热改性材的最终质量取决于材料在热改性过程中的化学变化,而挥发性气体释放与材料的重量损失是木材化学变化的宏观表现,二者共同构成了材料的热响应特性,该特性便是热改性材质量控制的依据。本研究以人工速生桉木与杉木为试验材料,通过热重分析获取热改性过程中升温、保温与降温阶段木材的重量变化数据,建立了木材失重率在线监测模型;通过热重-红外联用技术(TG-FTIR)与气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对热改性全过程的气体产物类别与不同阶段乙醇收集的挥发性产物结构进行分析,确立了热改性气体的主要成分及其随温度与时间的变化规律;通过化学分析与动力学分析对桉木与杉木热响应特性差异进行解析,揭示了材料的热响应机理。主要结论如下:(1)桉木与杉木热改性过程中失重率理论监测模型由升温、保温与降温三个不同温度段对应的失重速率积分表达式共同组成。该模型的最大优势在于将难以直接观测的失重率通过一定的函数关系转化为了可直接获取的温度变化数据。(2)失重率理论模型应用于木板热改性时,模型计算值总是高于实测值,二者间比值在同一厚度下不同热改性样品间的差异较小。桉木3 mm、18 mm与40 mm木板模型计算与实测失重率比值的平均值分别为2.293、3.907与5.389,相应杉木木板的比值平均值分别为1.991、2.608和4.500。上述平均值即为三种木板失重率模型的校正系数,且该系数与三种木板厚度呈线性关系,将线性关系式与理论失重率模型联立得到适用于不同厚度木板的失重率监测模型。(3)桉木的活化能为167.2 kJ/mol,在150℃左右开始失重,而杉木的活化能为163.6 kJ/mol,重量损失始于140℃左右。180℃时,桉木的重量损失始终低于杉木;200℃时,短时间下桉木重量损失依然低于杉木,随时间延长,桉木的重量损失追平杉木并最终超过了杉木的失重;220℃时,桉木与杉木的重量损失仅在开始的一小段时间内保持同步,之后枝木的失重率超过杉木且二者间的差距随时间进行迅速扩大。(4)桉木与杉木在不同热处理过程中分别释放出19种和25种挥发性有机物,这些有机物大致分为酯类、呋喃类、芳香类和萜烯类四大类。180℃和200℃时,桉木组分热降解仅释放酯类、糠醛类等物质,而杉木释放的挥发性成分还包括芳香族物质,220℃时,桉木与杉木的挥发性有机成分中均包括乙酸基酯类、糠醛类与芳香族类物质。(5)半纤维素与木素的热性质及其在木材中的含量是造成桉木与杉木热响应特性差异的根本原因。