我国落叶松资源丰富,蓄积量大,具有其它树种所不具备的诸多优点,但落叶松也有很多缺点,如木材内含有丰富的树脂,极大地影响了落叶松的使用范围,也给其加工利用带来很多不利。由于树脂的存在,在木制品的深加工领域,落叶松材仍无一席之地。到目前为止,虽然人们对松木脱脂进行了一定程度的研究,也提出了多种工艺方法和专利技术等,虽然松木脱脂已有了多种工艺方法,但从脱脂效果及效率来看,都存在一定的局限性。当前函待解决的问题是,如何利用较少的能源,并且不损伤木材本身所具有的优势,以高效快速的方法对落叶松进行脱脂,实现落叶松的高效利用。本研究综合吸收和借鉴国内外相关技术,探索非化学处理、无环境污染、高效率的木材脱脂干燥方法。采用高温高压蒸汽-真空脱脂相结合的方法,结合前人探索的经验,对东北落叶松板材进行脱脂干燥方法的研究,探讨了落叶松板材的脱脂机理,并分析测试了落叶松板材的脱脂率及脱脂后各项性能,为落叶松的脱脂干燥的理论与实践提供了相应的科学依据。主要研究内容如下:(1)设计并定制了一套多功能高温高压蒸汽处理装置,该装置以高温高压饱和蒸汽或过热蒸汽为干燥介质对木材进行高温处理,干燥过程中主要通过控制蒸汽介质的温度和饱和度等参数来保证处理效果,干燥速度快,干燥质量好。该装置能够自主设置处理木材的时间、温度、真空度及保持真空时间。可适用于木材的高温高压蒸汽热处理以及松木的脱脂干燥。(2)首次对不同厚度规格、不同初含水率的落叶松板材进行高温高压蒸汽-真空脱脂干燥处理,通过不同的处理温度、时间及真空时间,分别对落叶松进行脱脂干燥,然后测定脱脂干燥处理后的落叶松板材的树脂含量及脱脂率。研究表明:随试件初含水率的增加、处理温度的升高和处理时间的延长,以及厚度的减小,板材的脱脂率明显增加。由于板材中松香含量的变化较小,且松香的存在不影响落叶松的后期利用,而且,松节油在板材径向的脱除率远远大于弦向,因此,本研究将松节油在板材的径向移动作为研究重点。(3)通过试验,对高温高压蒸汽-真空脱脂干燥处理后的板材进行各项性能检验:①分析测试了处理后板材的物理力学性能(横纹抗压强度、顺纹抗压强度、抗弯强度、顺纹抗剪强度、顺纹抗拉强度、吸湿解吸特性);②测试了处理后板材的色度学参数,分别计算出明度L*、饱和度C*、色调角Ag*及处理材与对照材的色差△E*;③测试了处理后板材的涂饰性能(漆膜光泽度、漆膜附着力)。(4)探讨了落叶松板材高温高压蒸汽-真空脱脂干燥机理。①高温高压蒸汽处理比常规热处理更容易使木材内部迅速升温,树脂道内的水分迅速蒸发,树脂道内的树脂随水分移动到木材的表面,有利于树脂的排出;②木材经高温高压蒸汽处理,从板材的超微构造(SEM)可观察到细胞壁和纹孔有了一定程度的裂隙和结构松弛,从而使得处理后木材的渗透性得以提高;③木材经高温高压处理,纤维素、半纤维素和木质素分子结构和含量发生了变化,半纤维素的降解,使羧基的含量减少,从而木材的水亲和力变小,导致了处理后板材的润湿性略有降低;④处理后板材的傅里叶红外光谱(FTIR)的峰值的变化也进一步说明,处理后木材内的半纤维素和纤维素受热分解,羟基的含量减少,淀粉、糖类等营养物质产生挥发,木材内部重新形成新的化学键结合,从而使处理后板材的脱脂效率、颜色、抗弯强度、涂饰性能等方面,都要优于以往常规热处理后的板材。