本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)竹材吸附性能的熱改性方法，特別涉及一種預(yù)測(cè)熱改性竹材表面顏色、吸附性能的函數(shù)關(guān)系，屬于竹材改性技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)是一種竹材或木材物理改性手段，一般是在熱油或缺氧環(huán)境(水蒸汽、惰性氣體保護(hù)等)下，升高溫度至160-260℃之間，通過熱量使竹材或木材發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到提高其表面顏色裝飾性、尺寸穩(wěn)定性、生物耐久性以及環(huán)保安全性等目的。高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)多應(yīng)用于木材改性，竹材熱處理技術(shù)和研究相對(duì)較少，CN 105773755 A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種“戶外用油熱處理重組竹材制備方法”，提供一種戶外用油熱處理重組竹材制備方法，以該方法制備的重組竹材，力學(xué)性能顯著提高，且具有很好的耐腐防霉性能，尺寸穩(wěn)定性好，適于戶外使用；公開號(hào)為CN105690512A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了“一種高溫?zé)崽幚碇袷纳a(chǎn)方法”，該方法包括以下步驟：(1)竹片；(2)軟化處理；(3)碾壓；(4)熱處理工藝；(5)養(yǎng)生處理。該發(fā)明采用導(dǎo)熱油作為熱源，與高溫高壓保護(hù)蒸汽相比，竹束制備過程中無大量的廢氣，生產(chǎn)工藝綠色環(huán)保；同時(shí)，在氨氣氛圍中對(duì)竹束進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚苽涞闹袷杞饩鶆颉B透性好、材色均勻，物理力學(xué)性能差異較小，可提高戶外用竹重組材的防變形開裂性能。

高溫?zé)崽幚硎怪癫谋砻骖伾兩睿b飾性增強(qiáng)，能大大提高竹材的利用價(jià)值。

沈鈺程等人利用化學(xué)成分分析以及紅外方法從木質(zhì)素中官能團(tuán)變化的角度來研究熱處理竹材的變色機(jī)理，竹材木質(zhì)素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵、碳-碳鍵連接而成的芳香族高分子化合物，在熱處理過程中木素側(cè)鏈發(fā)生了縮合反應(yīng)，產(chǎn)生了新的β-β 和β-5 縮合結(jié)構(gòu)，同時(shí)發(fā)生了側(cè)鏈消除反應(yīng)，形成了新的共軛雙鍵，導(dǎo)致共軛體系加長(zhǎng)。此外，高溫?zé)崽幚砗笾癫睦w維素和半纖維素發(fā)生降解大量的羥基被氧化轉(zhuǎn)變成羰基和羧基，木質(zhì)素百分含量相對(duì)增加。公開號(hào)為CN105415470A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了“一種精確調(diào)控竹材顏色的方法”，該方法具體由1)建立竹材熱處理三維樣品庫(kù)；2)樣品庫(kù)轉(zhuǎn)換成顏色庫(kù)；3)熱處理方案初選；4)熱處理方案多維度優(yōu)選；5)數(shù)據(jù)庫(kù)精細(xì)化等步驟完成。利用溫度-介質(zhì)-時(shí)間三因素建立竹材熱處理后的樣品顏色三維數(shù)據(jù)庫(kù)，為目標(biāo)竹材顏色的熱處理方案提供一個(gè)基準(zhǔn)取件，由于不同熱處理介質(zhì)特性不同，可以從多個(gè)技術(shù)維度選擇合理的熱處理方案。

目前尚未發(fā)現(xiàn)熱改性增強(qiáng)竹材吸附性能的相關(guān)研究以及建立熱改性條件與竹材表面顏色，改性竹材表面明度(L^*)與吸附性能之間函數(shù)關(guān)系的相關(guān)專利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是通過熱改性提高竹材吸附性能，并建立函數(shù)關(guān)系調(diào)控和預(yù)測(cè)熱改性竹材表面顏色及吸附性能：通過控制熱改性工藝條件獲得不同表面顏色和吸附性能的改性竹材，同時(shí)可通過熱改性竹材表面明度(L^*)對(duì)其吸附性能進(jìn)行有效地預(yù)測(cè)，對(duì)于竹材熱處理實(shí)際生產(chǎn)具有一定指導(dǎo)意義。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面研究熱處理溫度對(duì)竹材的顏色和吸附性能的影響。

其中，所述熱改性的溫度為120-220℃；所述保溫時(shí)間為1-4h。

特別是，所述熱改性包括對(duì)竹材依次進(jìn)行升溫、保溫?zé)崽幚怼岣男詼囟确謩e為120、140、160、180、200、220℃，保溫時(shí)間分別為1、2、3、4h。

研究熱改性對(duì)竹材顏色及其吸附性能的影響，包括如下順序進(jìn)行的步驟：

1)將竹材置于熱處理試驗(yàn)箱中，緩慢升溫至目標(biāo)溫度；

2)繼續(xù)在同一溫度下進(jìn)行保溫，獲得熱改性竹材；

3)熱改性結(jié)束后對(duì)竹材的色度學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；

4)熱改性結(jié)束后對(duì)竹材的吸附性能進(jìn)行測(cè)試。

其中，步驟1)中所述竹材在熱處理試驗(yàn)箱中的目標(biāo)溫度分別為120、140、160、180、200、220℃。

特別是，所述竹材在熱處理試驗(yàn)箱中的目標(biāo)溫度優(yōu)選為160、180、200、220℃。

特別是，采用蒸汽保護(hù)并以5-20℃/min的升溫速率緩慢升溫至100℃并保溫30min，然后繼續(xù)緩慢升溫至目標(biāo)溫度。

尤其是，所述的升溫速率優(yōu)選為20℃/min。

其中，步驟2)中所述保溫時(shí)間為1、2、3、4h。

特別是，所述保溫時(shí)間優(yōu)選為4h。

其中，步驟3)中所述熱改性結(jié)束后是指待熱處理試驗(yàn)箱溫度降至室溫，并放置一段時(shí)間。

特別是，檢測(cè)是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)(CIEL^*a^*b^*)采集熱改性前后竹材表面色度學(xué)參數(shù)。

尤其是，將熱改性后竹材置于室內(nèi)環(huán)境30天后再進(jìn)行表面色度學(xué)參數(shù)測(cè)試。

其中，步驟4)中所述通過激光散射粒子加速測(cè)量法定期監(jiān)測(cè)密閉亞克力箱內(nèi)的煙氣PM2.5數(shù)值變化，并計(jì)算熱改性竹材的吸附效率。

特別是，測(cè)試試樣總面積為0.01584m2，將待測(cè)熱改性竹材試樣及漢王霾表王M1（北京漢王藍(lán)天科技有限公司）置于定制的密閉亞克力箱內(nèi)(50 cm×50 cm×50cm)，利用香煙煙氣作為測(cè)試氣體，保證每次測(cè)試前箱內(nèi)測(cè)試儀的數(shù)值均為999.99ug/m3。

尤其是，熱改性竹材的吸附效率為竹材對(duì)空間PM2.5的每小時(shí)吸附量(單位為ug/h)。

本發(fā)明另一方面將建立熱改性條件與熱改性竹材表面顏色、竹材吸附效率與明度值之間的函數(shù)關(guān)系，包括如下順序進(jìn)行的步驟：

1)觀察熱改性竹材顏色，并進(jìn)行表面色度學(xué)參數(shù)測(cè)試和吸附性能檢測(cè)；

2)建立熱改性前后竹材表面色差值(ΔE*)與熱處理后明度值(L*)之間的函數(shù)關(guān)系；

3)建立熱改性竹材明度值(L^*)與熱處理?xiàng)l件之間的相互關(guān)系；

4)建立熱改性竹材表面明度值(L^*)與吸附性能之間的關(guān)系。

其中，步驟1)中采用TC-PIIG型全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)(北京光學(xué)儀器廠)對(duì)熱改性竹材的色度學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，包括明度(L^*)、紅綠軸色度指數(shù)(a^*)、黃綠軸色度指數(shù)(b^*)；

特別是，色差ΔE^*可由各色度學(xué)參數(shù)變化值計(jì)算獲得：

ΔE^*=（ΔL^*2+Δa^*2+ Δb^*2)^1/2(1)

其中：ΔL^*、、Δb^*分別表示熱改性前后竹材表面明度、紅綠軸色度指數(shù)及黃藍(lán)軸色度指數(shù)的變化值；

其中，由步驟2)中函數(shù)關(guān)系可知，熱改性竹材的色差值(ΔE^*)與明度值(L^*)之間存在顯著的線性相關(guān)性。

特別是，熱改性條件為熱處理溫度為120-220℃，保溫時(shí)間為1-4h。

其中，步驟3)中建立熱改性竹材的明度值(L^*)與熱改性溫度之間的函數(shù)關(guān)系。

特別是，熱改性溫度為120-220℃，保溫時(shí)間為1-4h。

其中，步驟4)中建立熱改性竹材吸附性能與改性竹材表面明度值(L^*)之間的函數(shù)關(guān)系。

特別是，吸附性能測(cè)試中竹材熱改性溫度為160-220℃，熱處理時(shí)間均為4h。

尤其是，測(cè)試熱處理竹材試樣總面積為0.01584m2，將待測(cè)熱改性竹材試樣及漢王霾表王M1置于定制的密閉亞克力箱內(nèi)(50cm×50cm×50cm)，利用香煙煙氣作為測(cè)試氣體，保證每次測(cè)試前箱內(nèi)測(cè)試儀的數(shù)值均為999.99ug/m3。測(cè)試開始后，每隔30 min進(jìn)行一次數(shù)值記錄，每次測(cè)試時(shí)長(zhǎng)均為4小時(shí)。

本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面：

1、 本發(fā)明中熱改性竹材吸附性能顯著提高，經(jīng)過220℃熱處理4h后，熱改性竹材吸附性能相比未處理竹材提高35.70%，竹材利用價(jià)值大大提高。

2、 本發(fā)明建立了竹材熱改性前后表面色差值(ΔE^*)與明度值(L^*)以及熱改性溫度和熱改性竹材明度值(L^*)之間的函數(shù)關(guān)系，可以通過調(diào)整處理溫度來獲得不同表面顏色的熱處理竹材，裝飾效果豐富。

3、 本發(fā)明建立熱改性竹材表面明度值(L^*)和吸附性能之間的函數(shù)關(guān)系，可以通過檢測(cè)竹材表面色度學(xué)參數(shù)對(duì)其吸附性能進(jìn)行的預(yù)測(cè)；明度值(L^*)的測(cè)量屬于無損檢測(cè)，操作方便可應(yīng)用于工廠生產(chǎn)線，可行性高。

4、 本發(fā)明中竹材熱改性具有工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保安全等顯著優(yōu)點(diǎn)。熱改性竹材表面趨于褐棕色，裝飾效果明顯增強(qiáng)，具備良好煙氣吸附性能，附加值大大提高；可通過本發(fā)明中建立的函數(shù)關(guān)系，可以調(diào)控和預(yù)測(cè)熱改性竹材的性能，能夠降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明改性竹材表面色差值(ΔE^*)與熱改性條件的柱狀圖(a)；表面色差值(ΔE^*)與明度值(L^*)的曲線圖(b)；

圖2為本發(fā)明熱改性溫度和保溫時(shí)間與竹材表面明度值(L^*)的曲線圖；

圖3為本發(fā)明竹材吸附性能與熱改性條件的曲線圖；

圖4為本發(fā)明竹材吸附性能與熱改性竹材表面明度值(L^*)的曲線圖；

圖5為本發(fā)明熱改性前后竹材的電鏡掃描圖。

具體實(shí)施方式

盡管上述對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明所處理的材料既可以毛竹竹材，又可以選用其他品種竹材，本發(fā)明實(shí)施例中以毛竹為例詳細(xì)說明本發(fā)明考察熱處理?xiàng)l件對(duì)竹材表面顏色、吸附性能的影響，并建立熱改性溫度，改性竹材吸附效率，改性竹材色差(ΔE^*)與表面明度值(L^*)之間的函數(shù)關(guān)系。

實(shí)施例1制備120℃熱改性竹材

1、 去竹黃竹青處理

將新鮮毛竹竹青和竹黃部分去除，制成竹條板材，尺寸為：300mm×20mm×6mm(長(zhǎng)×寬×厚)。

2、 干燥處理

將新鮮竹材置于室溫(15-30℃)下放置7d，然后置于干燥箱中，于103℃下干燥6h以上，使得竹材的含水率降低到10%左右。(含水率≤15%均適用于本發(fā)明)

3、 熱改性處理

3-1)將干燥處理后的竹材置于熱處理試驗(yàn)箱(上海一恒科技有限公司，PXR-9)，加熱升溫，以20℃/min的升溫速率使溫度升高到120℃，保溫時(shí)間分別為1、2、3、4h，進(jìn)行熱改性；

其中：采用水蒸汽為保護(hù)氣體（熱處理試驗(yàn)箱內(nèi)水槽中添加足量的水，隨著箱內(nèi)溫度升高，水分揮發(fā)產(chǎn)生水蒸汽，起到保護(hù)保護(hù)氣體的作用。除了在試驗(yàn)箱內(nèi)放置水產(chǎn)生水蒸汽之外，也可以向箱內(nèi)通入水蒸汽、氮?dú)獾缺Ｗo(hù)氣體）。

3-2)保溫處理結(jié)束后，停止加熱，待竹材溫度降低至室溫(15-30℃)后取出；

3-3)將竹材置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱中，進(jìn)行調(diào)濕處理，調(diào)節(jié)竹材的含水率為10%，制得熱改性竹材。

實(shí)施例2制備140℃熱改性竹材

除了熱處理溫度為140℃之外，其余與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3制備160℃熱改性竹材

除了熱處理溫度為160℃之外，其余與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例4制備180℃熱改性竹材

除了熱處理溫度為180℃之外，其余與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例5制備200℃熱改性竹材

除了熱處理溫度為200℃之外，其余與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例6制備220℃熱改性竹材

除了熱處理溫度為220℃之外，其余與實(shí)施例1相同。

對(duì)照例1制備未處理竹材

1、 去竹黃竹青處理

將新鮮毛竹竹青和竹黃部分去除，制成竹條板材，尺寸為：300mm×20mm×6mm(長(zhǎng)×寬×厚)。

2、 干燥處理

將新鮮竹材置于室溫(15-30℃)下放置7d，然后置于干燥箱中，于103℃下干燥6h以上，使得竹材的含水量降低到10%左右。

制備的熱處理竹材(220℃，4h)以及對(duì)照例1原素材均采用電鏡進(jìn)行掃描，觀察竹材內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)變化，電鏡掃描圖如圖5。

從圖5知竹材具有較多孔隙結(jié)構(gòu)，因此竹材具有一定的吸附性能。但是，竹材細(xì)胞壁較為光滑，部分孔結(jié)構(gòu)處于封閉狀態(tài)(圖b)。經(jīng)過220℃高溫?zé)崽幚?h后，竹材內(nèi)封閉孔結(jié)構(gòu)被破壞，孔隙結(jié)構(gòu)更為發(fā)達(dá)(圖c)。此外，細(xì)胞壁出現(xiàn)明顯分層且部分位置附著分解產(chǎn)物(圖d)，增大竹材內(nèi)表面積，有利于增加與煙氣的接觸面積，從而增強(qiáng)其吸附性能。

試驗(yàn)例1 熱改性竹材表面色差試驗(yàn)

1、分別取實(shí)施例1-6、對(duì)照例1制備的熱改性竹材、原素材作為試件，尺寸為300mm×20mm×6mm(長(zhǎng)×寬×厚)；

2、根據(jù)顏色評(píng)估利用國(guó)際發(fā)光照明委員會(huì)( CIE) 規(guī)定的顏色測(cè)量方法，即CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)測(cè)定木材的三個(gè)基本指標(biāo)(L^*，a^*和b^*值)對(duì)熱處理木材的顏色進(jìn)行精確定量表征，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總體色差(ΔE^*)和視覺物理參數(shù)分析；試樣按照弦向面取10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，取平均值作為最終測(cè)量值。CIE(L^*a^*b^*)標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)表征系統(tǒng)的三個(gè)主要基本指標(biāo)L^*、a^*、b^*，其中：L^*：明度，完全白的物體視為100，完全黑的物體視為0；a^*：紅綠軸色度指數(shù)，正值越大表示顏色越偏向紅色，負(fù)值越大表示顏色越偏向綠色；b^*：黃藍(lán)軸色度指數(shù)，正值越大表示顏色越偏向黃色，負(fù)值越大表示越偏向藍(lán)色。

由這三個(gè)基本指標(biāo)的變化按照公式(1)、(3)，推導(dǎo)得出色差ΔE*和飽和度C*。

ΔE^*=（ΔL^*2+Δa^*2+ Δb^*2)^1/2(1)

C^*=（a^*2+ b^*2)^1/2(3)

式中：a^*—紅綠軸色品指數(shù)值；

b^*—黃藍(lán)軸色品指數(shù)值；

ΔL^*—明度變化值；

Δa^*—紅綠軸色品指數(shù)變化值；

Δb^*—黃藍(lán)軸色品指數(shù)變化值。

采用TC-PIIG型全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)(北京光學(xué)儀器廠)測(cè)定熱改性竹材顏色和視覺物理參數(shù)，測(cè)定結(jié)果的平均值如表1所示。

表1熱改性竹材表面色度學(xué)參數(shù)及色差

Tab. 1Colorimetric parameters and color difference of thermal treated Bamboo

由表1可以得知：

1、本發(fā)明實(shí)施例1-6制備熱改性竹材表面顏色隨熱處理溫度和時(shí)間增加而加深，表面裝飾性增強(qiáng)，熱處理溫度和時(shí)間不同可制得不同表面顏色的改性竹材。

2、本發(fā)明實(shí)施例1-6中熱處理溫度對(duì)改性竹材表面顏色的影響更為明顯，熱處理溫度為220℃，處理時(shí)間為4h的竹材色差值比220℃處理1h的竹材色差值增大13.394，而熱處理時(shí)間均為4h時(shí)，220℃處理竹材色差值相比180℃增加37.79。

3、本發(fā)明實(shí)施例1-6制備的熱改性竹材表面相比對(duì)照素材明度值L^*下降最為明顯，其中熱處理溫度對(duì)明度值下降影響較大。

4、本發(fā)明熱處理竹材表面紅綠軸色品指數(shù)值a^*、黃藍(lán)軸色度指數(shù)值b^*變化相對(duì)不明顯。a^*值隨處理溫度的升高而先增后減，在熱處理溫度為200℃時(shí)，竹材表面的a^*值達(dá)到最大，竹材顏色趨于紅色系的暖色調(diào)，裝飾性增加。

試驗(yàn)例2 熱改性竹材吸附性能試驗(yàn)

1、分別取實(shí)施例3-6中處理時(shí)間為4h的熱改性竹材和對(duì)照例1原素材作為試件，尺寸為300mm×20mm×6mm(長(zhǎng)×寬×厚)，測(cè)試試樣總面積為0.01584m2；

2、采用漢王霾表M1(北京漢王藍(lán)天科技有限公司)，依據(jù)激光散射粒子加速測(cè)試法對(duì)空間的PM2.5污染物進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控，測(cè)試熱改性竹材的吸附性能。將待測(cè)熱改性竹材試樣及漢王霾表王M1置于定制的密閉亞克力箱內(nèi)(50cm×50cm×50cm)，利用香煙煙氣作為測(cè)試氣體，保證每次測(cè)試前箱內(nèi)測(cè)試儀的數(shù)值均為999.99ug/m3。實(shí)驗(yàn)開始后，每隔30 min進(jìn)行一次數(shù)值記錄，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)均為4小時(shí)。吸附效率為熱處理竹材對(duì)空間PM2.5的每小時(shí)吸附量(單位為ug/h)，吸附效率(AE)按照公式(3)計(jì)算。

AE= (A₁-A₂)/t (3)

式中：

A₁—測(cè)試前密閉亞克力箱內(nèi)PM2.5指數(shù)值(ug/m3)；

A₂—測(cè)試后密閉亞克力箱內(nèi)PM2.5指數(shù)值(ug/m3)；

t—測(cè)試時(shí)間(h)。

測(cè)定結(jié)果如表2所示。

表2 熱改性竹材(4h)對(duì)煙氣的吸附能力

Tab. 2 Heat treatment adsorption capacity of bamboo (4h)

由表2可以得知：

1、本發(fā)明實(shí)施例3-6制備熱改性竹材相比對(duì)照例1原素材吸附性能明顯提高，且隨著熱處理溫度的升高竹材吸附性能增強(qiáng)。實(shí)施例6(220℃，4h)熱處理竹材，箱內(nèi)PM2.5指數(shù)減少了610.43μg/m3，吸附效率與對(duì)照例1原素材相比提高35.70%。

2、本發(fā)明實(shí)施例3-6制備熱改性竹材與對(duì)照例1原素材相比，熱處理溫度為160℃和180℃時(shí)竹材的吸附效率提高10.55%、13.84%，說明較低溫度下熱處理能有效提高竹材吸附性能。

3、本發(fā)明制備的熱改性竹材，實(shí)施例5(200℃，4h)相比實(shí)施例4(180℃，4h)吸附效率提高最為明顯，達(dá)到19.60ug/h。說明當(dāng)熱處理溫度高于200℃時(shí)，熱處理不僅改善竹材表面顏色，同時(shí)明顯提高了吸附煙氣的能力，對(duì)開發(fā)竹材的性能應(yīng)用具有較高的價(jià)值。

試驗(yàn)例3 熱改性竹材表面色差(ΔE^*)與明度值(L^*)的相關(guān)性

由于本發(fā)明制得的熱改性竹材表面色度學(xué)參數(shù)明度值下降最為明顯，建立熱改性后竹材表面明度值(L^*)與熱處理竹材表面色差值(ΔE^*)的相關(guān)關(guān)系可以免去熱處理前竹材表面顏色的檢測(cè)流程，提高生產(chǎn)效率。

由圖2(a)可以得知：

1、本發(fā)明制備的熱處理竹材，熱處理前后竹材表面色差值(ΔE^*)與熱處理后明度值(L^*)之間存在顯著的線性相關(guān)性，相關(guān)關(guān)系函數(shù)為ΔE^*=-1.01 L^*+82.25(R²=0.99)。

2、本發(fā)明制備的熱改性竹材，表面明度值L^*為主要變化色度學(xué)參數(shù)，可以通過熱改性后表面明度值L^*的大小來表征竹材熱處理前后顏色的變化，進(jìn)而判斷熱改性的程度。

試驗(yàn)例4 熱改性竹材表面明度值(L^*)與熱處理溫度的相關(guān)性

由于本發(fā)明制得的熱處理竹材表面明度值為主要變化色度學(xué)參數(shù)，建立改性竹材表面明度值(L^*)與熱處理溫度之間的函數(shù)關(guān)系，有利于預(yù)測(cè)和調(diào)控?zé)崽幚韺?duì)竹材性能的影響程度。

由圖3可以得知：

1、本發(fā)明制備的熱處理竹材，表面明度值(L^*)與熱處理溫度(120℃<T<220℃)之間存在二次函數(shù)關(guān)系，L^*_(h=1)=-0.56286+1.27839T-0.00512T²(R²=0.99); L^*_(h=2)=-40.01429+1.78298T-0.00679T²(R²=0.99);L^*_(h=3)=70.81257+0.50061T-0.00333 T ²(R²=0.99); L^*_(h=4) =30.55629+0.96817T-0.00467 T ² (R²=0.97)。

2、在相同熱處理保溫時(shí)間條件下，熱處理竹材的明度值(L^*)隨著熱處理溫度的升高而降低，且溫度越高，L^*值下降幅度越大。

3、本發(fā)明制備的熱改性竹材，在相同保溫時(shí)間下，熱處理溫度120℃增加到160℃，竹材表面L^*值降低約12.88%，當(dāng)處理溫度由160℃增加到220℃時(shí)，L^*值降幅達(dá)到59.25%。即低溫時(shí)竹材顏色趨于暗色、深色。當(dāng)處理溫度達(dá)到160℃以上，與對(duì)照組相比，熱處理竹材呈現(xiàn)出明顯的裝飾性咖啡色，溫度越高，竹材顏色變化越大。

試驗(yàn)例5 熱處理竹材表面明度值(L*)與吸附性能的相關(guān)性

由于竹材表面明度值與熱處理溫度存在相關(guān)關(guān)系，且竹材吸附能力隨熱處理溫度高而增強(qiáng)。建立竹材表面明度(L^*)與其吸附性能之間的函數(shù)關(guān)系，便可以通過直接測(cè)定改性竹材表面明度值對(duì)熱改性竹材的吸附性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。

由圖4可以得知：

1、本發(fā)明制備的熱改性竹材(熱處理溫度為160-220℃，保溫時(shí)間為4h)，表面明度值(L^*)與熱處理竹材PM2.5吸附效率呈線性關(guān)系。關(guān)系函數(shù)為AE=﹣0.76081 L^*﹢167.09545(R²=0.99)。

2、本發(fā)明制備的熱改性竹材，表面明度L*越低，竹材的顏色越深，越趨向于棕色、褐色，竹材的吸附能力越強(qiáng)。

3、本發(fā)明制備的熱改性竹材，可以通過測(cè)定熱處理后竹材的明度值L^*對(duì)竹材的吸附能力進(jìn)行預(yù)測(cè)，簡(jiǎn)化吸附能力的測(cè)試實(shí)驗(yàn)需求，對(duì)熱處理竹材加工生產(chǎn)過程中生產(chǎn)工藝條件的選擇具有指導(dǎo)意義。

綜上，本發(fā)明制得的熱改性竹材具有優(yōu)異的表面裝飾性和吸附性能，根據(jù)本發(fā)明建立熱處理?xiàng)l件與熱處理后改性竹材表面明度值(L^*)的函數(shù)關(guān)系可以調(diào)控?zé)岣男灾癫谋砻骖伾ㄟ^調(diào)節(jié)熱處理工藝條件獲得不同顏色外觀和吸附能力的熱處理竹材，滿足不同使用需要，豐富竹材制品種類；根據(jù)本發(fā)明建立的熱改性竹材表面明度值(L^*)和吸附性能之間的函數(shù)關(guān)系可以預(yù)測(cè)熱改性竹材的吸附性能，屬于無損檢測(cè)手段，可應(yīng)用于生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)，操作簡(jiǎn)便，可行性能強(qiáng)。本發(fā)明制得的熱改性竹材以及建立的函數(shù)關(guān)系對(duì)于竹材利用加工和竹質(zhì)材料多樣化具有重要價(jià)值。