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褶皱处理（20%压缩）是一种热湿机械改性（thermo-hydromechanical modification）技术，可提高木材柔韧性，但显著增加纵向尺寸不稳定性。本研究评估了褶皱处理、固定（保持压缩状态5小时）以及后续热处理（160 °C和200 °C）对
褶皱处理（20%压缩）是一种热湿机械改性（thermo-hydromechanical modification）技术，可提高木材柔韧性，但显著增加纵向尺寸不稳定性。本研究评估了褶皱处理、固定（保持压缩状态5小时）以及后续热处理（160 °C和200 °C）对欧洲山毛榉（Fagus sylvatica L.）和无梗花栎（Quercus petraea (Matt.) Liebl.）木材-水分关系的联合效应。研究人员测定了两个浸泡-干燥循环中的密度、平衡含水率（equilibrium moisture content, EMC）、溶胀、收缩、各向异性及抗溶胀效率。热处理显著降低了平衡含水率，从未处理木材的约10.3%–10.4%降至160 °C时的7.8%–8.0%和200 °C时的4.9%–5.0%。相比之下，机械改性在很大程度上减轻了热处理引起的密度损失。尽管褶皱处理和固定大幅增加了纵向尺寸变化，但热处理有效补偿了这一效应。200 °C处理提供了最佳的尺寸稳定性，但伴随更广泛的化学降解。结果表明，将褶皱处理与中度热处理相结合，可能为提高压缩阔叶材的尺寸稳定性提供一种有效且无化学试剂的方法。
**热处理对褶皱山毛榉和橡木木材-水分关系影响的综合研究解读**
木材作为一种天然各向异性材料，其尺寸稳定性受水分变化影响显著。在木材改性技术中，褶皱处理（pleating）——即在蒸汽塑化后沿纹理方向进行约20%压缩的热湿机械改性——能够显著提升木材的柔韧性，使其在加热和常温条件下均可进行冷弯成型，在弯曲家具制造等领域具有重要应用价值。然而，这一处理会严重破坏细胞壁结构，导致木材纵向尺寸不稳定性急剧增加，其纵向溶胀和收缩可达到未处理材的六倍以上，这极大地限制了褶皱木材的进一步应用。热处理作为一种环保的物理改性方法，能有效降低木材的吸湿性和平衡含水率，从而改善尺寸稳定性。然而，将褶皱处理与热处理相结合以弥补各自缺陷的研究在现有文献中尚属空白。为填补这一空白，研究人员在《Forests》期刊上发表了本项研究，系统探索了两种改性方法联合应用对木材-水分关系的综合影响。
该研究选取了欧洲山毛榉（Fagus sylvatica L.）和无梗花栎（Quercus petraea (Matt.) Liebl.）两种具有代表性的阔叶材，前者在工业压缩和蒸汽弯曲中具有重要地位，后者则代表环孔材硬木。研究人员设置九种处理条件，包括未处理、褶皱处理、固定处理（褶皱后保持压缩5小时）、160 °C和200 °C热处理，以及上述机械处理与热处理的两两组合。通过两个完整的浸泡-干燥循环，系统测定了木材的密度、平衡含水率、三个主要解剖方向的溶胀与收缩、体积变化、溶胀-收缩各向异性以及抗溶胀效率，以评估热处理能否有效补偿褶皱处理带来的水分敏感性。
**关键技术方法**：样本均取自同一原木段以确保材性一致性。主要技术路线包括：在100 °C饱和蒸汽下塑化至少45分钟，后沿顺纹方向压缩20%实现褶皱处理，固定时间分为1分钟和5小时两种；随后在常压条件下进行10小时的160 °C或200 °C热处理。依据ISO 13061标准系列进行尺寸和质量测定，计算密度、EMC、溶胀收缩率、T/R比及ASE。统计分析采用单因素方差分析（ANOVA）结合Fisher LSD事后检验，并验证了正态性与方差齐性。
**3.1 密度**：研究结果表明，褶皱处理使山毛榉密度增加3.2%，固定处理进一步使密度增加6.3%；而热处理则因半纤维素等细胞壁组分的降解导致密度显著下降，160 °C和200 °C处理分别使密度降低6.2%和18.2%。然而，机械改性能显著缓解热处理引起的密度损失，例如固定后经200 °C热处理的样品密度仅比未处理材下降0.1%。橡木因含有较多抽提物（如鞣酸），其密度总体下降幅度大于山毛榉，但机械改性同样表现出明显的缓解效应。
**3.2 平衡含水率**：褶皱和固定处理对平衡含水率的影响极小，仅导致3.0%–5.9%的降低。相比之下，热处理效果极为显著：160 °C处理将山毛榉和橡木的EMC降至约7.8%–8.0%，200 °C处理则降至4.9%–5.0%，约为未处理材的三分之一。此外，经过浸泡-干燥循环后，热处理材的EMC在第二次循环后出现明显回升，增幅平均达18.2%，这可能与可溶性物质的浸出及内部应力释放有关。
**3.3 溶胀与收缩**：褶皱和固定处理大幅增加了木材纵向的尺寸变化，但热改性能有效抵消此效应。对于山毛榉，固定处理使首次循环的体积溶胀从23.0%增至30.0%，而后续160 °C热处理可将其显著降至25.3%。统计分析表明，经160 °C处理的褶皱材，其体积溶胀和收缩行为在统计上与未处理材相当。200 °C热处理则表现出强烈的同质化效应，使不同前期处理历史的样品趋于一致的尺寸变化行为。
**3.3.2 各解剖方向溶胀与收缩分析**：在弦向和径向，机械改性的影响相对较小，统计相似性多见于相同热处理级别的样品之间，表明热处理是主导因素。在纵向，压缩引起的微纤丝屈曲使溶胀显著增大，但热处理可将其降至与未处理材相近的水平。体积变化则综合反映了三个方向的贡献，在200 °C处理下，山毛榉的体积溶胀降至8.1%，显示出极高的尺寸稳定性。
**3.3.3 同一循环内不同方向间的关系**：在山毛榉中，固定处理显著增加了体积溶胀，而160 °C热处理提供了一种有效的补偿机制，使固定材的尺寸行为接近未处理材。200 °C处理则几乎完全消除了固定效应带来的横向溶胀增加，但纵向溶胀仍维持在未处理材的两倍左右。对于橡木，160 °C热处理对固定材的改善作用有限，而200 °C处理同样表现出主导效应，使不同处理组的尺寸变化趋于一致。
**3.4 溶胀-收缩各向异性**：未处理山毛榉的T/R比在首次溶胀时高达2.57，橡木为2.11，显示出较高的翘曲倾向。热处理能降低T/R比，但山毛榉即使在200 °C处理后仍略高于2.0，而橡木在相同处理下可显著降至1.12–1.28，表明橡木经高温处理后具有更优异的外观稳定性。
**3.5 抗溶胀与抗收缩效率**：对于山毛榉，160 °C热处理的ASE提升有限（约10.3%–14.7%），而200 °C处理能达到51.0%–65.7%的高效提升。褶皱处理本身对ASE无正面贡献，甚至在某些方向产生负值，但后续热处理能有效弥补。针对橡木，总体趋势与山毛榉相似，但由于橡木含有大量酸性抽提物，热处理的效果更为显著。然而，200 °C处理导致了严重的木材脆化，固定后经200 °C处理的样品甚至可徒手掰断，表明高温处理虽能大幅提升尺寸稳定性，却牺牲了必要的力学强度。
综合讨论与结论表明，虽然200 °C处理提供了最佳的尺寸稳定性效果，但其伴随的严重化学降解和机械强度损失使其不适用于实际应用。基于溶胀-收缩和ASE分析，研究人员最终推荐采用160 °C热处理作为与褶皱处理相结合的最佳方案。该方案在不使用化学试剂的前提下，有效补偿了褶皱木材的纵向尺寸不稳定性，同时保留了较好的力学性能，为高柔韧性、耐潮湿环境的弯曲木制品（如船舶曲面家具、鞋垫等）提供了绿色可行的工业化生产路径。研究人员还建议未来尝试更短时间的高温处理或180 °C的中等温度处理，以在保证强度的同时获得足够的尺寸稳定性。
