不同硅烷偶联剂对木材润湿性的影响

木材含有大量亲水基团,为多孔性材料,极易受到水分的影响,再加上木材本身属于有机高分子材料,易受微生物侵染。为减少水分给木材带来的不利影响,提高木材利用率,需对木材进行特殊处理,从而阻止大量水分进入木材。将纳米SiO2和纳米TiO2复合,并利用不同硅烷偶联剂对复合后的纳米颗粒进行改性处理,通过分析表面形貌、化学结构、表面润湿性等,考察处理后木材的疏水性。结果表明：经硅烷偶联剂KH550处理后的木材,疏水效果最好。处理材横切面的接触角高达146.1°,其他两个切面也均达到疏水效果。     

浸渍法制备磁性木材的磁性和电磁波吸收性能

研究了通过浸渍法制得的磁性木材产物不同部位对产物中磁性物质的分布、磁性和电磁波吸收性能的影响。利用金属盐离子尺寸小、在木材中渗透性优于纳米颗粒的特点,将经过预处理的木材先后浸渍于三价铁和二价铁的混合溶液以及氨水溶液中,通过化学共沉淀的方法在木材中原位制备Fe_3O_4纳米颗粒,从而得到磁性木材。对样品成分和结构进行红外光谱和X射线衍射光谱分析;将环境扫描电子显微镜与EDS mapping模式联用研究样品中磁性颗粒的分布;使用振动样品磁强计对所得样品的磁性进行了测量;并使用网络矢量分析仪对杨木试样的电磁波吸收能力进行了测试。铁盐浸渍液中Fe~(3+)和Fe~(2+)的物质的量之比为2∶1,氨水质量分数为25%,浸渍液通过导管传输和纹孔渗透两种方式进入木材内部,最终生成磁性颗粒。磁性颗粒的粒径在13 nm左右,磁性木材不同部位的铁含量按照角、边和中心的顺序依次递减,角部位的磁性强度最高,为24.75 emu/g,而中心部位仅为1.64 emu/g。同时,不同部位的磁矫顽力均较大,分别为137.60(中心),28.15(边)和10.11 Oe(角),表明制得的磁性木材改变了原来磁性颗粒(Fe_3O_4)的软磁性特征,为硬磁材料。此外,它们在5.0 GHz处的电磁波吸波强度分别为-0.63(中心),-3.93(边)和-17.12 d B(角)。采用铁盐与氨水逐步浸渍和原位共沉淀的方法可以成功制备磁性木材。在固定的浸渍液配比浓度和铁盐浸渍时间下,磁性木材内部不同部位所含磁性颗粒的量按中心、边和角的顺序逐渐增加,分布更加均匀,相应的磁性逐渐增强。同时,制得的磁性木材为硬磁材料,但从磁性木材的中心部位到边和角部位呈现出向软磁材料转变的趋势。而制得的磁性木材不同部位电磁波吸收性能按中心、边和角的顺序逐渐增强。铁盐浸渍6 d得到的3 mm厚磁性木材的角部位电磁波吸收能力最强,且对5.0 GHz波段的电磁波吸收性能满足吸波材料的要求。     

TMCS等离子体对西南桦木材表面的修饰

为了使西南桦木材表面具备疏水性能,在等离子体环境下以三甲基氯硅烷(TMCS)为单体对其进行了表面修饰,并采用FTIR-ATR、XPS、SEM和静态接触角等手段对改性前后的表面性能进行了分析和表征。结果表明:T MCS与木材表面发生了硅烷化反应,引入了甲硅烷基,Si元素含量达到了22.82%;修饰后的木材表面形成了均匀的颗粒状结构,疏水性和疏水稳定性得到了明显提高;随着处理功率的增加,接触角呈现逐渐减小的趋势。     

液体石蜡冷却润滑介质对木材表面性能的影响

将不同木材表面喷涂不同量液体石蜡后,分别测定木材表面胶合强度、接触角和漆膜附着力,研究液体石蜡作为冷却介质对切削木材表面性能的影响。实验结果表明,不同木材表面喷涂液体石蜡会降低表面胶合强度,但其强度均仍符合国家标准相关规定;液体石蜡会增大木材表面润湿接触角,且不同木材的增幅不同。液体石蜡会降低木材表面漆膜附着力,且当液体石蜡喷涂量在0.002~0.005g/cm~2时,其漆膜附着力低于国家标准要求的3级。     

超疏水木材老化性能初步探究

以杉木为基底,采用一步水热法在木材基底上构建超疏水结构,使水滴静态接触角可达151°,滚动角小于5°。并采用湿热老化实验和化学稳定性测试实验初步探究超疏水木材老化性能。实验结果表明,超疏水木材经72 h湿热老化实验之后,表面水滴静态接触角仍可达150.5°,其滚动角小于5°。在强酸溶液中浸泡8 h后水滴接触角仍可达150°,但在强碱溶液中浸泡后水滴接触角急剧下降。     

木材表面耐久性超疏水涂层的制备及性能研究

木材表面疏水处理是提升木材使用寿命的一种有效途径。研究采用喷涂法在木材表面构建十八烷基三甲氧基硅烷-无机颗粒-环氧树脂复合超疏水涂层,采用扫描电子显微镜、超景深三维显微系统、傅立叶变换红外光谱和接触角测试等方法对涂层表面进行分析和表征,对比不同种类、粒径无机颗粒（二氧化钛、二氧化硅）和环氧树脂预聚物用量的涂层样品性能,优化涂层制备工艺。结果表明,优化工艺制备的涂层在经历20个周期的砂纸（1 000目）磨损或20次胶带剥离后水接触角仍大于150°,超疏水性能稳定,涂层的大部分微纳结构得以保留,表现出良好的机械耐久性。     

硼砂和羟乙基纤维素改性TDI交联聚乙烯醇木材粘合剂的研究

笔者主要研究以硼砂和羟乙基纤维素改进甲苯二异氰酸酯(TDI)交联聚乙烯醇(PVA)木材粘合剂。采用正交试验法,探讨实验室制备该粘合剂的工艺条件:如羟乙基纤维素(HEC)、PVA、硼砂、交联剂TDI的加入量、合成反应的温度以及合成反应的时间等因素对该粘合剂粘结性能(包括压缩剪切强度、融冻性、颜色、黏度等)的影响。通过该改性过程能形成一种稳定的单组分、性能优良、原料成本合理、无环境污染的白色木材乳胶。通过正交试验分析得出在该试验设计范围内实验室制备该木材粘合剂最佳合成工艺:硼砂的加入量为0.1g/100 mL、HEC的加入量为0.4g/100 mL、PVA的加入量为10g/100mL、TDI的加入量为3mL/100mL、反应温度为30℃,搅拌反应时间为75min。聚乙烯醇粘合剂通过该改性过程,其压缩剪切强度达到6MPa以上,能形成一种稳定的单组分、性能优良、原料成本合理、无环境污染的白色木材乳胶。     

一步溶胶凝胶法制备木基超疏水层的研究

为简化超疏水木材的制备工艺,以正硅酸乙酯为前驱体,氨丙基三乙氧基硅烷为修饰剂,采用一步溶胶凝胶法构建超疏水木材,并研究了其表面形貌和疏水性能。结果表明:表面类荷叶的微纳米分级结构协同低表面能物质,使杉木转变为超疏水性,表面接触角达151.5°,动态接触角低于8°;试样在大气中放置1年,经强酸、强碱溶液分别浸泡及超声波清洗25 min后,接触角仍高于140°,保持了较好的疏水性能。     

纳米TiO_2处理木材的表面疏水性能初探

为改善木材的疏水性能,先采用二氧化钛(TiO2)溶胶进行处理,再分别用低表面能物质硬脂酸、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)进行改性处理。结果表明,改性试样表面负载有纳米级TiO2颗粒,表面修饰了低表面能物质;改性试样的水接触角较未处理材大幅提高;HDTMS比硬脂酸显示出更优良的疏水性能。     

等离子体处理对6种木材表面润湿性能的影响

【目的】基于现有大量空气等离子体对人工林木材表面改性的研究,采用不同气体辉光放电等离子体对3种人工林和3种天然林木材进行改性处理,对比研究其对木材表面润湿性能的影响,为常压空气等离子体处理木材表面的工业化生产提供理论支持,为等离子体在不同木材表面改性的应用奠定理论基础。【方法】采用空气(Air)、氧气(O2)、氮气(N2)、氩气(Ar)和氦气(He)5种气体辉光放电低温等离子体分别处理山杨、云杉、蓝桉3种人工林木材和实木制品及木质制品表面饰面常用的红栎、白桦和黑胡桃3种天然林木材,测试计算不同等离子体处理条件下木材的接触角和表面自由能,以及经氮气等离子体不同时间处理后木材的表面水接触角,研究不同气体辉光放电低温等离子体对不同材质木材表面润湿性能的影响。【结果】木材表面经空气、氦气、氩气、氮气和氧气5种气体等离子体处理后,表面与水、二碘甲烷的接触角均明显减小,表面自由能增大,润湿性得到显著改善。试验条件下,氦气等离子体处理对云杉、山杨木材表面润湿性能影响最大,而蓝桉、红栎、白桦和黑胡桃木材均为氩气等离子体处理后的表面接触角降幅最大,表面自由能增大明显。等离子体处理时间对木材表面润湿性影响相对较大,一般人工林木材以3 min为宜,天然木材以4 min为宜。【结论】不同气体等离子体处理木材表面后,木材表面润湿性能均得到改善,且以空气作为等离子体处理气体的润湿效果相对较好。在实际生产应用中,可采用空气等离子体处理提高木材及木基复合材料间的胶合、接枝等性能。     

桦木醇戊二酸酯的合成及溶解性能分析

为了增强桦木醇的亲水性,对桦木醇的C-3位、C-28位羟基进行修饰,在吡啶作溶剂、二甲基氨基吡啶(DMAP)作催化剂的条件下,与戊二酸酐反应合成桦木醇戊二酸酯.采用FT-IR、 1 H NMR 和MS对产物进行结构表征,并且选用平衡法测定了桦木醇和桦木醇戊二酸酯在丙酮、无水乙醇、水和磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH值7.4,)等不同溶剂中的溶解度.结果表明,在丙酮和无水乙醇中,桦木醇戊二酸酯的溶解度是桦木醇的33.52和22.65倍;在水中,桦木醇戊二酸酯的溶解度为 0.002 1 g(100 mL 水);在PBS中,桦木醇戊二酸酯的溶解度约为 0.001 5 g(100 mL PBS),目标产物的亲水性有了显著的改善.     

异长叶烷酮与水合肼的合成反应

以异长叶烷酮为原料,与水合肼合成异长叶烷基席夫碱,采用单因试验和正交试验考察了不同条件对反应的影响。结果表明,以异长叶烷基席夫碱的得率为考察指标,其合成的最佳工艺条件为:以无水乙醇为反应溶剂,催化剂浓硫酸的用量0.6%(以总物料的体积为基准),反应温度78℃,反应时间24 h,n(异长叶烷酮)∶n(水合肼)为1∶5,此条件下的得率为87.84%。采用GC-MS、FT-IR和1H NMR等手段对所得产物进行了分析与表征,证明合成了异长叶烷基席夫碱。     

2,3,4-三羟基二苯酮的催化合成研究

讨论2了2，3，4=三羟基二苯酮的催化合成诬蔑应运 焦性没食子酸为起始原料，在惰性气体保护和催化剂（ZnCl2,AlCl3或SOCl2)的存在下，在芳香烃与水组成的二元混合溶剂中，与三氯甲苯反应，经过芳香烃溶剂的后处理，可以得到2，3，4-三羟基二苯酮，产率最高达87%，该方法的优点在于原料易得，操作条件简单，易于控制，收率稳定，产品质量高，成本低。     

Curing behavior and adhesion properties of epoxy resin blended with polyhydric alcohol-liquefied <Emphasis Type="Italic">Cryptomeria japonica</Emphasis> wood

Cryptomeria japonica (Japanese cedar) wood was liquefied using polyethylene glycol (PEG-400 and PEG-600)/glycerol as the solvent with H₂SO₄ as a catalyst. The blended epoxy resins were prepared by mixing the liquefied wood with epoxy resin of various weight ratios and used for wood gluing. The results showed that blended epoxy resins could cure under room temperature with an exothermic reaction. DSC thermoanalysis showed that increasing the blending amount of liquefied wood would shift the peak of curing reaction to a higher temperature but with less heat released. Blended epoxy resins had a good dry bonding strength for wood when cured at room temperature. However, curing with heat treatment could improve the wet bonding strength of blended epoxy resins, especially for those prepared with PEG-400-liquefied wood.     

氢氧化钠预处理对木材漂白促进作用的研究

用ＮａＯＨ的稀溶液处理泡桐木材,观察桐木渗透性、木材颜色的变化不碱液对泡桐木材漂泊白效果的促进作用进行了研究。结果表明ＮａＯＨ稀溶液对木材颜色没有明显损害作用,能显著提高桐木的渗透性,促进木材漂白效果。泡桐木材经过２ｄ的０．３％ＮａＯＨ稀溶液预处理,再经２％的硫代硫酸钠漂白处理３ｄ,半年老化后测色,桐木表面和内部的白有度比未处理材显著提高,色差显著降低。     

Fractional isolation and structural characterization of mild ball-milled lignin in high yield and purity from <Emphasis Type="Italic">Eucommia ulmoides</Emphasis> Oliv

Sequential extractions of the mild ball-milled Eucommia ulmoides Oliv with 80% neutral dioxane, 75% dioxane containing 0.025 M HCl, 75% dioxane containing 0.1 M NaOH, 60% ethanol containing 0.5 M NaOH, 5% KOH, 5% NaOH, and 8% KOH at 75°C for 3 h released 91.3% of the original lignin. The results showed that the procedure for extracting lignin from the mild ball-milled wood with mild alkaline organic solvent was more efficient than the traditional method of neutral and mild acidic dioxane extractions. The structure of the seven lignin fractions were analysed using wet chemical analysis, such as alkaline nitrobenzene oxidation, FT-IR, and solution-state ¹H, ¹³C, and ³¹P NMR techniques. It is clear that the sequential mild acidic and alkaline organic solvent extractions of the mild ball-milled E. ulmoides Oliv offered significant yield improvements over the traditional signal acidolysis procedure for isolating lignin from wood, and the alkaline organic solvent extraction led to more lignin release than that of the mild acidolysis. This new procedure proposed in this study could be used for the lignin structural analysis, whereby wood is mild ball-milled and successively extracted with both mild acidic and alkaline organic solvents as well as aqueous alkalis to produce lignin fractions with high yield and purity and representing the total lignin in wood.     

水性树脂底漆对木材表面润湿性的影响

水性树脂底漆对木材表面润湿性能的影响是决定木器涂装质量的关键因素。为了给木器水性漆涂装提供基本依据,选择松木、杉木、橡木、奥古曼和非洲紫檀5种木材,研究水性丙烯酸树脂底漆、水性丙烯酸改性聚氨酯底漆、双组分水性丙烯酸树脂对其表面润湿性能的影响。采用正交试验设计方案,以漆种、底漆质量分数、树种和干磨砂纸粒度为影响润湿性的因素,分别研究水性树脂底漆在木材弦、径切面的接触角大小和5种木材弦、径切面的孔槽比,分析影响木材表面润湿性的因素及原因。结果表明:4个因素水平中,底漆质量分数和漆种对木材表面润湿性的影响非常显著,树种对其影响显著,干磨砂纸粒度对其无显著影响;5种木材径切面的孔槽比高于弦切面,针叶材弦、径切面的孔槽比高于阔叶材,径切面的润湿性优于弦切面,针叶材表面润湿性优于阔叶材;此外,单组分水性树脂底漆在5种木材弦、径切面的润湿性优于双组分水性树脂底漆。因此,在木器水性漆高质量涂装中,对于不同木材种类应该选择合适的水性涂料及最优质量分数,才能保证涂装中底漆良好的质量。     

Natural weathering of Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood treated with epoxidized linseed oil and methyltriethoxysilane

In this study, the effect of natural weathering on the performance of Scots pine sapwood treated with epoxidized linseed oil (ELO) and methyltriethoxysilane (MTES) was investigated by measuring water uptake, colour, check propagation and chemical changes. Boards were impregnated in a pilot-scale autoclave under various conditions. After the treatments, pairs of samples were cut from the treated boards and exposed at 45° angle facing south for a long-term test of natural weathering above ground in Uppsala (Sweden). The effect of solar radiation and humidity on the colour changes, water uptake, check propagation and chemical alterations was assessed during 20 months of exposure. The obtained results can serve as indication for the viability of the treatments. Samples impregnated with low retentions of ELO showed similar performance regarding check propagation and moisture uptake as samples with higher retentions. No significant difference between these samples was found regarding colour change which is mainly caused by blue stain fungi on the surface. In opposite, samples treated with MTES exhibited no consistent water uptake and check propagation unproportioned to the applied retentions. The spectra of ELO- and MTES-treated wood after weathering showed a significant decrease of the peak at 1510 cm^?1 indicating delignification of wood surface caused by weathering.     

桐马酸酐甲酯接枝改性杨木粉的制备及其表征

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂、吡啶为催化剂,采用桐马酸酐甲酯(MEMA)对杨木粉(PWP)表面接枝化学改性。研究了反应物料配比、反应温度、反应时间及催化剂用量对杨木粉改性反应的影响,并通过接触角测量、元素分析、红外光谱(FT-IR)、13C固体核磁共振光谱(13C CP-MAS NMR)及扫描电子显微镜(SEM)表征了改性杨木粉的结构与表面性能。实验结果表明:以MEMA与PWP质量比7.5∶1,催化剂吡啶用量为杨木粉质量的5%,120℃反应6 h,制备的桐马酸酐甲酯改性杨木粉的质量增加率为20%～25%;改性后杨木粉疏水性增强。