255cdefghRGB 颜色(数据范围)RGB color(data range)RGB 颜色(数据范围)RGB color(data range)a吊笼式浸胶疏解单板 Crushedveneerpreparedbycageimpregnation；b.辊压树脂浸胶疏解单板 Crushedveneerpreparedbyroller-pressimpregnation；c.吊笼式浸胶桉木单板 Eucalyptusveneerpreparedbycageimpregnation；d.辊压树脂浸胶桉木单板 Eucalyptusveneerpreparedbyroller-pressimpregnation；e.吊笼式浸胶法疏解单板表面 Surfaceofcrushedveneerpreparedbyroller-pressimpregnation；f.吊笼式浸胶疏解单板表面导管壁 Vesselwallonsurfaceofcrushedveneer；g.辊压树脂浸胶疏解单板表面 Surfaceofcrushedveneerpreparedbyroller-pressimpregnation；h.辊压树脂浸胶疏解单板表面导管壁 Vesselwallonsurfaceofcrushedveneerpreparedbyroller-pressimpregnation图4吊笼式浸胶和辊压树脂浸胶疏解单板胶液分布的 micro-CT（a、b）、LSM（c、d）和 SEM 图（e、f、g、h）Fig.4Micro-CT(a,b),LSM(c,d)andSEMimages(e,f,g,h)ofeucalyptuscrushedveneerpreparedbycageandroller-pressimpregnation146北京林业大学学报第46卷了导管腔径大带来的影响。此外，在负压的作用下辊压浸胶后大部分导管被胶液填充，极大减少了空心导管的数量，从而降低了 RWS 的表面粗糙度。2.4.2表面化学性能重组木表面 C1S和 O1S的分峰拟合曲线和化学组分，分别如图 8 和表 1 所示。C1 归属于木材中具有苯基丙烷结构的木质素与脂肪、脂肪酸和蜡等抽提物中的CC 和CH，此外，由于酚醛树脂的结构与木质素类似，也会影响 C1 的相对含量14。C2 归属于木材中的纤维素和半纤维素的CO，纤维素分子中含有的大量与羟基相连的碳原子为 C2 的主要来源。C3 归属于木材中木质素中羰基结构、半纤维素和半纤维素中缩醛结构中的OCO或CO1517。O1 主要来源于木ab500 m100 m100 m30 m纹孔Pits500 m02550255cdRGB 颜色(数据范围)RGB color(data range)RGB color(data range)RGB 颜色(数据范围)a，b.Micro-CT；c，d.LSM图5CWS（a、c）和 RWS（b、d）的胶液分布Fig.5GluedistributionofCWS(a,c)andRWS(b,d)15 000abcdghef574.69125.84567.95574.69201086420桉木原木CWSRWS粗糙度Roughness/mRa/m806040200桉木原木CWSRWSRz/m020406001234宽度 Width/mm567820粗糙度Roughness/m020406001234宽度 Width/mm567820粗糙度Roughness/m020406001234宽度 Width/mm5678492.59410.49328.39246.29164.1982.09015 00010 00010 0005 0005 00015 00010 0005 00015 00010 0005 000015 00010 0005 00015 00010 0005 00000距离 Distance/m125.84107.8689.8971.9153.9335.9517.970距离 Distance/m567.95486.81405.68324.54243.40162.2781.130距离 Distance/mEucalyptus logEucalyptus loga，d.桉木原木 Eucalyptus log；b，e.CWS；c，f.RWS图6桉木原木、CWS 和 RWS 表面形貌（a、b、c）、粗糙度曲线（d、e、f）及粗糙度 Ra（g）、Rz（h）Fig.6Surfacemorphology(a,b,c),roughnesscurves(d,e,f)andRa(g),Rz(h)ofeucalyptus log,CWSandRWS第1期吴婕妤等：辊压树脂浸胶法对桉木重组木尺寸稳定性影响机理147质素，O2 主要来源于纤维素和半纤维素18。结果显示：与 CWS 相比，RWS 表面 C1 值略有升高，上升幅度为 3.58%；C2 值大幅度减小，减少幅度为20.93%；C3 值显著增多，增加幅度为 165.92%；O1值有小幅的上升，上升幅度为 3.77%；O2 值的下降幅度达到 12.02%。与 CWS 相比，RWS 表面化学成分的变化，主要与多糖成分的降解和表面胶液的分布有关。在辊压树脂浸胶工艺中，胶液在单板中分布更为均匀，对单板的包覆面积增大，从而使得制备的 RWS 表面化学成分中 C1 含量增多。此外，辊压浸胶后纤维束和导管的破坏使裸露的细胞壁面积增多，在重组木成型过程中，在高温（150）和高压的作用下，重组木表面的受热面积增大，热稳定性较差的半纤维素在热压过程中发生热解19，从而使得 RWS 表面的多糖物25ab20151050302418126080 100100 120120 140140 160160 180180 200200 220桉木导管直径Diameter of eucalyptus vessel/m100 200 m频数 Frequence频数 Frequence频率Frequency/%频率 Frequency图7桉木导管形貌（a）和直径分布图（b）Fig.7Morphologyofeucalyptusvessel(a)andchartofvesseldiameterdistribution(b)强度 Intensity强度 Intensity强度 Intensity强度 Intensity290288286284282280536534532530528290288286284282280536534532530528CWSC3C2C1sC1RWSC3C2C1sC1CWSO2O1sO1RWSO2O1sO1结合能 Binding energy/eV结合能 Binding energy/eV结合能 Binding energy/eV结合能 Binding energy/eV图8CWS 和 RWS 的 C1s 和 O1sXPS 分峰拟合图Fig.8C1s 和 O1sXPSpeakfittingdiagramimageofCWSandRWS表1CWS 和 RWS 表面化学成分分析Tab.1SurfacechemicalcompositionofCWSandRWS试样Sample相对含量Relativecontent/%C1C2C3O1O2CWS58.3338.123.5576.1223.88RWS60.4230.149.4478.9921.01148北京林业大学学报第46卷质减少，C2 含量减少，C3 的含量相对增多。O1、O2 的变化，也说明了 RWS 表面木质素和酚醛树脂胶液含量增加，多糖含量减少的现象。2.4.3表面润湿性蒸馏水在 CWS 和 RWS 表面接触角变化如图 9所示。液滴在 RWS 表面接触角的减小速度明显低于 CWS。在第 20s 时，液滴在 RWS 表面的触角为31.1，而在 CWS 表面接触角仅为 8.1，相比之下，RWS 表面接触角的增大幅度为 283.95%，这说明RWS 表面润湿性降低。1008060接触角 Contact angle/()402000510时间 Time/s15CWSCWS81.936.132.618.612.88.188.059.541.037.434.731.1RWSRWS20200 s1 s3 s5 s10 s20 s0 s1 s3 s5 s10 s20 s图9蒸馏水在 CWS 和 RWS 表面接触角随时间变化Fig.9ContactangleofthewaterdropletonthesurfaceofCWSandRWSwithtimeRWS 表面润湿性的变化主要与其表面粗糙度和表面化学成分的变化有关。辊压树脂浸胶工艺使得重