木材表面非极性化原理的研究 I.木材乙酰化过程中化学官能团的变化

对杉木和“三北”一号杨两种木材的各主要组成进行了酯化处理,研究其在乙酰化过程中木材各主要组成的化学官能团的变化特征和结构的稳定性。结果表明：磨木木质素、纤维素、半纤维素经乙酸酐处理后,红外光谱上的１７４２ｃｍ－１附近均出现了表示酯类ＣＯ伸缩振动的新的吸收峰,表明在乙酰化过程中这些组分的化学结构都有新的非极性酯类化学官能团产生;而极性的羟基官能团的数量均有不同程度的减少;芳香基和脂肪基的结构上均有乙酸酯生成。纤维素酯化程度较低,半纤维素化学结构在乙酰化过程中会发生降解,而木质素和纤维素较为稳定。乙酰化处理是降低木材表面极性的一种有效方法。     

木材表面非极性化原理的研究 Ⅱ.木材与苯乙烯接枝共聚过程中化学官能团和表面极性的变化

通过对杉木、杨木木材及其主要成分在与苯乙烯接枝共聚反应过程中化学官能团及临界表面张力变化的研究,探讨了木材各化学组成在接枝共聚过程中的反应性能和对木材表面极性的影响。研究表明:木材可与苯乙烯发生接枝共聚反应,反应只在木素和苯乙烯之间进行。木材与苯乙烯接枝共聚可降低木材临界表面张力,即降低木材表面自由能,从而有效地改善木材的极性。     

木材表面非极性化原理的研究 Ⅳ.化学分析光电子能谱(ESCA)对木材乙酰化处理表面化学特征的研究

采用化学分析光电子能谱 (ESCA)研究了杉木和杨木在乙酰化处理前后的表面化学结构变化。结果表明 :杉木和杨木的表面化学特征有很大差别 ,杉木表面的碳原子相对含量较杨木表面高 ,而氮原子和氧原子的相对含量较杨木表面低。在杨木表面有钙原子的存在 ;两种木材经乙酰化处理后表面化学特征发生变化 ,非极性的 O- C=O结构相对含量均有不同程度的增加。     

杨木和杉木木材表面性质的研究

以人工林杨木和杉木木材为研究对象 ,对其表面自由能、表面极性和表面化学官能团等木材表面特征因子进行测定 ,并探讨不同温度处理条件下木材表面特性的变化机理。研究结果表明 :杉木比杨木有较高的总表面自由能 (42 35mN·m- 1 对 38 93mN·m- 1 )和非极性表面自由能 (41 6 1mN·m- 1 对 35 5 2mN·m- 1 ) ,而杨木的极性表面自由能比杉木要高 (3 4 1mN·m- 1 对 0 74mN·m- 1 )。杨木和杉木木材经过不同温度处理后 ,其总表面自由能和非极性表面自由能都随着处理温度的升高而下降 ,而极性自由能则有不同程度的升高。产生此种现象的原因主要为木材表面羟基缔合状态的解除及表面脱羟基作用的综合结果。木材表面 3种主要化学官能团为羟基、烷基和缩醛基 ,在高温处理条件下 ,两种木材羟基对烷基和缩醛基吸收峰面积之比都有所下降 ,说明高温处理过程是一个使木材表面羟基密度减少的过程。木材表面自由能与木材表面化学官能团变化有明显的相关性。     

木材化学功能改良技术进展与产业现状

木材化学功能改良旨在通过物理或化学的方法(主要是利用热或具有反应活性官能团的低分子单体/低聚体),对木材细胞壁成分进行永久改变和/或对木材细胞腔进行物理填充,由此改善木材的各项物理力学性能,并赋予其特定的新功能,提高木材的附加值,延长木材的使用寿命,从而实现木材的高效节约利用,缓解木材资源紧张的局面。对国内、国际上木材功能改良技术的发展和现状进行系统回顾,介绍炭化处理、乙酰化、氮甲氧基树脂处理、糠醇处理、热固性树脂处理等典型改性技术的原理、产品性能的优缺点及其商业化现状,展望木材功能改良技术发展面临的机遇与挑战。     

乙酰化处理对樟子松木材耐光性和热稳定性的影响

【目的】探讨乙酰化处理对人工林木材耐光性和热稳定性的影响,为木材颜色调控技术及高耐光染色木材的研发提供理论依据。【方法】以樟子松木粉为试样,加入乙酸酐和二甲苯溶液,在120℃条件下分别反应5,10,20,40,60 min,测试乙酰化处理时间对木粉增重率的影响;分别称取1 g经不同时间乙酰化处理的木粉和未处理木粉,置于 UV老化试验箱内辐射100 h,利用红外光谱分析 UV辐射前后乙酰化木粉化学官能团的变化,通过热重和扫描电镜分析乙酰化木粉的热稳定性及其形貌变化。【结果】随着乙酰化处理时间的延长,樟子松木粉的增重率呈现先增加后降低的趋势,在处理40 min 时木粉增重率最大;乙酰化木粉在1741 cm －1和1385 cm －1处的CO,C—H特征吸收峰强度均大于原木粉,处理时间40 min 时木粉的吸收峰强度最大;UV 辐射后,乙酰化木粉在1508 cm －1处木质素苯环特征吸收峰强度明显大于原木粉,处理时间40 min 时木粉的吸收峰强度最大,表明木粉经乙酰化处理后光稳定性得到提升;热重分析显示,经乙酰化处理后,木粉热分解所需的温度明显提高,表明乙酰化木粉的热稳定性好于原木粉;扫描电镜分析表明,乙酰化处理可增强木粉微观构造抵抗光劣化的能力。【结论】乙酰化处理能有效抑制樟子松木材的光降解反应并提升其热稳定性。     

木材表面非极性化原理的研究：Ⅱ.木材与苯乙烯接枝共聚过程中化学官能 …

通过对杉木、杨木木材及共主要万分在与苯乙烯接枝共聚反应过程中化学官以团及临界表面张力变化的研究,探访地木才各化学组成在接枝共聚过程中的反应性能和对木才表面极性的影响。研究表明：木材可与苯乙烯发生接枝共聚反应,反应只在木素和苯乙烯之间进行。木才与苯乙烯接枝共聚可降低木材临界表面张力,即降低木材表面自由能,从而有效地改善木材的极性。     

酯化处理对竹材结构及热性能的影响

界面融合是影响木塑复合材料发展的关键问题之一.对木质材料表面进行改性处理,使其生成疏水的非极性化学官能团并具有热流动性,有利于改善木质材料与塑料体间的界面黏合性.分别采用乙酰化、碱预处理乙酰化及月桂酰氯酯化3种方式对竹材进行酯化改性,研究了各处理工艺对竹材化学结构和热性能的影响.结果表明:各酯化处理方法均能改变竹材内部分子结构,月桂酰氯酯化处理塑化效果最明显,50℃左右便可熔融,不添加任何胶黏剂110℃条件下热压可自成型.     

木材化学处理与防腐

历来保存木材的主要方法是用杀菌杀虫剂,但它对人畜的安全与环境保护不利.近年来发展了用木材化学处理来提高木材的防腐性.其代表性方法有乙酰化处理、酚醛树脂含浸、木塑复合物以及木材与无机物的复合.这些方法的实验研究早已存在,目前是发展它们的应用技术.     

木材乙酰化及其商业化应用

木材的化学改性可定义为将一种简单的活性物质接合到木材细胞壁聚合物上，在有或没有催化剂的条件，在两者间形成共价键，从而改进木材性能的过程。已有许多与木材化学改性有关的化学反应发表，但除了木材乙酰化，其他木材化学改性技术都尚未完成其研究阶段。     

木材液化的发展现状及研究前景

1 木材液化的方法 1.1 化学改性后液化法 木材化学改性主要是为了引入取代基,增加木材组织内的自由空间,加上改性反应过程中木素网络结构的断裂,引起木材体积的溶胀,降低木材组分分子间的相互作用力,降低了液化温度.木材化学改性方法包括烷基化、酰化、酯化或醚化等.依据化学处理木材不同的特性,其可在中性水、有机溶剂或者有机溶液中液化,并由此制备新的高分子材料.     

乙酰化木材的制备及其热塑性研究

利用乙酰化改性反应使木材获得热塑性，利用ＩＲ，ＤＳＣ，ＳＥＭ等对乙酰化木材的化学结构及热塑性进行了研究和表征。常规乙酰化方法不能使木材热塑化，而经三氟乙酸预处理制得的乙酰化木材在２９０－３００℃熔融，可在１１０－１３０℃单独或与其他合成高聚物共混热压成半透明薄片。     

木材乙酰化的研究及进展

简要论述了木材化学改性领域中的木材乙酰化，介绍了木材乙酰化的基本原理及方法，乙酸酐法的工艺及其发展状况和乙酰化实水及人造板在性能上的改进。     

三聚氰胺—甲醛与木材的交联作用

为了研究木材压密化处理过程中交联试剂与木材的作用机理，以大青杨木材为试样，分离制得综纤维素、纤维素、α－纤维素、木质素和半纤维素，并分别与三聚氰胺－甲醛反应，测定了不同化学组分与交联剂作用的活性顺序及其分布。结果表明：三聚氰胺－甲醛与大青杨木材细胞壁组分的反应活性顺序为：木质素＞半纤维素＞综纤维素＞α－纤维素＞纤维素。还采用红外光谱（ＩＲ）对交联作用前后的综纤维素、纤维素和木质素的化学结构变化进行了分析，从而定性确定了交联化处理木材的主要官能团变化。关键词     

辐射技术及其在木材科学研究中的应用

辐射化学是研究电离辐射与物质相互作用时产生的化学效应的化学分支学科.木材是一种天然生成的由几种高聚物(纤维素、半纤维素、木质素、抽提物)组成的有机复合体, 不同的高聚物在辐射过程中会产生辐射降解、交联等.文中主要概括了辐射加工的发展、特点、原理、辐射剂量, 并详细阐述了辐射加工在木材科学领域中的应用及进展, 主要包括木材辐射干燥、木塑复合材的辐射制备、射线辐射在木材改性中的应用、木材自由基对木材耐候性及辐射对木材各化学组分的影响; 分析了辐射技术在木材科学领域中的应用与发展趋势.     

木材表面化学特征的ESR与ESCA分析

用电子自旋共振波谱仪（ESR）和X－射线光电子能谱仪（ESCA）分析了经砂磨，紫外线辐射和浸提处理后木材表面化学特征的变化，结果表明：经过砂磨后，木材表面自由基含量增多，含氧官能团增多；在紫外光幅射下，木材表面自由基增加，但含氧官能基变化甚微；未经浸提的木材表面被脂肪酸所复盖，根据测试结果，对木材表面的机械化学反应和光氧化反应以及表面钝化的机制作了分析和讨论。     

木材多尺度结构差异对其破坏影响的研究进展

木材多尺度结构主要包括纳米级高分子结构、微米级细胞壁多层结构和毫米级生长轮结构。纳米级高分子结构中三大素(纤维素、半纤维素和木质素)性质各异,微米级细胞壁多层结构中细胞壁各层三大素含量和微纤丝角不同,毫米级生长轮结构中细胞类型、大小和排列方向存在差异,这些结构差异均会导致多尺度结构单元之间的力学性质各异。木材破坏过程主要包括初始裂纹萌生和裂纹扩展,裂纹萌生和扩展主要由木材不同尺度单元间结构和力学性质的差异以及木材内部缺陷的不规则演化决定。本研究综述木材不同尺度单元间的结构和力学性质差异,并分析结构差异对木材破坏的影响。同时,提出今后有关木材多尺度结构差异对其破坏影响研究的几点建议:1)深入解译木材微纳结构的性质差异,研究木材三大素的排列取向规律以及木材不同化学组分对外部载荷的响应差异,揭示壁层内三大素的变形机制;研究细胞壁各层化学组分分布以及微纤丝取向不同导致的力学性能差异,分析外载荷作用下各壁层之间存在的应力传递规律; 2)研究不同载荷作用下木材生长轮结构和细胞壁结构的裂纹萌生和扩展规律,精准定位木材破坏过程中不同尺度结构的裂纹萌生位置,区分裂纹在不同木材组织内部扩展时破坏断面的细胞破坏模式; 3)借助有限元分析等理论方法,研究木材不同尺度单元间结构差异对木材生长轮结构和细胞壁结构上应力分布规律和应力集中位置的影响,揭示木材多尺度结构差异对木材破坏的影响机制。     

马尾松热处理木材的表面特性研究

以马尾松（Pinus massoniana）为研究对象,分别在 180, 200, 220 ℃条件下对其进行水蒸气 热处理 1, 3, 5 h。借助干燥器法测试不同温度热处理材的甲醛吸附量变化,利用程序升温化学吸附法、 比表面积测试以及表面接触角方法探索不同温度处理的热处理材表面特性的变化规律。结果表明：与未 热处理的素材相比,（1）热处理后的木材甲醛吸附性能得到改善,经 180 ℃、 1 h 处理后的木材甲醛吸附 性能最好,且随处理温度升高、时间延长,甲醛吸附性能降低,总体呈降低趋势;（2）热处理木材对甲 醛的吸附不仅是物理吸附,还存在化学吸附;（3）不同温度处理后,木材的比表面积均减小;（4）经热 处理后,极性的蒸馏水在木材表面的接触角较素材大且热处理的温度越高、表面接触角越大,而非极性 的二碘甲烷在其表面的接触角变化趋势相反。     

近红外光谱快速预测乙酰化木材的增重率

采用近红外光谱技术对乙酰化大青杨和樟子松木材的增重率进行快速预测。在近红外波长780～2500 nm范围内,利用偏最小二乘法( PLS)建立木材横切面原始光谱及不同预处理(一阶导数、二阶导数、归一化处理和消噪)光谱乙酰化木材增重率数学模型,并进行比较分析。结果表明：乙酰化大青杨和樟子松木材分别选用归一化处理光谱和消噪光谱建立的增重率校正模型预测效果较好,预测模型相关系数( R)分别为0.90和0.70,预测标准差(RMSEP)分别为1.0072和1.3012,其中乙酰化大青杨木材增重率预测模型实测能力较佳,表明利用木材横切面近红外光谱建立的数学模型可以实现乙酰化木材增重率的快速预测。     

国外木材乙酰化研究及应用进展

木材乙酰化是木材化学改性中研究最多的,并且已经开始商品化.用乙酸酐对木材进行乙酰化的反应可以用下面的式子表: Wood-OH+(CH3CO)2O=Wood-OOCCH3+CH3COOH