杉木间伐材ACQ与UF复合改性初步研究

研究应用ACQ防腐剂、改性UF树脂和特制CHC添加剂,调制成相溶的环保型复合改性剂,采用一次性真空浸渍处理杉木间伐材,使处理材达防腐、防虫、防霉、强化复合改性目的.其优化工艺参数:浸渍压力0.7 MPa、加压时间2 h、ACQ/UF体积比4∶1,提高各项力学性能指标为:顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、磨耗量(径面、弦面)各增加21%、11.2%、32.92%(160%、162%).处理材密度可增加30%以上,经扫描电镜微观结构分析,其渗透性良好.     

化学改性对速生杨木木材力学性能和天然耐久性的影响

利用低分子酚醛树脂(PF)、脲醛树脂预聚液(UF)和氨溶季胺铜防腐液对速生杨木木材进行化学浸渍改性,对处理前后试件的力学性能和防腐性能进行了测试与评价。试验结果表明:在试验范围内,氨溶季胺铜浸渍防腐改性处理对材料力学性能影响不大;PF浸渍改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和顺纹抗拉强度分别提高了97.1、83.4、125.5和37.0%;UF浸渍改性材对应力学性能指标分别提高了49.4、10.7、42.0和17.8%;试验所用速生杨木木材耐腐性能较差,属于II级,经过PF、UF和氨溶季胺铜防腐液浸渍改性,材料耐腐级别达到了强耐腐级,其中PF浸渍改性处理效果最好,处理材质量损失率从素材的18.7%降低到了2.9%,有效地提高了材料的防腐性能。从综合效果来看,低分子酚醛树脂预聚液浸渍改性处理是提高和改善速生杨木木材的力学性能和防腐性能的有效措施。     

ACQ防腐胶合板胶合性能的研究

用氨(胺)溶性季铵铜(ACQ)作防腐剂,采用浸渍法对单板进行防腐处理,分别以酚醛树脂(PF)和脲醛树脂(UF)为胶黏剂,压制防腐胶合板,研究ACQ对胶合性能的影响。结果表明:用PF将经防腐处理的单板压制成胶合板,单板ACQ吸药量对胶合性能影响不明显。马尾松和杨木单板的ACQ吸药量分别为7.81和15.54 kg.m-3时,最佳胶合强度分别为1.50和1.69 MPa。用UF将经防腐处理的单板压制成胶合板,单板ACQ吸药量对杨木胶合板胶合性能影响不明显,吸药量为8.75 kg.m-3时,胶合强度最佳,为1.60 MPa;但ACQ防腐剂对UF胶马尾松胶合板胶合性能有负面影响,使胶合强度达不到国家标准要求,如果将马尾松单板蒸煮处理后再浸渍ACQ或者浸渍ACQ后在低温下干燥,胶合强度明显提高,最大值分别达到1.32和1.03 MPa,这是由于经过处理去除了马尾松单板内的部分抽出物或阻止了ACQ与抽出物的某些成分反应,从而减小了ACQ对UF胶马尾松胶合板胶合强度的影响。     

纳米TiO2改性ACQ防腐处理材性能研究

【目的】以抗老化能力强、具有广谱杀菌性的纳米TiO_2改性胺溶季铵铜(ACQ)木材防腐剂,以期提高ACQ防腐处理材的综合性能。【方法】以分散效率为评价指标,采用正交试验方法考察纳米TiO_2在ACQ溶液中的最佳分散条件,并对纳米TiO_2改性ACQ处理材的顺纹抗压强度、横纹抗压强度及抗水流失性的变化进行了分析。另外,通过红外光谱分析,阐明纳米TiO_2改性ACQ处理材中官能团的变化。【结果】纳米TiO_2在ACQ防腐溶液中稳定性较好的分散工艺条件为:ACQ质量分数为0.6%,纳米TiO_2质量为0.05g,纳米TiO_2与Na_6O_(18)P_6质量比为1∶5,超声温度40℃,超声时间60min;各影响因素作用顺序依次为:纳米TiO_2质量纳米TiO_2与Na_6O_(18)P_6质量比ACQ质量分数超声温度超声时间。添加纳米TiO_2的ACQ处理材,其横纹抗压强度及顺纹抗压强度分别为5.98和48.4 MPa,均高于ACQ处理材,并且具有更低的铜流失率。从FTIR谱图可见,添加纳米TiO_2的ACQ处理材,主要是与半纤维素、木质素发生反应,生成以Ti-O-C为主要产物的化合物,并且ACQ质量分数在0.6%~0.8%时,添加纳米TiO_2改性的ACQ溶液稳定性更好。【结论】成功探索出抗流失性较好、力学性能较高的纳米TiO_2改性胺溶季铵铜(ACQ)处理材制备工艺。     

有机杂化硅石改性材的制备及性能

为了增强无机改性组分与木材组分间的联结作用,分别在硅石溶液化过程中或硅石溶液中加入硅油,制得硅油同步杂化复合硅改性剂（SC₁）、硅油分步杂化复合硅改性剂（SC₂）;分别用有机偶联剂对模数1.0的硅酸钠溶液和模数2.4的硅石溶液进行杂化,制得偶联剂杂化硅酸钠溶液改性剂（HS₁）、偶联剂杂化复合硅改性剂（HS₂）;测试分析改性剂溶液性能及浸渍改性杨木的物理力学性能。结果表明：（1）硅石溶液化过程中加入硅油同步杂化,不影响二氧化硅转化率,溶液更稳定,模数较小的HS₁,pH值更大、黏度更小、储存期更长;（2）有机杂化可进一步提升改性材密度10%以上,复合硅改性杨木的吸药量均达250%以上,质量增加率、密度均提高45%以上;（3）有机杂化能有效降低硅石溶液改性材的吸湿性,4种复合硅改性材中,SC₂改性材的吸湿性最小,HS₁比HS₂改性材的吸湿性更大,说明改性剂中二氧化硅模数越大,改性材吸湿性越小;（4）与素材相比,硅石溶液...     

真空浸渍工艺对速生杨木改性材力学性能的影响

以速生杨木为试验材料,以不饱和聚酯树脂为改性剂,采用真空浸渍的方法处理速生杨木,探讨真空浸渍工艺对速生杨木力学性能的影响。浸渍处理工艺中真空度对改性后的速生杨木力学性能影响显著,真空度稳定时间、恢复常压时间及常压浸渍时间对改性速生杨木力学性能影响不显著。综合考虑,优化的工艺条件为真空度0.08 MPa、真空度稳定时间15 min、恢复常压时间140 s、常压浸渍时间8 min。经过改性处理后,处理材抗弯强度最大95.5 MPa,增加81.66%;弹性模量最大8.13 GPa,增加28.84%;顺纹抗压强度最大73.33 MPa,增加34.28%;横纹径向全部抗压比例极限应力最大9.08 MPa,增加52.09%;横纹弦向全部抗压比例极限应力最大6.04 MPa,增加25.83%。     

脲醛树脂与纳米二氧化硅复合改善木材性能的研究

为提高三倍体毛白杨木材的多项性能,该研究以脲醛(UF)树脂和纳米SiO2为主要改性剂,并使用偶联剂和阻燃剂,制成5种木材处理剂,利用减压—加压的方法浸渍处理杨木,并通过加热使处理剂在木材中固化,制成UF-SiO2Wood复合材料．以尺寸稳定性、阻燃性、抗吸水性和硬度作为主要指标对复合材料的性能进行评价,考察了处理剂对杨木性能的影响．结果表明,此5种处理剂均能提高木材的抗吸水性、阻燃性,并显著提高了木材的硬度,纳米SiO2的添加对木材硬度的提高有显著作用;除UF-CSiO2共缩聚物外,其他4种处理剂均不同程度地提高了木材的尺寸稳定性．UF与纳米SiO2复合处理杨木可以提高杨木的综合性能．      

ACQ防腐剂浓度对速生杨木载药量和渗透深度的影响

使用0.1%、0.5%和1.0%浓度的ACQ防腐药液对杨木进行常压浸渍和加压处理,研究其载药量和浸渍深度。结果表明,随着ACQ浓度的增加,载药量随之增加,且影响显著。常压下用1% 浓度的ACQ 浸渍杨木72 h,载药量可达到国家标准规定的C1级使用要求。渗透深度与浓度呈负相关,浓度越高,渗透深度越小。在相同浓度下,径向、弦向的渗透性差异不显著。与常压处理材相比,速生杨木加压处理后,轴向、径向和弦向的渗透性均得到了不同程度的改善,且两者之间差异显著。     

ACQ防腐剂浓度对速生杨木载药量和渗透深度的影响

使用0.1%、0.5%和1.0%浓度的ACQ防腐药液对杨木进行常压浸渍和加压处理,研究其载药量和浸渍深度。结果表明,随着ACQ浓度的增加,载药量随之增加,且影响显著。常压下用1%浓度的ACQ浸渍杨木72 h,载药量可达到国家标准规定的C1级使用要求。渗透深度与浓度呈负相关,浓度越高,渗透深度越小。在相同浓度下,径向、弦向的渗透性差异不显著。与常压处理材相比,速生杨木加压处理后,轴向、径向和弦向的渗透性均得到了不同程度的改善,且两者之间差异显著。     

复合硅改性热处理杨木的制备及性能

[目的]针对木材树脂改性剂释放甲醛不环保,无机改性材吸湿性高等问题,将廉价易得的硅石粉溶液化,再有机杂化,制得高渗透、环保、防火的水溶性木材复合硅改性剂,通过真空加压浸渍处理和热处理联合改性,可以有效提高木材的物理力学和阻燃等性能.[方法]分别制备硅油复合硅改性剂(SC2)和偶联剂杂化硅改性剂(HS2),对人工林杨木进...     

辊压浸注压缩次数对木材防腐性能和力学性能的影响

使用DDAC和ACQ两种水溶性防腐剂对大青杨板材进行两个压缩方向(径向和弦向)、3种辊压次数(1、3、5次)的辊压浸注处理,研究辊压压缩次数对处理材的防腐性能和力学性能的影响规律。结果表明:辊压压缩次数与处理材的载药量呈正相关,与质量损失率呈负相关,辊压浸注DDAC(质量分数1.5%)5次的载药量可达到15.423 kg·m-3,辊压浸注ACQ(质量分数1.5%)5次的质量损失率可低至10.01%,载药量和质量损失率的变化量随着压缩次数的增加而减小;随着辊压压缩次数的增加,木材的力学强度降低,下降的幅度逐渐收窄,压缩率30%,弦向压缩,压缩5次时,处理材的冲击韧性下降22.741%。     

蒙脱土-DDAC复合防腐剂处理杨木的性能及表征

为了提高人工林杨木的力学性能和耐腐性,采用蒙脱土(MMT)-二癸基二甲基氯化铵(DDAC)复合防腐剂(ODP),通过满细胞法处理杨木试材,分析了防腐处理材的增重率、DDAC保持量、有机蒙脱土(OMMT)在木材内部的分布、横纹抗压强度和耐腐性。结果表明:OMMT的引入使试材增重率增加,DDAC保持量下降;OMMT绝大部分以颗粒存在于木材导管腔中,部分尺寸较小的颗粒和剥离片层可以通过纹孔,很难进入细胞壁;ODP处理材的横纹抗压强度比蒸馏水处理材提高了27%;相对于DDAC处理材,ODP处理材的耐腐性比单组分DDAC处理材好。     

ACQ-D防腐改性速生杨木防腐剂的流失性试验研究

在已有木材防腐剂氨溶季胺铜(ACQ-D)研究基础上,结合其工业化防腐木材生产实际情况,比较分析了不同木材初始含水率对防腐改性木材药剂沉积量和流失性的影响。结果表明,工业化真空-加压浸渍工艺条件下,调整防腐液质量百分数是获得防腐改性木材不同药剂沉积量的有效措施;不同木材初始含水率对防腐改性木材药剂沉积量影响不显著,在实验范围内,通过调整ACQ-D质量百分数,可得到不同药剂沉积量的改性木材;相同药剂沉积量的防腐改性木材,不同初始含水率ACQ-D防腐改性木材的药剂流失性规律相似;通过指数函数模拟,可得到ACQ-D防腐改性速生杨木木材药剂流失规律。     

速生杨木材的动态润湿性能

润湿性是木质材料科学的一个重要界面特性,它可以表征胶黏剂与木质材料接触时,在木质材料表面上黏附、渗透及铺展的难易程度和效果。根据木质材料的结构与性能特点,建立了描述其表面动态润湿性能的数学模型,在模型中提出了用衰减系数K来评价材料的润湿性能。并运用该模型研究了杨木表面脲醛树脂和酚醛树脂2种胶黏剂的动态润湿性能,用脲醛树脂胶研究同一年轮内早材和晚材的润湿性;与PF相比,UF在杨木表面的润湿性能较好;与晚材相比,早材的润湿性能较好。     

HDPE 胶合板与脲醛树脂胶合板的性能对比

为了探讨高密度聚乙烯(HDPE)薄膜替代脲醛(UF)树脂作为胶黏剂的可行性,采用力学试验机、DMA、TG、 SEM 等方法分别对HDPE 胶合板与UF 树脂胶合板的物理力学性能、热稳定性、胶合界面进行综合评价。结果表 明:HDPE 薄膜作为胶黏剂使用时具有与UF 树脂相同的黏结能力,且HDPE 薄膜具有更加优异的耐水性能。浸泡 7 d 后,UF 树脂胶合板的吸水率、吸水厚度膨胀率比HDPE 胶合板分别高出23.5%和5.1%。HDPE 胶合板的储能 模量在130 0 C附近降低到极小值,而UF 树脂胶合板则一直保持缓慢降低的趋势;但当温度低于60 0 C时,HDPE 胶 合板的储能模量高于UF 树脂胶合板。HDPE 胶合板与UF 树脂胶合板具有相似的热解规律,但HDPE 胶合板在 420 0 C处有1 个较弱的热解峰。HDPE 薄膜、UF 树脂均可以与杨木单板形成机械啮合结构。