木材由于其独特的自然特性，包括可用性、易加工性和耐化学性，在人类生活的各个领域得到了广泛的应用。
然而，木材作为一种结构材料，也是复合材料的填料之一，并非没有缺点。木材的缺陷主要包括因水分的存在体积会明显变形、受到压力收缩膨胀、显著的各向异性和吸水性。
而木材的物理性质——吸湿性和润湿性对上述木材的缺点是有重大影响的。业内人士曾用过各种化学改性方法来消除木材现有的缺点，但是却存在着负面影响：经过化学改性处理的木材强度降低，附着力不好，且毒性增加。
这一问题引起了研究人员极大的兴趣，在过去二十年中，他们以经过木材结构热改性的木质原材料为基础，在采用物理化学方法的时候会让这些材料在不同阶段产生大量反应，但不会损失主要成分（包括纤维素和木质素）。
对木材进行热处理的温度保持在160℃−250℃的范围内，不接触空气氧气，否则会导致木材的物理性质和化学成分发生变化。在热处理的过程中，木材的分子结构水平会发生不可逆的变化，这是木材内半纤维素分解、纤维素和木质素聚合水平降低的结果。
对木材进行加热及热改性处理
在木材和热改性技术设备领域发展最活跃的地区是在芬兰、德国、加拿大和法国等木材加工业较为领先的国家中，其中，热改性方法的显著特点是：在使用各种介质创造无氧条件时，使用水蒸气、氮气、烟气、真空或各种液体。
在生产胶合板、曲木家具、压制木材，以及对木材进行变色处理的过程中，除了要让木材达到目标物理机械性能外，还需要使用饱和水蒸汽。与此同时，所有研究人员都追求相同的目标：通过热改性改变木材的化学成分，以降低木材对水分的敏感性，从而提高材料的生物稳定性和尺寸稳定性。
研究人员认为，在复合材料生产过程中对木材进行热处理的一个重要方面在于随着加工温度的升高，膨胀压力会降低。与此同时，收缩和膨胀系数的降低与热改性温度的升高成比例。
Safin等人在研究工作中介绍了热改性木材（TMW）的热特性研究结果。已经确定，随着加工温度的升高，材料的导热系数和热扩散率数值显著降低。研究者表示木材密度的降低和木材化学成分的变化可以解释这一现象。
对木材进行热改性处理有助于改变木材的细胞结构，而纤维素的结构可以保持不变。在热处理的过程中，木材里的戊糖会分解，水分含量降低，从而可提高木材的耐腐性。
此外，通过研究工作揭示了木材在潮湿土壤中暴露一年后，热改性工艺参数对其物理特性的影响。研究发现，天然木材的强度指标比热改性木材的强度指标下降得更为剧烈，当热改性木材在土壤中老化一年后，其强度会超过天然木材，尽管它最初的相关指标是不如天然木材的。
热改性木材（TMW）生物稳定性的提高不仅可以用木材中发生的化学变化来解释，同时也受到物理因素的影响：与天然木材相比，潮湿的热改性木材（TMW）的吸水率降低，同时干燥速率增加，这样经过热处理的木材在潮湿环境的停留时间可以被缩短（30−70%），非常有利于破坏木材的真菌。
我们先前进行了实验，研究将热改性木材（TMW）制成厚板的过程中，其表面粗糙度会随着加工温度的改变而产生哪些变化，并记录了实验中磨削设备（铣床）在纵切及横切时对应的能量功率参数。之后得出结论，热改性木材（TMW）的强度性能会随着温度的升高而降低。
而在热改性木材（TMW）变成成型板材的过程中，表面质量显著提高，其粗糙度降低两倍以上。Shaikhutdinova等人通过木材弹性值降低来解释这一现象，这反过来表明，在生产复合材料时打磨切削热改性木材（TMW），其打磨切削细度会增加。而且使用磨削设备（铣床）在打磨、铣削经过加热处理的木材时，其加工功率比铣削不经过热处理的木材低50%。
在把热处理木材制成产品的过程中，涂料或清漆对木材表面的附着力及木材表面对漆膜的附着力都是非常重要的因素。而这很大程度上取决于胶水湿润材料表面的能力，这种能力又由润湿接触角的值来决定。
实验证明，在热改性过程中，木材的温度升高，会让涂料或清漆涂层的接触角θ从59度（加热温度为60℃）增加到75度（加热温度提高至225℃），从而提高木材的拒水性，而这也意味着涂料或清漆涂层的附着力是下降的。
实际上对木材进行加热处理也是有负面影响的，如木材的强度、硬度等性能降低。这是由于木材内半纤维素分解和纤维素解聚所致。在木材热处理的前后对涂料或清漆涂层的接触角进行测量的结果表明，木材的疏水性显著增加。无论在何种情况下，经过热处理的木材的水滴润湿角都比未经过热处理的木材的水滴润湿角高。（注：接触角口越小，液滴在固体平面上扩展摊开的面积越大，液体润湿固体的程度越高。 高接触水滴角表示表面显示疏水性，表面有机污染较重或表面附着力较差。）
失活的木材表面与胶粘剂的结合较弱是由于材料表面的物理和化学改性，这导致胶粘剂渗透深度和被吸收到木材中的能力降低。
此外，所有被切碎的木纤维基本无法与胶粘剂接触。
本研究使用了PosiTest®AT粘附力测试仪。先通过常用的方法对热改性木材（TMW）进行了剥皮，再对其使用了胶粘剂，然后测试了胶水的粘着强度。研究结果表明，在高达180℃的温度下，热改性木材（TMW）样品表面被覆盖的涂层粘附强度大于5 MPa（兆帕，压强单位）；随着热处理温度升高到200℃，这些木材样品表面胶水涂层的粘合强度降低到0.8 MPa。
综上所述，一方面，木材热处理技术优化了木材的特性，其中最重要的是延长了材料的使用寿命、增加了材料几何尺寸的稳定性、丰富了木材的颜色、提高了材料的生物稳定性，从而扩大了木制品的应用领域。
但另一方面，已有研究表明对木材进行热处理会显著降低胶合成分以及涂层与热改性木材（TMW）之间的附着力，这使得高强度胶合结构的创建变得复杂化。
因此，Khasanshina等人进行了研究工作，致力于通过紫外线处理技术增加未改性木材表面的润湿性，如果使用传统方法是无法对材料进行改性的。
紫外线改良木材性能的可能性研究
紫外线（UV）辐射可加速材料表面氧化过程，添加功能性（羧基）基团，并有助于增加木材的润湿性和表面自由能。
而且Khasanshina等人已经根据研究发现通过紫外线辐射作用对材料表层进行改性有助于提高木材的润湿性。
随着紫外线辐射处理设备功率和处理时间的增加，研究者观察到接触角在增大。
研究还发现，进行紫外线辐射处理的设备功率也受到木材密度的影响：经过1.5小时紫外线处理后的松树样品，其径向表面润湿性达到最大值；而对于山毛榉样品，需要大幅度提高设备功率且至少处理2.5 小时，才能达到其最大润湿性。
两种木材的切线面显示出相似的结果。此外，研究还得出结论：紫外线辐射松树样品可使得材料表面清洁、开孔，让木材的表面结构发生变化，以及在一定程度上改变了木材表面的化学成分。
而且我们在研究过程中还发现了其他亮点：木材的提取物含量能够在热处理及光照过程中，对颜色变化起着重要作用。与未经热处理的木材样品相比，在200℃下对木材进行热处理可减少其红色成分因光降解产生的变化。
光降解过程中木材内黄色成分的变化实际上不受热处理的影响，这表明热处理不会减少木质素的光分解。
因此，我们进行了评估工作，在木块家具板材的生产过程中，通过使用紫外线辐射热改性松木，了解其增加木材表面粗糙度、增强热改性木材（TMW）的润湿性，以及提高胶粘剂粘合强度等改良木材特性的可能性。
我们选用的是欧洲俄罗斯地区常见的樟子松样品，因为松树是俄罗斯工业领域使用最广泛的软木针叶材树种之一。
由于这些樟子松样品密度、孔隙度等生物因素明显不均匀，可能会影响研究过程。为了获得最均匀的原始木材，还需要仔细选择样品。
挑选完没有任何缺陷及损坏痕迹的原木后，再将其制备成横截面20×100（毫米）或50 × 50（毫米）、厚度为7毫米或22毫米的木块样品，其初始含水量为6%-2%，测试的木材样品总数为120个。
我们把其中宽度为20毫米、长度为100毫米的木材样品用于测试粘接缝的强度，所以我们先对48块木块样品进行了热改性及紫外线辐射处理。
我们再对宽度为50毫米、长度为50毫米的木块样品进行相关处理，接着测试其吸湿性、润湿性和粘合强度。将剩余的这些木材样品分为三组，每组木材样品数量为24块。
在实验室装置中，采用真空接触法对木质材料进行了初步热改性。选择这种材料改性方法的原因是，通过导电供热，可以实现高质量的热处理，还能精确地达到所需的热改性程度。
关于木材热改性的具体情况，首先我们需要使用绝对干燥的木材，在105℃的环境下，将木材干燥至恒重。热处理工艺参数的范围为180℃—240℃，根据规定的处理程度，实验室内绝对压力值为20 kPa（千帕，压强单位）。
为了确保木材截面上的热处理均匀性，将加热板的温度上升至加工温度的速率不超过2℃/分钟。将木材放置在高温环境下的时间范围为45-120分钟，取决于加工材料的尺寸和目标热处理程度。
此外，我们选择根据木材的密度来确定热处理的程度，其原因在于木材密度是最显著的指标，它会在热改性的过程中不断地发生变化。对木材进行热处理后需要立即测量热改性木材的密度，以防止木材样品因吸湿性而受潮。
紫外线处理方式可增加木材的附着力
根据先前的研究结果表明，对木材进行热改性会降低材料的附着力，换一种说法，也就是经过加热处理的木材的润湿性会被恶化。然而，我们的研究发现，使用紫外线辐射热改性木材又可以增加胶粘强度与材料表面的附着力。
我们之后又对热改性木材样品润湿性接触角进行了测量研究分析，可以得出结论：
由于紫外线可以氧化和破坏木制品中含有的木质素，所以紫外线处理工艺能够提高木材表层的附着力。
这可以进一步减少在粘接木材样品时胶水的消耗，从而减少有害挥发性物质的排放。
研究结果还表明，当紫外线辐射程度大于等于每平方厘米125瓦时，表面失活最明显，所以进一步加强紫外线辐射并不能有助于达到预期处理效果。
我们结合所有研究结果，提出了一种生产家具板材的改良技术，本质上就是需要制造防潮木制品，同时沿粘合层的两侧对薄层进行紫外线辐射处理，可确保提高涂层与木材之间的粘合强度。（注：在木材表面的边缘可以看到胶合板的痕迹，即一个薄层粘在基础木材之上，需要进行紫外线处理的地方就是“薄层”之处。）关于家具板材生产技术的改良，以及如何制造出更多、更好的防潮木制品，还有待于今后做进一步的研究。
当家具板材组装完成之后，需要对板材中的主层进行机械处理，去掉经过紫外线改性的区域，这样使用热改性木材制成的板材的表面附着力能够得到更好的优化。（注：除了本研究提到的特定方法，一般情况下，想要提高材料与涂层之间的粘接力，首先需要处理不清洁、不结实的表面层，因为它可能带有油污、脱模剂、风化层、碳化层、锈蚀层，其容易对胶接性能产生负面影响；其次，对材料进行粗化处理，扩大被粘接件的实际粘接面积，粗糙的表面可以使固化后的胶粘剂与被粘物形成更多的啮合结构；此外，表面处理可以改善表面的性能，提高被粘物表面的表面张力，从而提高涂层与材料表面之间的粘接强度。）
