本发明属于木材加工处理技术领域，涉及一种基于脉冲式增减气压缩短杨木改性周期的方法。
背景技术：
我国是典型的少林国家，全国森林覆盖率为20.36％。近年每年进口木材一亿立方米以上(每年消耗量为二十五亿立方米左右)。随着国家天然林保护工程的实施，人工林资源成为关注的目标。目前全国人工林保护面积为6200万hm3，居世界第一，其木材在建筑、家具等领域具有广泛的应用前景。
杨树人工林有产量高，生长快，采伐期短等优点，但其木材密度低、材质松软、颜色浅、含水率高且分布不均，易产生干缩变形和单板旋切起毛等加工缺陷且力学强度差，表面硬度低、耐磨性低，限制了其使用，与天然林木材相比较，其材性和装饰性相差甚远。因此对杨木进行化学改性极为必要。
现有技术当中，对杨木进行小规模改性的主要采用真空工艺，但这种工艺方法存在的缺点为处理量很小、对设备要求度高，同时由于单一的减压维持和加压维持，使得木材内部结构变换单一，造成浸泡时间长，效果不佳。又如公开号为“103203786A”，专利名称为“一种杨木改性工艺”，其介绍了一种大规模处理杨木的工艺，但其明显缺点为处理时间非常长。
因此，有必要提供改进的技术方案，以克服现有技术中存在的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种杨木改性的工艺方法，具有工艺简单，处理量大，处理时间短的优点。
为了达到上述目的，本发明提供了一种基于脉冲式增减气压缩短杨木改性周期的方法，包括以下步骤：
第一步，预处理：对杨木进行剥皮、分割预处理，得到分割后的多个杨木原块材；
第二步，PH测定与分类：对每个杨木原块材进行PH值测定，并将PH值大于7的杨木原块材归为碱性杨木原块材，将PH值小于7的杨木原块材归为酸性杨木原块材；
第三步，收集：收集碱性杨木原块材组成碱性杨木群，收集酸性杨木原块材组成酸性杨木群；
第四步，处理池建立：包括建立碱性处理池和酸性处理池，所述碱性处理池为将盐酸溶液均匀加入42～48℃的温水中而成，所述酸性处理池为将氢氧化钠溶液均匀加入42～48℃的温水中而成；
第五步，木材下池：按照碱性杨木群对应碱性处理池和酸性杨木群对应酸性处理池的对应方式，将其整理排列后下池进行浸泡处理；
第六步，构建气密池：包括分别对碱性处理池和酸性处理池进行密封组件安装，形成碱性气密池和酸性气密池，所述密封组件包括支架和覆盖在支架上方的蒙布，所述支架以整体覆盖的方式架设于处理池上方，所述蒙布边缘与处理池外缘密封压紧处理；
第七步，变压浸泡处理：对碱性气密池和酸性气密池内部进行气压增减，使其内部气压在正压和负压之间交替变换，处理时长为24小时，变换频率为10～30分钟一次，其中最高压的取值范围在0.2～0.5MPa，最低压的取值范围在0.01～0.05MPa；
第八步，清洗木材：通过逐步通入清水、排出药液的方式，清洗碱性杨木群和酸性杨木群；水体替换速率为百分之十体积每小时；
第九步，集合混成：将清洗后的碱性杨木群和酸性杨木群捞出并混合形成总杨木群；
第十步，干燥处理和软化处理：对总杨木群进行干燥处理，同时在干燥处理过程中进行软化处理；
第十一步，调节含水率：将完成干燥处理后的总杨木群进行含水率调节，使其含水率控制在6％～8％。
通常的杨木木材酸碱性不定，并且同一颗木材中的不同位置酸或碱性程度也不一致，因此基于专池处理专木的设计概念，碱性处理池和酸性处理池分别处理呈碱性的杨木木材和呈酸性的杨木木材，利用分类集成的方法分别处理，有助于提高工作效率与产品质量。
由于大规模处理木材所要求的气密程度不高，因此选择构建简易快捷的气密环境。此设计方法不仅可以降低成本，同时还可保证设备装卸灵活，实现灵活生产。
正负压环境的交替变换，可以有效促进木材的浸泡与酸碱中和。通常木材内部纤维结构复杂交错，利用快速的气压变换扰动木材内部空间，使木材内部结构呈现动态变形模式，即每次间隔的两次正压或负压所造成的木材内部结构变形均不同。
使用清水逐步替换池内药液的方式对木材进行清理，优点在于，水体始终处在流动状态，可以有效的消除残留药液。
一种优选地方案，其中所述碱性杨木原块材包括一类碱性杨木原块材和二类碱性杨木原块材，所述一类碱性杨木原块材的PH值大于7而小于等于8，所述二类碱性杨木原块材的PH值大于8；其中所述酸性杨木原块材包括一类酸性杨木原块材和二类酸性杨木原块材，所述一类酸性杨木原块材的PH值小于7而大于等于6，所述二类酸性杨木原块材的PH值小于6。更为优选地，第三步，收集：收集一类碱性杨木原块材组成一类碱性杨木群，收集二类碱性杨木原块材组成一类碱性杨木群，收集一类酸性杨木原块材组成一类酸性杨木群，收集二类酸性杨木原块材组成一类酸性杨木群；第四步，处理池建立：分别建立一类碱性处理池、二类碱性处理池、一类酸性处理池和二类酸性处理池，其中所述一类碱性处理池和二类碱性处理池为将不同剂量的盐酸溶液均匀加入42～48℃的温水中而成，所述一类酸性处理池和二类酸性处理池为将不同剂量的氢氧化钠溶液均匀加入42～48℃的温水中而成；第五步，木材下池：按照一类碱性杨木群对应一类碱性处理池、二类碱性杨木群对应二类碱性处理池、一类酸性杨木群对应一类酸性处理池和二类酸性杨木群对应二类酸性处理池的对应方式，将其整理排列后下池进行浸泡处理。对木材进行更进一步的细分，可以使得处理精确度更高，更能提高处理后木材的品质。
一种优选地方案，第七步，变压浸泡处理中，正压与负压的持续时间相同。
一种优选地方案，第七步，变压浸泡处理：最高压与最低压分别为0.2MPa和0.05MPa。如此设计，可以减少对设备的要求度，同时所得木材质品同样较好。
一种优选地方案，第八步，清洗木材中，所述清水温度为5～25℃。如此设计可以直接采用常温的自来水作为清水使用，降低生产投入成本。
一种优选地方案，第十步，干燥处理和软化处理：具体为，木材放入窑内，增加窑内温度至20℃，保持一天，而后每天增加10℃，当到达80℃时，温度不再变化，共干燥15天；其中当温度到达40℃时，打开窑顶部的排潮气孔进行排潮，待排潮完毕，关闭排潮气孔；当温度到达50℃时，通过排潮气孔将木材软化剂喷入窑内，使木材软化剂弥散在窑中，木材软化剂的添加量为每立方米木材添加0.5公斤木材软化剂；干燥完毕后待木材完全冷却移出窑内。如此设计得到的木材品质较高。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
木材处理量大，对设备要求度低，生产效率高，产品品质好。
附图说明
图1为本发明中气密池的结构示意图。
其中：1、气密池；2、药液；3、杨木群；4、支架；5、蒙布；6、压紧密封点；7、泵。
具体实施方式
实施例1
参照图1，本实施例介绍了一种基于脉冲式增减气压缩短杨木改性周期的方法，包括以下步骤：
第一步，预处理：对100立方米的杨木依次进行剥皮、分割预处理，得到分割后的多个杨木原块材；
第二步，PH测定与分类：对每个杨木原块材进行PH值测定，获得碱性杨木原块材体积为42.5立方米，平均PH值分别为7.8；获得酸性杨木原块材体积为57.5，平均PH值分别为6.1。
第三步，收集：收集碱性杨木原块材组成碱性杨木群，收集酸性杨木原块材组成酸性杨木群；
第四步，处理池建立：包括建立碱性处理池和酸性处理池，碱性处理池具体为向蓄水量62吨、温度为45℃的清水中投入14公斤、质量分数为25％的盐酸溶液而成；酸性处理池为向蓄水量为62吨、温度为45℃的清水中投入相当于3.5公斤氢氧化钠固体的氢氧化钠溶液而成；
第五步，木材下池：将不同种类的杨木群3经过排列整理之后，对应下入碱性处理池和酸性处理池的药液2当中；
第六步，构建气密池1：包括碱性气密池和酸性气密池，均为在处理池上方搭设支架4，支架4上覆盖蒙布5，蒙布5的边缘与处理池外缘于压紧密封点6出进行压紧密封，一泵7通过管道与气密池1内部空间连通。
第七步，变压浸泡处理：对碱性气密池和酸性气密池内部进行气压增减，使其内部气压在正压和负压之间交替变换，处理时长为24小时，变换频率为20分钟一次，其中最高压与最低压分别为0.5MPa和0.01MPa；
第八步，清洗木材：通过逐步通入清水、排出药液2的方式，清洗碱性杨木群和酸性杨木群；水体替换速率为百分之十体积每小时；清水温度为15.5℃。
第九步，集合混成：将清洗后的碱性杨木群和酸性杨木群捞出并混合形成总杨木群；
第十步，干燥处理和软化处理：将总杨木群放入窑内，增加窑内温度至20℃，保持一天，而后每天增加10℃，当到达80℃时，温度不再变化，共干燥15天；其中当温度到达40℃时，打开窑顶部的排潮气孔进行排潮，待排潮完毕，关闭排潮气孔；当温度到达50℃时，通过排潮气孔将木材软化剂喷入窑内，使木材软化剂弥散在窑中，木材软化剂的添加量为50公斤木材软化剂；干燥完毕后待木材完全冷却移出窑内；
第十一步，调节含水率：将完成干燥处理后的总杨木群进行含水率调节，使其含水率控制在7％。
实施例2
本实施例的基于脉冲式增减气压缩短杨木改性周期的方法，包括以下步骤：
第一步，预处理：对80立方米的杨木依次进行剥皮、分割预处理，得到分割后的多个杨木原块材；
第二步，PH测定与分类：对每个杨木原块材进行PH值测定，获得一类碱性杨木原块材体积为21立方米，平均PH值分别为7.4二类碱性杨木原块材体积为18立方米，平均PH值分别为9.2；获得一类酸性杨木原块材体积为22立方米，平均PH值分别为6.1，二类酸性杨木原块材体积为19立方米，平均PH值分别为5.5。
第三步，收集：收集一类碱性杨木原块材组成一类碱性杨木群，收集二类碱性杨木原块材组成一类碱性杨木群，收集一类酸性杨木原块材组成一类酸性杨木群，收集二类酸性杨木原块材组成一类酸性杨木群；
第四步，处理池建立：包括建立一类碱性处理池、二类碱性处理池、一类酸性处理池和二类酸性处理池。一类碱性处理池具体为向蓄水量62吨、温度为48℃的清水中投入6.5公斤、质量分数为25％的盐酸溶液而成；二类碱性处理池具体为向蓄水量62吨、温度为48℃的清水中投入12公斤、质量分数为25％的盐酸溶液而成；一类酸性处理池为向蓄水量为62吨、温度为48℃的清水中投入相当于1.7公斤氢氧化钠固体的氢氧化钠溶液而成；二类酸性处理池为向蓄水量为62吨、温度为48℃的清水中投入相当于4公斤氢氧化钠固体的氢氧化钠溶液而成；
第五步，木材下池：将不同种类的杨木群3经过排列整理之后，对应下入各处理池药液2当中；
第六步，构建气密池1：在处理池上方搭设支架4，支架4上覆盖蒙布5，蒙布5的边缘与处理池外缘于压紧密封点6出进行压紧密封，一泵7通过管道与气密池1内部空间连通。
第七步，变压浸泡处理：对各气密池1内部进行气压增减，使其内部气压在正压和负压之间交替变换，处理时长为24小时，变换频率为20分钟一次，其中最高压与最低压分别为0.2MPa和0.05MPa；
第八步，清洗木材：通过逐步通入清水、排出药液2的方式，清洗杨木群3；水体替换速率为百分之十体积每小时；清水温度为25℃。
第九步，集合混成：将清洗后各杨木群3捞出并混合形成总杨木群；
第十步，干燥处理和软化处理：将总杨木群放入窑内，增加窑内温度至20℃，保持一天，而后每天增加10℃，当到达80℃时，温度不再变化，共干燥15天；其中当温度到达40℃时，打开窑顶部的排潮气孔进行排潮，待排潮完毕，关闭排潮气孔；当温度到达50℃时，通过排潮气孔将木材软化剂喷入窑内，使木材软化剂弥散在窑中，木材软化剂的添加量为40公斤木材软化剂；干燥完毕后待木材完全冷却移出窑内；
第十一步，调节含水率：将完成干燥处理后的总杨木群进行含水率调节，使其含水率控制在8％。
实施例3
本实施例的基于脉冲式增减气压缩短杨木改性周期的方法，包括以下步骤：
第一步，预处理：对80立方米的杨木依次进行剥皮、分割预处理，得到分割后的多个杨木原块材；
第二步，PH测定与分类：对每个杨木原块材进行PH值测定，获得一类碱性杨木原块材体积为18.5立方米，平均PH值分别为7.3二类碱性杨木原块材体积为17.5立方米，平均PH值分别为9.5；获得一类酸性杨木原块材体积为20立方米，平均PH值分别为6.5，二类酸性杨木原块材体积为24立方米，平均PH值分别为5.2。
第三步，收集：收集一类碱性杨木原块材组成一类碱性杨木群，收集二类碱性杨木原块材组成一类碱性杨木群，收集一类酸性杨木原块材组成一类酸性杨木群，收集二类酸性杨木原块材组成一类酸性杨木群；
第四步，处理池建立：包括建立一类碱性处理池、二类碱性处理池、一类酸性处理池和二类酸性处理池。一类碱性处理池具体为向蓄水量62吨、温度为42℃的清水中投入4.8公斤、质量分数为25％的盐酸溶液而成；二类碱性处理池具体为向蓄水量62吨、温度为42℃的清水中投入9.9公斤、质量分数为25％的盐酸溶液而成；一类酸性处理池为向蓄水量为62吨、温度为42℃的清水中投入相当于1.5公斤氢氧化钠固体的氢氧化钠溶液而成；二类酸性处理池为向蓄水量为62吨、温度为42℃的清水中投入相当于5.5公斤氢氧化钠固体的氢氧化钠溶液而成；
第五步，木材下池：将不同种类的杨木群3经过排列整理之后，对应下入各处理池药液2当中；
第六步，构建气密池1：在处理池上方搭设支架4，支架4上覆盖蒙布5，蒙布5的边缘与处理池外缘于压紧密封点6出进行压紧密封，一泵7通过管道与气密池1内部空间连通。
第七步，变压浸泡处理：对各气密池1内部进行气压增减，使其内部气压在正压和负压之间交替变换，处理时长为24小时，变换频率为30分钟一次，其中最高压与最低压分别为0.3MPa和0.03MPa；
第八步，清洗木材：通过逐步通入清水、排出药液2的方式，清洗杨木群3；水体替换速率为百分之十体积每小时；清水温度为5℃。
第九步，集合混成：将清洗后各杨木群3捞出并混合形成总杨木群；
第十步，干燥处理和软化处理：将总杨木群放入窑内，增加窑内温度至20℃，保持一天，而后每天增加10℃，当到达80℃时，温度不再变化，共干燥15天；其中当温度到达40℃时，打开窑顶部的排潮气孔进行排潮，待排潮完毕，关闭排潮气孔；当温度到达50℃时，通过排潮气孔将木材软化剂喷入窑内，使木材软化剂弥散在窑中，木材软化剂的添加量为40公斤木材软化剂；干燥完毕后待木材完全冷却移出窑内；
第十一步，调节含水率：将完成干燥处理后的总杨木群进行含水率调节，使其含水率控制在6％。