蒙脱土/木材复合材料的结晶性能

为了考察蒙脱土/木材复合材料的结晶性能,利用X射线衍射仪检测了以处理木材试样和蒙脱土为原材料、借助酚醛树脂制备的蒙脱土/木材复合材料,并将未处理试材、处理试材及复合材料进行比较后发现,试材经氢氧化钠、微波、氢氧化钠-微波、氢氧化钠-超声波处理后,相对结晶度降低;超声波处理后,相对结晶度增大。除氢氧化钠处理试材外,其他处理试材与蒙脱土形成的复合材料的结晶度均进一步降低。未处理材、处理材及复合材料结晶区晶层间距变化不明显。研究还发现,蒙脱土在复合材料中主要以插层型结构存在。      

蒙脱土/聚乙二醇/超支化聚丙烯酸酯乳液改性木材的力学性能

  目的  木材化学改性是提高人工林速生材力学性能，延长其使用寿命，扩大其应用范围的有效途径。使用有机蒙脱土（OMMT）对木材进行改性处理具有较好的前景。但由于有机蒙脱土在水中不易分散，且粒径较大，难以进入到木材细胞壁中而限制了其应用。因此，提高OMMT在水中的分散性，增大其层间距可为其进入木材细胞壁内创造条件，是改性增强木材的有效手段。  方法  本研究采用一种水性的聚乙二醇/超支化聚丙烯酸酯乳液（PEG/HBPA）作为载体使OMMT在水中稳定分散。将改性剂通过浸渍处理改性木材，测试了改性材的力学性能，并探讨了不同层间离子的OMMT对改性效果的影响。  结果  4种OMMT均能够稳定分散进入到PEG/HBPA中，经过24 h静置后无明显的分层和沉淀，乳液粒径和黏度无明显变化。木材经过PEG/HBPA处理后，除端面硬度外，力学性能有所提高，加入OMMT后力学性能进一步提高，并增加了改性材的端面硬度。OMMT层间离子中含有氨基、羟基、羧基等官能团，能使OMMT更好地进入到木材细胞壁中，其中层间离子含有氨基的OMMT改性效果较好，改性后木材顺纹抗压强度为82.2 MPa，抗弯强度为98.2 MPa，端面硬度为8 920 N。  结论  使用PEG/HBPA乳液可以均匀分散OMMT，并使其进入到木材细胞壁，增强木材的力学强度，这对实现人工速生材的环保高效利用具有一定的指导意义。      

蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用

目的为了探究蒙脱土对木塑复合材料耐光老化性能的影响，及其在老化过程中的作用机理。方法以毛白杨木粉和聚丙烯为原料，选用两种不同类型的蒙脱土钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机蒙脱土(OMMT)为添加剂，在不同添加量的条件下(0、0.5%、1.0%和1.5%)制备了5组木粉/聚丙烯复合材料，并进行长达960 h的人工加速紫外老化。在老化过程中，测试试材的表面颜色和弯曲性能，并利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对复合材料表面的形貌和化学组成变化进行表征。结果老化造成复合材料表面的褪色和开裂现象，老化960 h后，对照组复合材料的静曲强度和弹性模量保持率分别仅为76.4%和61.7%；两种类型的蒙脱土均有效抑制了复合材料光降解，添加蒙脱土的复合材料其弯曲性能保持率均高于对照组；蒙脱土同时具有紫外屏蔽作用和光催化作用，前者在老化初期(老化480 h内)的作用较为明显；相比于Na-MMT，OMMT层间有机改性剂的光降解促进了复合材料体系的光老化进程。结论Na-MMT更有利于延缓复合材料的光老化，且在添加量较低时(0.5%)耐老化效果较好。      

防腐树脂增强改性木材力学及耐久性能研究

为综合提升发挥防腐木材与树脂改性木材的优势,在赋予防腐木材良好尺寸稳定性和力学强度的同时提高树脂改性材的耐腐性能。采用低分子酚醛树脂（PF）分别与木材防腐剂硼化合物、三唑类化合物、硼类与有机唑类复合物相互复配,制备防腐树脂复合制剂,对马尾松木材进行防腐树脂增强改性处理,研究处理材的物理力学性能及抗生物耐久性能。结果表明：防腐树脂增强改性材的尺寸稳定性随着树脂质量分数的增大而提高,当树脂质量分数20%时,处理材的体积抗湿胀率（V- ASE）均比素材提高30%以上。防腐树脂增强改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和表面硬度较未处理材分别平均提高了33.8%、27.1%、29.0%和 60.6%;未处理马尾松木材的耐腐性差,室内耐腐性属于Ⅳ级,PF改性材属于Ⅲ级,而防腐树脂增强改性材均可达到强耐腐等级(Ⅰ级),抗白蚁性达到9.0级以上;经4年埋地测试,PF树脂复合三唑类防腐剂（PF-PT）处理试材的完好指数为10。综合以上结果,防腐树脂增强改性马尾松木材能有效提高其尺寸稳定性、力学性能、耐腐及抗白蚁性能,其中PF-PT防腐增强改性材达到了室外用材耐久性的要求,具备良好尺寸稳定及防腐防虫功能,具有较好的推广应用价值。     

聚乙烯/蒙脱土复合材料的制备及阻隔性能研究

本文旨在向PE中添加有机化处理的蒙脱土制成纳米复合材料,以提高PE的阻隔性能。采用插层剂,含有两个长烷基链的亲有机物质(20A)对蒙脱土进行有机化处理,然后和ZHE-MMT(浙江厂家改性好的蒙脱土)分别通过熔融插层法成功制备低密度聚乙烯/有机蒙脱土(LDPE/OMMT)纳米复合材料。并对LDPE/OMMT进行透气实验。实验结果发现:添加有机化的蒙脱土后,聚乙烯的阻隔性能有明显改善,主要是因为蒙脱土独特的片层结构,能够降低聚合物材料对气体的渗透性。     

N_2热处理马尾松木材的耐腐性能

以氮气(N2)为介质,采用均匀设计法对人工林马尾松木材进行热处理,探讨处理工艺对木材耐腐性能及物理力学性质的影响.结果表明:经过N2热处理的木材,尺寸稳定性能明显提高,密度、顺纹抗压强度略有下降.处理材腐朽后质量损失率为16.4%,耐腐性能达到Ⅱ级.SEM分析表明:处理材的结构基本完好,腐朽程度较素材轻得多,说明木材的耐腐性能明显提高.马尾松木材N2热处理的较佳工艺条件为:处理温度220℃,保温时间4 h,升温速率15℃·min-1.     

杉木木材/蒙脱土纳米复合材料的结构和表征

该文预先合成水溶性酚醛树脂作为中间介质,通过加压浸渍处理制备了杉木木材/蒙脱土纳米复合材料(WMNC),采用XRD、SEM、FTIR、TG-DTA等分析手段对WMNC的结构特性进行了表征.结果表明:①由于部分蒙脱土剥离片层进入了杉木木材细胞壁,WMNC中杉木木材的结晶度降低.②由于蒙脱土改性、树脂分子对蒙脱土的插层以及木材浸渍处理过程等的差异,蒙脱土在WMNC中的大小、形态和分布具多样性.蒙脱土填充的不均匀性,与杉木木材本身的渗透变异性相关.WMNC中的蒙脱土,部分填充于木材细胞腔等大孔隙,部分附着在木材细胞腔内壁,部分进入了细胞壁.③WMNC的缔合羟基增多,醚键大量增多,蒙脱土与杉木木材可能存在氢键或化学键结合.④WMNC的热分解历程改变,热性能提高,起始分解温度降低,高温区的热解失重显著减少,在一定程度上体现了无机复合组分蒙脱土纳米片层的纳米复合效应.      

纳米CuO/硅溶胶制剂处理杨木性能的研究

  目的  探究不同后处理方式对纳米木材防腐剂浸渍材的耐腐性、顺纹抗压强度以及对浸渍材中铜离子抗流失性的影响,旨在为纳米防腐剂的应用提供依据。  方法  通过机械共混制备了一种纳米CuO/硅溶胶制剂,并结合电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、扫描电镜（SEM）,探究不同后处理方式（100 ℃蒸汽和?30 ℃冷冻）对浸渍材耐腐性、顺纹抗压强度、浸渍材制剂分布和铜离子抗流失性的影响。  结果  经过纳米CuO/硅溶胶制剂浸渍的杨木耐腐性显著提高,达到了 Ⅰ 级强耐腐标准,顺纹抗压强度较未处理材提高了24.42%。相比于浸渍试样,蒸汽后处理时间的延长使制剂更加均匀致密地分布在处理材中,而在冷冻后处理中呈颗粒状。经过蒸汽后处理90 min和冷冻后处理8 h的浸渍材质量损失率较普通浸渍材分别降低了18.30%和24.37%;在抗流失性方面,较短时间的蒸汽后处理可以提高浸渍材中铜离子的抗流失性,而经过不同时间冷冻后处理浸渍材中的铜离子抗流失性要优于普通浸渍材,铜离子流失量减少了8.72% ~ 34.40%。在抗压强度方面,蒸汽后处理浸渍材顺纹抗压强度要高于普通浸渍试样,强度提高了0.64% ~ 5.31%,而冷冻后处理浸渍材顺纹抗压强度较普通浸渍材略有下降。  结论  蒸汽后处理对提高纳米CuO/硅溶胶防腐剂浸渍材耐腐性和顺纹抗压强度有很大的帮助,而冷冻后处理在提高浸渍材中铜离子的抗流失性方面效果更显著。实验结果为不同处理方式在纳米防腐剂中的选择应用提供了参考。      

液化产物改性聚氨酯复合材料性能的研究

以离子液体液化沙柳所得产物与有机蒙脱土（OMMT）等为原料制备PU/OMMT纳米复合材料。通过红外（FT-IR）、X线衍射（XRD）、热重（TG）和扫描电镜（SEM）对PU/OMMT纳米复合材料进行结构表征,加入有机蒙脱土使聚氨酯的结构发生了变化;同时添加6%(质量百分数)OMMT的复合材料的压缩性能和抗压性能分别提高了31.2 kPa和62.0 kPa。     

辊压浸注处理大青杨木材的防腐性能

使用DDAC和硼化物2种水载型防腐剂对饱水大青杨板材进行辊压浸注处理,并进行耐腐等级评定,压缩率为10%～50%.研究结果表明:辊压处理能造成导管间纹孔膜破裂,在细胞壁上和胞间层中形成褶皱和裂隙;随着压缩率的增大,药剂透入深度增大,试材载药量增加,试样质量损失率减小;当压缩率为30%及以上时,药剂横向透入深度大于3.9mm,纵向透入深度大于20mm;30%压缩率浸注DDAC(质量分数1%)的试材载药量为8.743kg/m3、质量损失率为14.36%,30%压缩率浸注硼化物(质量分数2%)的试材载药量为3.322kg/m3、质量损失率为9.92%.     

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%。     

甲氧基丙烯酸酯类制剂的木材防腐性能研究

  目的  木材防腐处理是延长木材使用寿命,减少森林砍伐,保护生态环境的有效方法。本研究对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂、碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯(IPBC)和4,5-二氯正辛基-4-异噻唑啉-3-酮（DCOIT）的防腐性能进行了系统测试,旨在筛选出生态友好型木材防腐制剂,丰富木材防腐剂体系。  方法  采用抑菌圈法测试嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、IPBC和DCOIT这5种候选药剂对白腐菌和褐腐菌的抑菌活性,优选出高活性药剂;将筛选出的药剂制备成水基化制剂处理辐射松和毛白杨边材,通过室内耐腐试验探究不同载药量水平下处理材的耐腐性能。  结果  抑菌圈试验结果显示:嘧菌酯、吡唑醚菌酯、DCOIT和IPBC对褐腐菌和白腐菌的抑制效果均较好,其中吡唑醚菌酯和IPBC抗菌效果优于对照药剂丙环唑。防腐处理的辐射松试材对白腐菌和褐腐菌的抑菌测试中,载药量约为0.21 ~ 0.46 kg/m3的嘧菌酯处理材和吡唑醚菌酯处理材的质量损失率分别在3.1% ~ 7.9%和3.5% ~ 7.8%,载药量约为0.22 ~ 0.45 kg/m3的IPBC处理材的质量损失率在0.9% ~ 5.6%。所有药剂处理的毛白杨试样,在各载药量水平下比未处理试样的耐腐朽性能有很大提高,但它们的质量损失率仍然较大,对毛白杨防腐处理不建议使用此类防腐剂。  结论  本研究中制备的吡唑醚菌酯和嘧菌酯制剂与对照药剂丙环唑抗菌效果相当,IPBC制剂抗菌效果优于丙环唑,均可作为新型木材防腐剂进一步开发利用。      

人工林赤松幼龄材与成熟材力学性质的比较

根据人工林赤松Pinus densiflora木材的管胞长度、微纤丝角、管胞长宽比、基本密度、晚材率及生长轮宽度等材性指标的测试数据,采用最优分割法划分出人工林赤松的幼龄材与成熟材的界限,分析了人工林赤松幼龄材与成熟材力学性质差异的表现.结果表明:赤松的幼龄期为小于12 a,抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度和弦向横纹抗压强度等指标成熟材高于幼龄材,径向横纹抗压强度、弦面抗剪强度、径面抗剪强度、弦向抗劈强度和径向抗劈强度等项指标幼龄材高于成熟材.其中,抗弯强度、抗弯弹性模量、径向横纹抗压强度和弦面抗剪强度差异达0.01显著水平,顺纹抗拉强度差异达0.05显著水平.图1表6参6     

含石蜡水基型有机木材保护复合制剂的性能研究

  目的  为满足不同木材败坏防治需要,拟制备出一种具有防腐、防霉、防虫和防水多种功能的水基型有机木材保护复合制剂。  方法  通过室内抑菌圈法筛选出杀菌谱互补的防腐药剂和防霉药剂,复配并筛选两者的最优复配比例;以高效氯氟氰菊酯作为防虫成分、液体石蜡作为防水成分,制备木材保护复合制剂。测试该制剂的乳化稳定性能、防水性能、室内耐腐、防霉、防白蚁等效果,评价该制剂的使用效果并确定在木材上的合适载药量。  结果  通过筛选有效成分,制得质量分数为0.20%苯醚甲环唑、0.20%碘丙炔醇丁基氨甲酸酯、0.02%高效氯氟氰菊酯和40.00%液体石蜡的木材保护复合制剂。该制剂兑水稀释250倍静置1 h未见分层、析油和沉淀;稀释5~20倍处理木材,当木材中液体石蜡含量为49.1 kg·m?3,防水效率达77.8 %;稀释20倍处理木材,木材中苯醚甲环唑和碘丙炔醇丁基氨甲酸酯的载药量超过71.1 g·m?3时,室内耐腐测试中质量损失率可低于1.0%,达到I级强耐腐等级;稀释5倍处理木材,木材中苯醚甲环唑和碘丙炔醇丁基氨甲酸酯单位面积含量均为0.165 g·m?2时,室内防霉测试中霉菌侵染值为0;稀释10倍处理木材,木材中高效氯氟氰菊酯载药量达14.7 g·m?3,白蚁蛀蚀完好值为9.2,质量损失率为2.6%。  结论  制备了一种可满足不同木材败坏防治需要的木材保护复合制剂,该制剂一剂多效、性能稳定,具有良好的防腐、防霉、防虫和防水效果。将该复合制剂稀释5~20倍使用,可满足大多数生物危害的防治需求。表7参21     

CuO—ZnO纳米复合防腐剂对杨木抑菌性能的影响

以普通CuO、ZnO粉体为原料,在分散剂柠檬酸铵作用下,用纳米研磨机,通过湿法研磨技术制备CuO—ZnO纳米复合防腐剂,用激光粒度仪检测不同浓度纳米粒子粒径及其分布,参照LY／T1283—2011研究CuO—ZnO纳米复合防腐剂的抑菌性能,借助扫描电子显微镜观察木材腐朽12周后菌丝生长情况,分析复合防腐剂中药物浓度与木材抑茵性的关系以及防腐剂在木材中的留存率。结果表明：测定纳米复合防腐剂的最小平均粒径为41．7nm;CuO—ZnO纳米复合防腐剂对白腐菌和褐腐菌均有一定的抑菌性,其处理后木材的防腐性和抗流失性能均较好;药剂浓度达到1．25％时即可达到强耐腐Ⅰ级标准,此时平均载药量为4．81kg／m3,质量损失率8．2％,符合性能优良的木材防腐剂指标要求。     

古建筑木材内部腐朽状况阻力仪检测结果的定量分析

为了探讨应用阻力仪检测方法定量评估古建筑木材材质状况的方法和途径,该文以故宫武英殿维修时替换下来的局部腐朽的5根落叶松旧木构件加工的319个试件为材料,用目测法将试件划分为未腐朽及4个腐朽等级,共5个等级,测定了试件的气干密度、抗弯强度和顺纹抗压强度,并对抗弯强度试件进行了阻力仪检测. 应用统计学方法分析了阻力仪检测值与气干密度、抗弯强度和顺纹抗压强度之间的相关关系,用其中的284组数据建立了阻力仪检测值与木材物理力学性质间的线性回归分析模型,并用剩余的35个样本的检测值进行了模型验证.结果表明,随着腐朽程度的加深,木材密度、抗弯强度、顺纹抗压强度及阻力仪检测值均显著降低,5个腐朽等级间差异显著; 木材达到“3”级腐朽时,4项指标分别降低为未腐朽材的24％、42％、76％和71％. 阻力仪检测值与气干密度、抗弯强度和顺纹抗压强度之间均在0.01水平表现为极显著的线性相关关系,其中与密度的相关关系最大. 对建立的线性回归模型进行的模型验证结果表明,模型预测值与实测值具有高度的一致性,两者在0.05和0.01水平上差异均不显著.      

碱木质素与超支化聚丙烯酸酯乳液复配改性速生青杨的尺寸稳定性研究

  目的  为提升木质素对人工林速生材的尺寸稳定性,本研究提出利用碱木质素与超支化聚丙烯酸酯乳液（HBPA）对速生青杨复合改性的方法。  方法  通过在碱木质素中引入HBPA乳液,配制了质量分数1.31%的碱木质素与质量分数4.00%、8.00%的HBPA乳液的复配乳液（4HL、8HL组）,然后分别将碱木质素、HBPA乳液和复配乳液浸渍处理速生青杨,基于改性材的质量增加率、增容率和扫描电镜探究浸渍效果;利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱分析HBPA乳液的聚合情况以及改性材化学组分的变化;通过吸水、吸湿性试验对试材的尺寸稳定性进行评价;并对试材的顺纹抗压强度进行测试。  结果  微观上,随着乳液质量分数的增大,固化后黏附在细胞腔内的乳液越多,整体被改性剂填充的导管和木纤维的数量也相应增多。宏观上,随着乳液质量分数的增大,改性材的质量增加率和增容率也相应提高,复配乳液改性材的4HL组质量增加率和增容率分别为8.14%和3.14%,8HL组质量增加率和增容率为15.05%和3.36%,且复配乳液改性材的质量增加率大于碱木质素和HBPA乳液改性材的质量增加率之和;相对于未改性材,复配乳液改性材4HL组和8HL组在吸水192 h时,吸水率分别降低了29.4%、35.3%,体积膨胀率分别降低了28.5%、29.7%,在相对湿度84%的条件下吸湿21 d后,含水率分别降低了6.9%和11.5%,体积湿胀率分别降低了21.3%、26.0%;HBPA乳液和复配乳液有效提升了速生青杨的顺纹抗压强度,但其变化趋势与HBPA乳液质量分数相关不大。  结论  相对于碱木质素、HBPA乳液改性材,复配乳液改性材的质量增加率和增容率更高,吸水性和吸湿性降低更明显,尺寸稳定性提升更明显,说明碱木质素与HBPA乳液对速生青杨具有复合改性效果。