糠醇树脂改性对重组竹性能的影响研究

【目的】竹材内含丰富的淀粉和糖类物质,易遭霉菌侵蚀,耐候耐久性差,探讨糠醇树脂改性对重组竹物理力学性能和防霉性能的影响,为重组竹糠醇树脂改性技术提供参考和借鉴。【方法】利用10%、20%、30%质量浓度的糠醇树脂加压浸渍竹束单元,对其进行改性处理,并采用"热进冷出"工艺制备重组竹板材,测量不同质量浓度糠醇树脂改性处理竹束的颜色和增重率,比较不同质量浓度糠醇改性重组竹材的吸水率、吸水厚度膨胀率、弹性模量、静曲强度、热稳定性、防霉性能和微观结构,检测了糠醇树脂在竹材样品中的显微分布,系统研究了糠醇树脂质量浓度对重组竹物理力学性能、热性能和防霉性能的影响规律。【结果】糠醇树脂改性处理使竹材颜色明显加深,尺寸稳定性、热稳定性和防霉性能显著提高,与对照材相比,改性竹材的色差可提高30.92%,吸水率可降低41.03%,吸水厚度膨胀率可降低46.34%,热失重率可降低75.38%,防霉等级可提高3个等级;糠醇树脂改性处理对重组竹的弹性模量影响不显著,但使其静曲强度最大可降低20.21%;随着糠醇树脂质量浓度的增加,改性竹材的颜色、尺寸稳定性、热稳定性、防霉性能均呈显著增加趋势,其静曲强度呈逐渐降低趋势。【结论】糠醇树脂改性重组竹具有优异的物理力学性能和防霉性能,20%糠醇树脂改性重组竹对霉菌的防治效力达到100%,可广泛应用于室外竹制品的制造。     

漆酶催化碘处理竹材防霉性能

【目的】利用生物酶催化氧化特性,使无毒杀菌剂碘与竹材形成稳定化学键提高碘的抗流失性,增强竹材防霉性能,为天然无毒防霉剂的开发提供新思路。【方法】以2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为促进剂,采用漆酶催化碘化钾并与竹材反应,将碘固着于竹材中,赋予竹材抗流失性和防霉性能,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析竹材处理前后的主要基团和元素变化。以4年生毛竹为试验材料,以木霉、黑曲霉和桔青霉为试验菌种,研究不同浓度漆酶催化碘化钾对3种霉菌的防霉性能。为得到有效成分在竹材中的固着性,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定碘含量,计算竹材中碘固着率。以木霉、黑曲霉和桔青霉3种混合菌环境感染流失和未流失处理材,测试竹材流失前后的综合防霉效果。【结果】漆酶催化碘处理竹材可有效提高竹材防霉性能,不同浓度(以质量百分数wt.%表示)漆酶的参与均优于碘化钾单独处理组的防霉效果,其中浓度为4. 8×10~(-3)wt.‰的漆酶/碘化钾处理材对木霉抵抗力最强,对黑曲霉和桔青霉效果次之,21天后几乎完全被霉菌覆盖。流失试验表明,碘化钾处理竹块碘固着率为37. 47%,质量百分数为4. 8×10~(-3)wt.‰的漆酶催化碘处理竹块后碘固着率提高到86. 13%。3种混合菌环境下碘化钾只拥有有限的防霉效果,加入漆酶后防霉效果明显提高。FTIR和XPS分析表明,漆酶催化碘处理能使竹材木质素发生变化,并在木质素上形成C—I键,而纤维素和半纤维素变化较小。【结论】利用漆酶催化碘处理竹材可在一定程度上提高竹材防霉性能,漆酶浓度越大,防治效力越高。漆酶催化碘处理竹材能有效提升碘在竹材中的固着率。无论是否经过流失试验,漆酶催化碘处理竹块防霉效果均明显高于碘化钾处理竹块。该研究结果不仅可拓宽漆酶等生物酶的应用领域,而且也能为食品或人体接触的竹材提供安全可靠的防霉剂。     

玉米秸秆润湿性及胶粘剂胶合性能改性效果研究

玉米秸秆的润湿性及其胶合性能,对人造板生产和产品性能有很大影响.通过对玉米秸秆外表皮进行处理,并采取对常用胶粘剂添加异氰酸酯进行改性等方法,研究玉米秸秆表面润湿性以及胶粘剂胶合性能的改性效果.结果表明:改性后的复合胶粘剂对玉米秸秆外表皮的润湿性有较大影响;经过酸碱处理后的玉米秸秆外表皮的胶合性能有所提高,且碱处理的秸秆表皮胶合性能更好.     

三唑等制剂处理竹材的防霉防变色效果比较

为开发高效低毒的竹材防霉防变色剂,采用抑菌圈试验法,从异噻唑啉酮类衍生物(CMIT/MIT和DCOIT)、有机碘化物(IPBC)、三唑类化合物及多菌灵盐酸盐(CBZ)等10种药剂中,筛选出4种较优的防霉、防变色药剂,并测试其处理竹材的防霉、防变色效果。结果表明,IPBC、CMIT/MIT及CMIT/MIT与CBZ的复配制剂,可有效防治本试验所选霉菌和变色菌。     

超声对竹材表面性能和竹层积材胶合性能的影响

运用超声空化作用处理漂白和炭化竹材以期提高竹材表面性能,提高胶黏剂在竹材表面上的浸润性,进而提高竹层积材的胶合剪切强度。分析了不同超声处理工艺对竹材表面粗糙度和表面润湿性的影响;测试分析了超声处理竹片制成的竹层积材的胶合剪切强度变化。结果表明:超声空化作用能够提高竹材表面粗糙度、降低酚醛树脂胶在竹材表面的接触角,提高酚醛树脂在竹材表面浸润性。超声工艺参数对竹层积材胶合剪切强度的影响程度由大到小依次是温度、功率、时间,竹层积材胶合剪切强度表明:相比较于未处理的竹层积材,经最优超声工艺处理后的漂白竹层积材胶合剪切强度提升18%,炭化竹层积材胶合剪切强度提升12.5%,说明超声提高了竹材表面粗糙度和表面润湿性进而增强了竹材与酚醛胶黏剂的机械耦合作用。总体来看,漂白竹材表面粗糙度大于炭化竹材、润湿性弱于炭化竹材,漂白竹层积材胶合剪切强度大于炭化竹层积材。     

糠醇树脂改性毛竹材增重率与物理力学性能的相关性

通过调控糠醇树脂处理液的质量分数,制备不同增重率(WPG)的糠醇树脂改性竹材,研究增重率对改性竹材尺寸稳定性、吸水率、表面润湿性、抗弯强度和弹性模量、热降解性能等的影响。结果表明,随着增重率的增加,改性竹材吸水率和接触角呈先快速降低、后降幅变缓的趋势;抗胀缩系数(ASE)逐渐增大,当增重率达到20%以后,增大趋势变缓;竹材抗弯强度下降,弹性模量小幅升高;改性竹材残炭率增大,且增重率与残碳率呈现较好的线性相关性。因此,可通过合理控制糠醇树脂改性竹材的增重率,调控糠醇树脂改性竹材的综合性能。     

基于规格竹片的胶合界面研究现状及建议

胶合界面对竹质复合材料的整体性能起着非常关键的作用,在制备或使用过程中,胶合界面是应力应变传递的必经通道,是决定材料使用强度和使用寿命的关键因素。为提升和改进新开发的竹材弧形原态重组材料的胶合性能,从规格竹片表面特性和处理、竹材用胶黏剂改性处理及胶合界面表征等方面分析了胶合界面的研究现状,并结合存在的问题提出了建议。不同物理和化学方法处理后竹材表面润湿性的研究较多,且主要集中在矩形规格竹片,而胶黏剂改性研究对象和方法相对单一;现有规格竹单元多为矩形竹片,其胶合界面呈平面结构,而弧形竹片间的曲面胶合界面影响应力和应变的传递,胶合界面表征技术在微观尺度上较好地体现了界面微观特性,但未能体现界面的几何效应。因此,弧形曲面胶合界面的观测空间有待提升。此外,界面形态和微观力学性能的独立表征未能体现界面整体性能,应发展多维设备联用,实现多性能同步表征。     

竹材糠醇树脂改性研究初探

采用两种不同溶剂的糠醇溶液对竹材进行浸渍改性,并对改性后的竹材的力学性能、尺寸稳定性、平衡含水率及防霉性能进行测试。研究结果显示:以乙醇为溶剂的糠醇溶液改性竹材平均增重率(WPG)为5.21%,顺纹抗压强度增加37.26%,抗弯强度和模量增加不显著;平衡含水率降低25.97%;75%湿度状态到绝干状态的抗干缩系数为8.72%,物理力学性能均优于以水做溶剂的配方。经糠醇树脂改性后竹材的防霉性能改善显著,能有效减缓霉菌生长速度,经表面擦拭后,改性后的竹材表面霉变现象不显著,而对照样有明显的霉斑,糠醇树脂改性至少能有效改善竹材的防霉性能。     

高温油热处理对竹材淀粉含量及防霉性能的影响

为了探索高温油热处理改性工艺对5年生新鲜毛竹材淀粉含量及防霉性能的影响,研究采用甲基硅油为加热介质,在不同热处理时间(2,4和6 h)和不同热处理温度(140,160,180和200℃)条件下对毛竹进行高温油热处理。利用分光光度计法测量竹材中的淀粉含量,采用扫描电子显微镜(SEM)观察热处理前后竹材微观结构变化,同时对比了不同油热处理工艺下竹材的防霉效果。试验结果表明:未处理竹材的淀粉含量为3.16%,经过油热处理的竹材淀粉含量均少于未处理竹材,且淀粉含量随着油热处理温度和时间的增加而逐渐降低。在200℃、6 h油热处理条件下,处理后竹材的淀粉含量为0.09%,相比于未处理竹材下降97.23%,高温油热处理能够有效降低竹材中淀粉含量;通过SEM观察发现高温油热处理后竹材薄壁细胞组织发生变形破裂,竹材的渗透性提高,细胞腔中淀粉颗粒显著减少,且竹材纹孔及表面有油介质附着提高防霉性能;在竹材防霉试验中,经过油热处理竹材的防霉能力与未处理材相比均有提高。当热处理温度大于160℃时,防霉效果显著,且竹材淀粉含量越低,对霉菌的防霉效果越好。     

塑化改性竹材的物理力学性能及防霉性能

为了改善竹材及竹制品防霉和防蓝变性能,同时提高竹材尺寸稳定性,以低分子量不饱和酸、脂溶液为塑化改性剂,通过真空加压浸渍处理工艺进行竹材改性处理,并对竹材的物理、力学及防霉性能进行测试。结果显示,改性后竹材的一次增重率达25.6%:尺寸稳定性和顺纹抗压强度大幅提高:对霉菌及蓝变菌的防治效力达100%。     

漆酶催化碘化竹材的防腐性能

【目的】利用漆酶催化氧化碘化物产生碘自由基的特性,将具有杀菌或抑菌作用的活性成分固着于竹材上,提高竹材的防腐性能和抑菌成分的固着性,为木竹材保护和改性提供一种环保、高效的新方法。【方法】以2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为促进剂,采用不同酶活的漆酶催化碘化竹材,通过14天流失试验和室内耐腐性试验测试流失前后竹材的防腐性能,运用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对防腐竹材的形貌和成分进行表征。【结果】单独碘化钾处理竹材具有一定的防腐效果,但质量损失率均在10%以上。采用不同酶活的漆酶催化碘化竹材可进一步提高竹材防腐性能,酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材防腐效果最佳。经白腐菌腐朽3个月后,漆酶催化碘化竹材质量损失率为7.92%,流失试验后防腐竹材质量损失率增至9.85%,仍属于Ⅰ级耐腐。与白腐菌相比,褐腐菌对竹材的降解更严重,未处理竹材质量损失率高达24.95%,酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材质量损失率为9.44%,流失试验后防腐竹材质量损失率变化幅度小,增加0.91%,而单独碘化钾处理竹材质量损失率从流失前的14.30%增至15.34%,漆酶催化碘化竹材具有较好的防腐性能和抗流失性能。从SEM可见,未处理竹材腐朽试验后细胞壁出现明显穿孔现象,特别是褐腐菌,部分穿孔连成一片,细胞完整性已严重破坏,而酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材菌丝较少,细胞壁结构较完整。XPS分析表明,处理竹材经14天流失试验和3个月耐腐性测试,白腐菌和褐腐菌对其氧化降解程度均不高,漆酶催化碘化竹材不仅能抑制竹材细胞壁遭受白腐菌和褐腐菌降解,而且具有较好的抗流失性。【结论】漆酶催化碘化竹材可提高碘在竹材中的固着性,对白腐菌和褐腐菌具有较好的抵抗力,漆酶催化碘化竹材的耐腐性能高于单独碘化钾处理,是一种抗流失性强、高效且环保的新型竹材防腐技术。     

竹材表面胶合性能

该文主要研究竹材表面胶合性能,重点探讨了竹材的热压压力、施胶量、竹龄、组坯方式、竹材的不同处理方式等因子对竹材胶合性能的影响,用电子扫描镜观察竹材胶层分布情况。研究结果表明:热压压力、施胶量、竹坯的组合方式对竹材的胶合强度有显著影响;未经处理的竹材表面的胶合性能优于高温和硼酸处理;竹材胶层的微观观察结果表明:在相同压力下,1度竹的胶层与竹材之间的有较大的缝隙存在,胶合面平整度低;其他龄竹竹材的胶层均未发现较大的缝隙,并且胶层表面相对平整,胶层在竹材表面最薄处只有10μm,最厚处在40~50μm之间;在15 kg.cm-2和20 kg.cm-2的压力下,基本上未见到胶层与竹材之间的缝隙,压力变化对胶层厚度没有显著影响,一般胶层厚度小于10μm。     

淀粉酶处理对竹材防霉性能的影响

毛竹竹材由于富含淀粉和糖,在适宜的条件下极易受到以此为食的各种霉菌的侵害,给竹材加工业造成重大的损失,因此必须进行竹材的防霉保护。传统的化学药剂浸渍竹材,虽然防霉效果优异,但因其含有对人体有害的化学物质或重金属成分,长期使用会影响人类的身体健康。而利用生物酶进行竹材的防霉处理,不但简便高效,而且绿色无毒。在研究过程中采用7种不同酶量的淀粉酶溶液来处理竹材样品,同时对比了最适加酶量下3种不同处理时间和3种不同处理温度对竹材样品防霉的效果。试验结果表明:随着淀粉酶处理液中酶量的增加,竹材样品的淀粉和还原糖含量下降明显;淀粉酶处理液的处理时间对降低竹材淀粉和还原糖含量起到关键作用,适当延长竹材的酶处理时间有益于降低竹材的淀粉和还原糖含量;适合的淀粉酶处理温度能提高淀粉酶水解效率,降低竹材淀粉和还原糖含量。在竹材的防霉试验中,经淀粉酶溶液处理过的竹材,对3种霉菌(黑曲霉、桔青霉和绿色木霉)均有很好的抗霉效果;随着淀粉酶处理液酶量和处理时间的增加,竹材的防霉性能有了明显的提高。结果表明,最佳淀粉酶处理工艺为:酶量120 U/mL,酶处理时间36 h,酶处理温度95℃。研究结果可为竹材的防霉研究提供参考。     

GFRP增强竹木复合结构用集成材木梁胶合性能研究

通过对比等离子体处理及羟甲基间苯二酚(HMR)改性等胶合界面处理工艺对GFRP/竹、竹/木界面胶合性能的影响,并用胶层剥离率、剪切强度对界面胶合性能加以表征,以期得出胶合界面的优化改性处理工艺。试验结果表明,GFRP增强竹木复合结构用集成材木梁的胶合界面优化处理工艺为:GFRP表面不作处理;木材与竹材表面分别预先以2.5、1.25m/min的送料速度进行5次射频功率为400W的等离子体处理,随即以150g/m~2的涂布量涂布HMR。试材的浸渍剥离率、煮沸剥离率、干剪强度、湿剪强度及木破率均满足结构用集成材国家标准GB/T 2689%—2011中关于使用环境3的要求。     

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。     

竹材阻燃处理及对其材性的影响

竹材阻燃处理除了利用阻燃剂处理外,还可以对其进行化学改性、纳米改性、炭化、机械添加、表面涂覆等处理。阻燃处理会对竹材物理力学性能、吸湿性及吸水性、胶合强度、涂饰性、阻燃剂成分的流失性等产生重要影响。文章综述了国内外竹材阻燃处理技术,分析了阻燃处理对竹材性能的影响,以期为推动竹质材料的安全、广泛应用提供参考及借鉴。     

苯并噻唑衍生物/异噻唑啉酮混剂防止橡胶木霉变效力

采用硫醚类苯并噻唑衍生物和异噻唑啉酮复合物(BI)处理新鲜橡胶木试材,考察了浓度0.05%～0.2%范围药剂防止试件在室外自然条件感染霉菌的效力,结果表明浓度为0.05%的BI药剂配合硼处理后能控制新鲜橡胶木12d不霉变,增加浓度能提高防霉效果。表明该类工业杀菌剂能有效防止橡胶木气干过程中的霉变。     

低温冷等离子体对不同含水率杨木单板表面改性的初步研究

笔者采用低温等离子片材表面处理机处理气干、绝干、过干三种含水率条件下的杨木单板,测量其处理前后表面润湿性和胶合性能,结果表明:冷等离子体改性后,气干、绝干、过干三种含水率下的杨木单板表面接触角分别降低13.3%、22.8%、39.3%(甘油),16.2%、35.2%、64.3%(脲醛树脂胶),且降低幅度随含水率降低呈递增趋势;冷等离子体改性能有效提高杨木单板的胶合性能,其变化规律与润湿性基本一致。     

超声-抗菌石蜡处理对竹材防霉性能的影响

为增强竹材的防霉性能,以毛竹作为研究材料,先对竹材进行超声预处理,制备了抗菌石蜡乳液对竹材进行浸渍改性处理,并对改性后竹材的含水率、吸水率、防水效率和防霉性能进行了测试。选用天然植物中的2-羟基-1,4萘醌作为防霉剂,选用司班80(Span80)和吐温80(Tween80)作为58号食品级石蜡的复配乳化剂,考虑了亲水亲油平衡(HLB)值对石蜡乳化的影响,制得稳定的抗菌石蜡乳液。利用抗菌石蜡乳液对超声处理后的竹片进行浸渍处理,采用L₉(3³)正交试验设计,以石蜡乳液固含量、干燥温度和干燥时间为因子,以含水率和浸泡768 h后的防水效率为测试指标。结果表明,当Span80和Tween80的质量比为2∶3、HLB值为10.72时,石蜡乳液的稳定性最好。对改性后竹材含水率的影响从大到小依次是石蜡乳液固含量、干燥温度、干燥时间。当石蜡乳液固含量为5%、干燥温度为70℃、干燥时间为1.5 h时,试件含水率最低为4.11%。浸泡768 h后对竹材防水效率影响从大到小依次是干燥温度、石蜡乳液固含量、干燥时间;当石蜡乳液固含量为15%、干燥温度为40℃、干燥时间为1.5 h时,试件防水效率最高为32.15%。超声处理并不能有效阻止竹材的霉变,超声联合抗菌石蜡乳液改性后的竹材防霉性能有明显提高,改性竹材在28 d霉变试验后表面无菌丝、霉点。     

豆粕基木材胶黏剂的复合改性与性能研究

采用水性聚酰胺、乙二醛和异腈酸酯对豆粕蛋白粉进行复合改性制备无甲醛木材胶黏剂,并对复合胶黏剂的黏度、接触角和胶合强度进行了研究.结果表明:复合改性可显著降低豆粕基胶黏剂的黏度和接触角,增强胶黏剂在木材表面的润湿性,改善涂布性能.复合改性最佳pH值在大豆蛋白的等电点附近,当复合改性剂添加量为10％水性聚酰胺/4％异腈酸酯、10％水性聚酰胺/2％乙二醛或10％水性聚酰胺/1％乙二醛/1％异腈酸酯时,胶合强度都达到0.7MPa以上,满足国家Ⅱ类胶合板使用要求.