糠醇树脂改性对竹材物理、力学及防霉性能的影响

为研究糠醇改性竹材的可行性及催化剂的催化效果,分别以马来酸酐和自主研发的复配有机酸为催化剂,通 过真空加压浸渍工艺对竹材进行糠醇树脂改性处理,并对改性后竹材的物理、力学及防霉性能进行测试。结果表 明:1)改性后竹材的增重率分别达到31.03%和25.41%;2)除尺寸稳定性外,改性竹材的大部分性能都有明显改 善,即平衡含水率降低约49%,抗弯强度、弹性模量和顺纹抗压强度均有较大幅度提高,但抗压弹性模量变化不显 著;3)马来酸酐为催化剂的糠醇树脂改性竹材的力学性能改善程度优于复配有机酸;4)改性后竹材对霉菌的防治 效力达100%;5)糠醇改性对竹材尺寸稳定性有显著的负面影响;6)复配有机酸的催化效果可以与马来酸酐相 媲美。      

天然黑荆树皮单宁-糠醇木材胶黏剂的研究

通过天然黑荆树皮单宁与来自玉米及小麦剩余提取物的糠醇在酸性条件下反应,制备出一种新型无污染的热固性生物质木材胶黏剂。通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱( MALDI￣TOF￣MS)及傅里叶红外光谱( FT￣IR)对树脂的结构进行表征;采用静态热机械性能分析( TMA)对树脂的玻璃转化温度及弹性模量进行表征;通过制备胶合板的胶合强度对树脂的胶合性能进行表征。结果表明：在酸性条件下,糠醇中的羟甲基能够且主要与单宁结构单体A环上的6或8号位上的C连接而缩聚成具有一定粘度的大分子化合物。同时,与基于脲醛树脂改性尿素—甲醛—糠醇树脂相比较,单宁—糠醇树脂具有更高的弹性模量及玻璃转化温度,且基于单宁—糠醇树脂制备胶合板的胶合性能优于尿素—甲醛—糠醇树脂。     

单宁热固性塑料的制备及性能研究

以单宁、糠醇、乙二醛、环氧树脂为原料,在实验室条件下共缩聚制备天然单宁—糠醇—乙二醛—环氧树脂硬塑料,通过对其压缩强度、三点弯曲强度、布氏硬度的测试,表征塑料的力学性能,采用扫描电子显微镜观测塑料的微观结构,通过接触角和表面能测试表征塑料的疏水能力,通过差示扫描量热分析表征TFGE树脂的固化性能。结果表明:环氧树脂的加入增加了单宁—糠醇—乙二醛树脂的固化温度,增加了树脂的网状结构,使制备的单宁—糠醇—乙二醛—环氧树脂硬塑料与酚醛塑料相比,具备更高的布氏硬度、抗压强度、弯曲强度和疏水能力。     

三聚氰胺甲醛树脂改性单宁-糠醇树脂砂轮片

采用适量的三聚氰胺甲醛(MF)树脂对单宁-糠醇(TF)树脂进行改性,制备新型热固性环保砂轮片来提高单宁-糠醇树脂砂轮片的力学及切割性能。通过材料外观、硬度、弯曲强度和切割性能对砂轮片进行质量评定,制备新型生物质砂轮片替代商业酚醛树脂砂轮片。结果表明:在弱酸性条件下,三聚氰胺甲醛树脂与单宁-糠醇树脂发生了共缩聚反应,加入三聚氰胺甲醛树脂降低了单宁-糠醇树脂的固化温度,同时提高了固化后砂轮片的硬度和抗弯强度。当三聚氰胺甲醛树脂与单宁-糠醇树脂的质量比为1∶11时,所制备的砂轮片的切割性能最佳。     

糠醇树脂浸渍强化人工林速生杨树木材的性能

为探讨糠醇树脂浸渍强化速生杨树木材性能的效果,分别以马来酸酐和柠檬酸为催化剂,配制不同质量分数的糠醇树脂改性液,采用真空—加压法对速生杨树木材进行浸渍处理,对浸渍材和素材的力学性能、尺寸稳定性、耐久性进行了对比研究。结果表明:浸渍处理后杨木的静曲强度、弹性模量和硬度有所增强,干缩率、湿胀率和吸水率显著降低,浸渍材的防霉防蓝变性、耐腐性和抗虫蛀性能均显著优于素材。当以2%的马来酸酐为催化剂、糠醇树脂质量分数为50%时,杨木的各项性能改善效果最佳。     

大豆蛋白改性酚醛树脂制备及其固化特性研究

采用富含氨基的大豆蛋白对酚醛树脂进行共缩聚改性,探索蛋白对酚醛树脂低温快速固化的影响。通过检测树脂的pH、固含量、凝胶时间,以及结合红外、热重、差示扫描量热分析等方法对改性的酚醛树脂的各项性能进行研究。结果表明,大豆蛋白改性酚醛树脂具有良好的理化特性和胶接性能,其中30%SPF树脂制备胶合板的胶合强度高,达到1.30 MPa;大豆蛋白与苯酚、甲醛发生了共缩聚反应,形成的大豆蛋白-苯酚-甲醛共缩聚树脂结构具有优异的热稳定性,且具有较低的固化温度。该研究解决了酚醛树脂存在的固化温度高、固化速率慢、高度依赖化石资源等缺点,为其在木材工业中广泛应用提供依据。     

前处理与后处理对木材糠醇浸渍中可渗透性的影响

[目的]探讨不同处理木材低压糠醇浸渍改性的效果。[方法]以橡胶木为研究对象,探讨预汽蒸、预水煮处理以及后静置对糠醇浸渍木材渗透性的影响。[结果]水煮时间越长、温度越高,渗透效果越好,以6 h,75℃的水煮处理效果为佳;汽蒸处理也可较好地改善糠醇的渗透效果,尤以4 h、126℃的汽蒸效果为佳;后静置工艺可以显著提高糠醇在木材中的渗透性。此外,浸渍面积比与糠醇改性木材增重率有明显的线性关系,增重率越大,浸渍面积比越大。[结论]预汽蒸、预水煮和后静置均能提高糠醇在橡胶木内的渗透性。     

塑合木研究的新动态

就塑合木制备中有关树脂液、添加剂、木材尺寸稳定性的化学处理与塑合木结合、树脂液与木材细胞壁组分的键合以及塑合木材性的研究,综述了近年塑合木研究的新动态。     

高质量分数甲醛增强冷固型三聚氰胺-尿素-甲醛树脂性能

为探究高质量分数甲醛对共缩聚合成三聚氰胺-尿素-甲醛树脂（MUF）性能的影响,以高质量分数甲醛（50%）为原料合成树脂（MUF-H）,在自制混合固化剂作用下,通过常温（20 ℃左右）冷压制备胶合木,对比了高质量分数甲醛与普通甲醛合成树脂的物理力学性能,并借助动态热机械性能（DMA）,红外光谱（FT-IR）和核磁共振（13C-NMR）等分析手段诠释两者间的差异。结果表明:相对于以普通甲醛制备的MUF树脂,以高质量分数甲醛替制备MUF-H树脂能有效提高树脂的固体含量和黏度,缩短固化时间,胶合木干状剪强度增幅为60%,耐水性能和剥离率测试皆能满足相关国家标准;动态热机械性能测试结果表明:高质量分数甲醛制备MUF-H树脂能大幅度增强树脂的弹性模量;核磁共振分析表明:以高质量分数甲醛合成的MUF-H树脂具有较高含量的三聚氰胺与尿素共缩聚产物亚甲基醚键,说明体系有较高的缩聚程度和交联度。图5表5参15     

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。     

单宁树脂在木材工业的应用研究进展

单宁拥有天然的苯酚类结构,可广泛用于树脂胶黏剂的制备。介绍了单宁的资源现状,结构和树脂合成过程中存在的反应,及其在胶合板、刨花板、木材防腐、装饰浸渍纸、结构用集成材、纤维及其他复合材料等木质品生产领域的应用研究进展。概括了单宁树脂产业化应用存在的主要问题及下一步研究重点,对中国单宁在木材工业的有效利用提出了展望。     

单宁-羟甲基糠醇胶黏剂的制备与应用

通过实验室自制羟甲基糠醇与缩合单宁在酸性条件下反应,制备新型生物质热固性单宁-羟甲基糠醇胶黏剂,对其基本理化性能测试和刨花板内结合强度、厚度膨胀率进行检测,通过差示扫描量热法(DSC)对其固化机理进行分析。结果表明:在酸性条件下,羟甲基糠醇能够避免糠醇自缩聚现象发生,其与缩合单宁的反应程度较糠醇高;在pH为2、羟甲基糠醇与单宁质量比为1∶2的条件下的胶黏剂制备刨花板的静曲强度、干状内结合强度、耐水性均优于其他条件制备刨花板。     

三聚氰胺–尿素–葡萄糖（MUG）生物质树脂/硅酸钠复合改性杨木的性能与机理研究

  目的  研究改性材的微观形貌、化学结构和元素成分等变化,探讨三聚氰胺–尿素–葡萄糖（MUG）生物质树脂复合改性剂对杨木的改性作用机理,旨在为MUG复合改性剂的应用提供依据,促进木材的绿色改性。  方法  通过将有机硅烷等疏水基团,引入MUG生物质树脂与硅酸钠的复配溶液中,制备硅烷杂化MUG树脂/硅酸钠复合改性剂（GS_T）,对杨木进行真空加压浸渍处理,测试改性杨木的物理力学性能,采用扫描电镜–X射线能谱仪（SEM-EDX）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）等,表征改性材的微观形貌、化学结构、元素成分和结晶度,利用微型量热仪（MCC）测试其燃烧性能和热解特性。  结果  SEM-EDX分析表明:GS_T改性剂渗透性好,能有效渗入木材细胞腔和细胞壁中;改性材的C、O、Si元素无规分布于木材细胞腔、细胞壁、细胞间隙等处,导管沉积最为明显;改性剂对木材孔隙的填充以及对纤维素非结晶区的充胀,有效提高了木材的尺寸稳定性和力学性能。FTIR分析表明:GS_T改性材中半纤维素等多糖与改性剂发生了交联反应,减少了C=O、—OH等吸水性基团。XPS分析表明:GS_T改性材的C1最多,C3最少,木材的多糖类物质、木质素醇羟基、酚羟基以及羰基等活性基团与改性剂发生反应,减少了羰基等活性基团,增加了C—H、C—C结构含量。XRD分析表明:GS_T改性材衍射峰无明显变化,相对结晶度增大,说明改性剂进入纤维素非结晶区使其分子排列更加有序。MCC分析表明:GS_T改性材的热释放能力、热释放速率峰值和总热释放量分别下降了65.7%、66.2%和6.2%,800 ℃残炭率提高了122.6%,热释放强度大大降低,火灾危险性减小。  结论  GS_T复合改性剂可有效渗入杨木内部,与木材中半纤维素等多糖发生交联反应,减少糖基等活性基团,使非结晶区排列更为有序,从而提升改性杨木的物理力学性能。      

木材低分子量树脂改性研究进展

人工林木材密度较低、材质较差、防护性能弱,应用范围受到极大的限制。低分子量树脂处理是提高人工林木材各项性质、增加其附加值的有效途径。作者综述了国内外近年来树脂改性的研究进展,对改性工艺、改性前后木材的各项性能变化以及改性机理研究进行了详细评述,并总结了树脂在木材中的存在状态以及与细胞壁的结合情况,最后提出了本领域的发展趋势,以便为木材树脂改性的进一步研究提供参考。     

糠醇与甲醛在酸碱介质中的ESI-MS分析

以糠醇与甲醛为研究对象,通过电喷雾电离质谱仪(ESI-MS)分析糠醇与甲醛在酸碱介质中的反应规律。结果表明,糠醇与甲醛在碱性条件下很稳定,不产生糠醇自缩聚结构,也没有糠醇与甲醛反应结构;酸性条件下,糠醇的5号位与甲醛发生了羟甲基化,同时大量存在糠醇的自缩聚反应,两者是一种竞争关系。     

纤维增强树脂复合材料/竹木胶合界面的处理工艺

以砂光处理、等离子体处理、羟甲基间苯二酚(HMR)处理为不同因素,研究了纤维增强树脂复合材料(FRP)/竹、FRP/木胶合界面处理工艺。结果表明胶合界面优化工艺为:FRP不做处理,而竹材和木材表面以150 g/m~2的涂布量涂布HMR。     

福建5种重要木竹材细胞染色性能的研究

通过０．００５ｋｇ·ｌ－１、０．０１ｋｇ·ｌ－１两种浓度的酸性橙、直接兰、碱性绿三种染料对福建产五种重要的木竹材杉木、马尾松、米槠、木荷及毛竹切片进行染色试验和显微观察,阐明了三种染料对木竹材各种细胞的染色性,揭示了木竹材的染色机理、为进一步研究木材染色工艺打下基础     

木基金属功能复合材料研究进展

为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大地推动了木材科学的发展。随着对木材基本物化性能研究的逐步深入,新型木基复合材料也应运而生,如木基金属功能复合材料,其赋予木材新的电磁屏蔽、导热和导电等功能。根据木基金属复合材料的功能特性,可将其分为3类:电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材。电磁屏蔽木材主要用于有射线辐射空间的地板、棚板、壁板等,其制备方法主要有化学镀金属和胶合金属两种,化学镀金属是通过化学的方法使木材表面金属化,胶合金属是通过胶黏剂将金属材料与木材相结合,这两种方法均能提高木材的电磁屏蔽效能,可以减少电磁辐射对人体的伤害。金属化木材是将低熔点合金以熔融状态浸透到木材细胞中并冷却固化后形成的复合材料,熔融状态的金属以木材导管为载体,使复合材料的压缩强度、硬度、导热性、导电性、耐磨性、冲击韧性等大幅度提高,可作导热木材用于地热采暖领域。浸透型磁性木材是在一定的压力下使磁流体浸透到木材内,从而制得带有磁性的木材,可用在磁记录、记忆、电磁转换、屏蔽、防护、医疗和生物技术、分离纯化等诸多领域。目前,木基金属功能复合材料的研究主要集中在木材表面化学镀上,此种制备方法金属只能覆盖在木材表面,而不能浸透到木材内部。金属化木材可以使金属浸透到木材中,但现有研究所用的基材没有经过处理,金属的渗透性不高,如何改善基材,最大限度发挥金属化木材的优异性能,进一步推动木基金属功能复合材料的应用范围,将是下一步研究的重点。本文对3种不同功能复合材料（电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材）的研究现状进行概述,同时提出木基金属功能复合材料现有研究中的不足,并展望金属化木材在更多领域的应用和发展前景。      

大豆蛋白改性集成材用三聚氰胺-尿素-甲醛树脂

为降低胶黏剂体系中游离的甲醛含量,增加其耐久性,以改性大豆蛋白为改性剂,合成改性三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂MUF-1,并对其基本性能、胶合性能等进行测试分析。结果表明:在"弱碱-弱酸-弱碱"合成工艺的初始碱性阶段,添加9%改性大豆蛋白改性MUF树脂效果最佳,合成树脂黏度适中,操作性好,利于集成材生产,体系中游离甲醛含量较未改性树脂降低52%;用改性后的MUF-1树脂制备的胶合木具有良好的胶合性能及耐水性能,满足国家结构集成材标准。核磁共振(13C-NMR)分析结果表明,改性大豆蛋白的引入会在一定程度上阻碍缩聚反应的进行,红外光谱分析结果亦与之印证。动态热机械性能分析(DMA)测试分析表明改性后的MUF-1树脂起始固化温度降低,在固化速率基本一致的情况下,较之未改性MUF树脂固化更彻底,体现出较优的力学性能。     

增强型单板层积材研究进展

用人工林木材制造增强型单板层积材替代优质木材,具有良好的应用前景。分别从制造工艺、单板性能、增强方式等方面对国内外增强型单板层积材的研究进展进行了综述。结果表明,制造工艺朝着自动化、连续化方向发展;单板性能与产品性能息息相关;增强方式有单板改性增强、树脂浸渍单板增强、竹材增强、不同树种组合增强、纤维复合材料增强。并针对我国现状,提出若干建议。