木材的主要成分是
纖維素,約占50%,這是木材的主體
半纖維素,約占10%-20%
木質(zhì)素,約占20%~30%
副成分,約占5%~10%
副成分又稱為抽提物,抽提物中含有灰分、油脂、樹脂、精油、單寧、色素、含氮化合物等物質(zhì)。
其中纖維素對(duì)木材的性能影響最大,它是木材的骨干。
半纖維素為戊聚糖、己聚糖等多糖類物質(zhì),所以容易被木材腐朽菌分解。
木質(zhì)素又稱為木素,為疏水性芳香族高分子化合物,在植物組織中具有增強(qiáng)細(xì)胞壁、黏合纖維的作用,為黃褐色無(wú)定形物,其組成與性質(zhì)比較復(fù)雜,并具有極強(qiáng)的活性。
木材由于含有半纖維素、木質(zhì)素和副成分等較低分子量的化合物,所以給木材帶來(lái)了物理和化學(xué)性質(zhì)的不穩(wěn)定性。
如:沒(méi)有經(jīng)過(guò)涂裝、染色或其他處理的木材,在室外放置幾個(gè)月,在紫外線的輻射,雨水的淋溶和水解,濕脹、干縮和微生物的腐蝕等作用下,造成木質(zhì)素分解和分解物的流失,使木材的顏色由淺變深,使木材表面呈現(xiàn)出暗淡、疏松和粗糙的灰色纖維層。風(fēng)化后的木材,由于受到細(xì)菌的作用,其顏色和外表會(huì)進(jìn)一步發(fā)生變化,使木材的顏色變成深灰色。尤其是紫外線的輻射和風(fēng)雨的磨蝕,會(huì)使木材表面細(xì)胞壁的微細(xì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使木材表面變得粗糙、紋理隆起、開裂、翹曲。由于木材表面產(chǎn)生一些物理、化學(xué)變化,使木材的粗糙度增加,木材表面變軟,強(qiáng)度下降,使用壽命縮短。為了提高木材的耐候性和使用壽命,涂裝就顯得十分重要。
各種木材都具有各自的構(gòu)造特征,如紋理、管孔、材質(zhì)軟硬等。
這些結(jié)構(gòu)特征,是體現(xiàn)木材表面涂飾效果的重要因素。另外,木材的物理和化學(xué)性能對(duì)于涂飾效果的好壞也有著直接的影響。因此,必須根據(jù)木材的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和涂裝的工藝要求,在涂飾過(guò)程中不斷分析研究,盡可能避免涂裝中的隱患,并充分利用木材的特性,為涂裝工藝服務(wù)。
下面探討一下木材的天然樹脂、色素、單寧的化學(xué)組成和干縮濕脹、吸液能力等物理性能對(duì)涂裝的影響和作用。
它是某些針葉材,如油松、馬尾松等孔中特有的物質(zhì)。
在這些松木等針葉材的節(jié)子、晚材等部位,往往會(huì)積聚大量的樹脂,其中所含的松節(jié)油等成分會(huì)引起涂膜不干、著色不均勻和附著力不良等弊病。尤其是節(jié)疤和受過(guò)傷的地方,樹脂的含量就更多。
樹脂內(nèi)含有松節(jié)油和松香,雖然它們是制造涂料的重要原料,但是在含有這些樹脂的木材表面上直接涂裝油性涂料,漆膜層就容易被松節(jié)油溶解,會(huì)引起漆膜固化不良和漆膜軟化回黏等不良情況,破壞漆膜的完整性,并影響漆膜與木材的附著力。
有時(shí)在涂飾施工中,還會(huì)出現(xiàn)無(wú)法涂上水溶性染料和水性填孔料的現(xiàn)象。如果遇到這種木材制作木制品時(shí),在涂飾前務(wù)必預(yù)先設(shè)法清除樹脂,或用涂料封閉,然后才能涂飾。
一般是指本身具有顏色并能使其他物料著色的物質(zhì)。
許多木材中都會(huì)含有天然色素,對(duì)于含有色素較多的木材,可以將這些色素提取出來(lái)作為天然染料,例如可從黃橙木中提取黃色染料,可以從胡桃木、桑木、紫檀中提取棕色染料等。
由于胡桃木、桑木、紫檀等含有黃、紫、紅等色素,這種木材的天然顏色十分令人喜愛(ài),所以當(dāng)這些色素分布得比較均勻時(shí),不用著色就可以制成高級(jí)家具,經(jīng)過(guò)涂飾后,能使原來(lái)的色澤顯得更為鮮艷亮麗,富有獨(dú)特的風(fēng)格,具有很好的裝飾效果。
但也有一些木材,色素分布不均勻,表面常有一些色斑;還有在同一塊木材上,邊材的顏色淺,心材的顏色深。
色素分布不均勻會(huì)影響美觀,于是在涂裝前就得設(shè)法將它們除去或改變木材原有的顏色,使它們的顏色變得均勻一致才行。
又稱鞣質(zhì)。它存在于植物的干、皮、根、葉或果實(shí)中,是木材具有的一種天然物質(zhì)。
它的有效成分是多元酚基和羧基的有機(jī)物質(zhì),略帶酸性,所以又稱為單寧酸,并有澀味。
柿子中的澀味也是有這種單寧酸產(chǎn)生的。
單寧能溶解于水、丙酮、乙醇等溶液中,可鞣制皮革。
植物鞣料就是從植物中提煉出來(lái)的單寧。如栗木、落葉松、漆樹、栲樹等樹種,它們的細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中含有大量的單寧,把含有單寧較多的部分如皮、葉、干作為原料,經(jīng)磨碎、水浸、過(guò)濾、真空濃縮等加工而制成的液體或粉末,就叫植物鞣料。
此種植物鞣料提取的濃縮物,通常叫做栲膠。家具涂飾中所用的酸性染料:如黃鈉粉和黑鈉粉的成分內(nèi),就添加了栲膠,栲膠可以使這些染料著色更均勻、附著力更好。
單寧可以與鐵、銅等金屬離子起反應(yīng),生成近似木材天然色澤的色素。因此可用含有以上金屬的化學(xué)藥品將含有單寧多而均勻的木材直接染成紫、紅、黑、棕等色彩,將它們仿制成稀有木材。把它們鑲嵌在其他木材的表面上,無(wú)需著色即可直接涂刷透明涂料,經(jīng)過(guò)這樣處理的家具、木制品,不僅木紋清晰,色澤鮮艷,而且格外顯得自然美觀,裝飾效果極佳,通過(guò)這樣的裝飾,大大提高了家具的檔次,可以使其成為中、高級(jí)家具。
某些木材含單寧較少,而且分布不均勻,所以采用上述的藥品染色,顏色就不會(huì)均勻一致。遇到這種情況,可以在木制品的表面先涂一道單寧溶液,然后再進(jìn)行藥品染色,同樣可以獲得理想的效果。
雖然木材的單寧可以通過(guò)化學(xué)的方法將普通木材變成貴重的稀有木材,但是如果木材不需要染色時(shí),在木材加工過(guò)程中,木材遇到鐵器就會(huì)變色,也就是下面要介紹的鐵污染。
由此可見(jiàn),上述的木材抽提物的存在與遷移會(huì)影響木材的潤(rùn)濕性,會(huì)造成涂料不干、著色不均勻和附著力不良等弊病,另外含有單寧的木材在加工過(guò)程中還會(huì)與工具發(fā)生反應(yīng),出現(xiàn)一些鐵銹等污染。
這些抽提物的存在對(duì)涂裝是很不利的,所以在涂裝前必須將其除去或進(jìn)行封閉修補(bǔ)。又如木材的纖維素或半纖維素是親水性的,木質(zhì)素為疏水性,還有木材的一些其他特殊成分與涂裝也有著密切關(guān)系。
又因?yàn)槟静幕瘜W(xué)成分的不同,如果沒(méi)有注意木材中抽提物和含水率的影響,均可引起嚴(yán)重的涂裝失敗,所以在涂裝前應(yīng)該充分了解木材的性質(zhì),對(duì)獲得堅(jiān)固和良好的涂層大有好處。
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