交联壳聚糖/聚乙烯醇的制备及其在竹材中的构建

以戊二醛为交联剂制备壳聚糖/聚乙烯醇互穿聚合物,并对其溶胀性进行表征。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究聚合物的微观形貌和化学结构特征。将戊二醛、壳聚糖及聚乙烯醇混合后通过真空浸渍的方式注入竹材中并发生交联反应,测试处理材的干缩湿胀和防霉防腐性能。结果表明:壳聚糖可均匀分散在聚乙烯醇中,成膜均匀,两者相容性较好;处理材在浸水-干燥3次循环下干缩率为6.9%~7.4%,在吸湿-干燥3次循环下的干缩率为1.4%~1.5%,吸水和吸湿抗胀率最高达34.5%;壳聚糖/聚乙烯醇互穿聚合物在竹材中的构建提高了竹材的防霉和防腐效果。未处理材在试验开始后霉菌便迅速长满,处理材霉菌孢子萌发推迟,生长缓慢,处理后竹材经褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩绒革盖菌侵染后的质量损失率为10.0%和5.4%,与未处理材相比分别减少了8.0%和8.1%。竹材内原位构建壳聚糖/聚乙烯醇聚合物网络,既能够提高竹材的尺寸稳定性,又增加了竹材的防霉和防腐性能,同时为解决竹材尺寸稳定性差和易霉变腐朽问题提供新途径。     

水溶性乙烯基单体改性木材尺寸稳定性提高机制

【目的】分析水溶性乙烯基单体改性前后木材极性基团数量和细胞壁结构变化,揭示水溶性甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)原位共聚改性木材尺寸稳定性提高机制,为该改性技术优化发展提供理论基础。【方法】采用动态水蒸气吸附和接触角表征水溶性乙烯基单体改性前后木材极性基团数量和表面极性变化,利用扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射、压汞法和氮气吸附系统研究改性剂在木材中的分布、细胞壁润胀、细胞壁两相结构以及孔隙变化情况。【结果】在相对湿度0%～95%环境下,HEMA和NMA改性材的平衡含水率明显低于未改性材;当相对湿度达95%及以上时,改性材的平衡含水率超过未改性材。利用H-H模型拟合分析浸水处理后改性材与未改性材的吸湿曲线发现,改性材原有极性基团数量有所下降但并不显著。接触角测试表明,改性材的表面极性大于未改性材,残留单体去除后改性材的表面极性弱于未改性材,残留单体可抑制木材疏水性能的改善。SEM观察结果显示,改性后细胞壁显著增厚,且细胞间隙减少。拉曼光谱分析得出,改性剂均匀分布于细胞壁中,结合SEM结果可知改性剂能够顺利进入细胞壁并润胀细胞壁。X射线衍射分析表明,改性材未出现新的晶体结构,且改性材的结晶度相对于未改性材变化较小。压汞法和氮气吸附测试表明,改性材的孔隙率相对于未改性材出现较显著下降,改性剂可成功填充细胞壁孔隙。【结论】HEMA和NMA改性木材可有效提高其尺寸稳定性,改性剂对细胞壁的充分润胀、加固及对细胞壁孔隙的填充作用是木材尺寸稳定性提高的主要原因。     

硅溶胶/聚乙二醇/硼盐/丙烯酸酯复配药剂改性木材的性能研究

五桠果（Dillenia sp.）木材易霉变开裂,采用聚乙二醇和硼盐复配处理可提高其尺寸稳定性和抗菌性,但药剂遇水易流失。本研究以聚乙二醇为尺寸稳定化药剂,硼盐为抗菌剂,辅以硅溶胶和丙烯酸酯对五桠果木材进行改性处理。以复配药剂聚合物溶胀率和质量损失率为指标,研究复配药剂最佳配比,采用红外光谱和扫描电镜对其反应产物进行表征。在此基础上,将复配药剂浸入木材内部加热固化,分析处理材的微观形貌、尺寸稳定性和防霉性能。结果表明：硅溶胶、聚乙二醇、硼盐和丙烯酸酯质量比分别为30%、20%、2%和8%时,形成的凝胶溶胀率和质量损失率最低。扫描电镜观察复配药剂干燥产物发现,在硼盐和丙烯酸酯作用下,硅溶胶可将聚乙二醇固定其中。复配药剂改性五桠果木材在吸湿-干燥和吸水-干燥循环试验中的抗胀率最高达到46%,处理材泡水后药剂流失率较聚乙二醇处理材降低约42.5%;处理材在一个月的室内综合防霉测试中未出现霉变。     

马尾松,麻栎,江南桤木用聚乙二醇改性的研究

本文研究了马尾松、麻栎、江南桤木三种木材用聚乙二醇（ＰＥＧ）改性的工艺条件及效果。结果表明，三种改性材经过长时间自然存放，抗收缩率可这８０％以上，并且其耐腐性能提高，尺寸稳定性好。     

聚乙二醇和高温热处理复合改性对杨木吸水性的影响

木材易吸水、尺寸稳定性差等缺陷严重限制了其应用,通过聚乙二醇浸渍、热处理改性可以改善这些不足。通过采用3种不同分子量的聚乙二醇(PEG1000、PEG2000、PEG4000)对杨木进行预处理,然后在不同温度条件下(120℃、140℃、160℃、180℃、200℃)进行热处理,研究不同条件复合处理对杨木试材吸水性的影响。试验表明,热处理可以改善试件初期的吸水性能,PEG浸渍处理则能抑制试件长期吸水,通过复合改性处理可以达到同时控制试件短期和长期水分吸收的目的。     

樟子松热处理材耐腐性的评价

热处理材由于高温处理改变了木材的成分,可抑制腐朽菌的生长和繁殖,从而提高木材的耐腐能力。根据国家标准,对樟子松热处理材和对照材进行室内耐腐性检测及野外埋地试验。检测结果表明,热处理材的耐腐等级达到Ⅰ级,耐腐性显著提高;在对照材野外埋地试验的耐腐朽等级为0级时,热处理材仍可保持9.5级。     

热处理工艺对针叶树材耐腐性及力学性能的影响

对热处理后的樟子松、落叶松和扭叶松木材,进行室内耐腐性和力学性能检测,结果表明:随着处理温度的升高和处理时间的延长,3种木材的耐腐性明显增强;木材的弹性模量和抗弯强度均随着处理温度的升高,呈现先增后减的趋势.     

聚乙二醇改良速生桉木材变形研究

本研究目的为改良速生桉木材内裂及变形问题。方法:采用聚乙二醇(PEG)对速生桉湿材进行浸渍处理,通过检测增重率(WPG)、抗缩率(ASE)、变形及内裂,对速生桉木材在指接或拼接用途中表现出的尺寸稳定性差、变形等问题进行改良。结果:聚乙二醇处理速生桉木材随着浸渍时间的延长增重率和抗缩率随之提高;PEG对处理速生桉木材厚板的变形以及内裂情况有明显的改善作用,但对变形的改良效果并不十分凸显;对薄板的变形以及内裂情况有明显的改善作用,但对内裂的改良效果并不十分凸显。结论:聚乙二醇改良木材在初始一段时间内,浸渍时间是聚乙二醇渗入木材多少的重要因素,但过了某个时间节点后,聚乙二醇渗入到木材中的速率明显降低,因此不能盲目延长速生桉木材的浸渍时间。     

进口辐射松木材可处理性能及防腐性能测评

对进口辐射松木材的天然耐腐性能及其热处理材、防腐处理材的防腐性能进行综合评价,结果表明:进口辐射松木材天然耐腐等级为Ⅲ级(稍耐腐),热处理可使耐腐等级提高到Ⅰ级(强耐腐):其心、边材渗透性差异大,边材短时间真空处理即可,而心材则需先真空处理再常压浸泡,载药量可达到1.17 kg/m~3。使用CuAz-5处理边材,在载药量为0.97 kg/m~3时,室内测试的质量损失率低于5.7%;载药量为1.4 kg/m~3时,8年野外埋地测试材质完好。     

古建筑木构件有机型防腐防虫剂制备及其效果

【目的】制备一种环境友好型的水基化有机型防腐防虫微乳剂,以满足古建筑木构件不同生物危害防治需求,因地制宜保护古建筑木结构免受生物败坏。【方法】选择木材防腐效果较好的丙环唑、防霉抑菌的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)和杀虫活性较高的高效氯氟氰菊酯为主成分,采用助剂添加和乳化技术制备水基化有机型防腐防虫微乳剂,通过稳定性测试、有效成分抗流失性能测试、室内抑菌活性测试、室内防腐性能测试以及野外埋地测试等评价微乳剂的性能和防腐防虫效果。【结果】制备的水基化有机型防腐防虫微乳剂兑水稀释250倍后可稳定存放60天以上且仍保持透明,-25℃下放置过夜未结冰;微乳剂稀释后处理木材的有效成分固着率达90%以上,各有效成分在木材中的固着率与其在水中的溶解度有关,溶解度高的有效成分固着率低;微乳剂处理后木材外观色泽几乎没有变化;微乳剂对木材白腐菌、褐腐菌、霉菌和变色菌抑菌效果良好;处理辐射松边材时,载药量高于161.3 g·m-3(丙环唑与高效氯氟氰菊酯配比为20∶1)时木材质量损失率低于5%,耐腐等级达到I级强耐腐等级;载药量在134.8 g·m-3以上(丙环唑与高效氯氟氰菊酯配比为20∶1)的辐射松处理材埋地半年的腐朽和白蚁蛀蚀完好值皆为10,而未处理材白蚁蛀蚀完好值为5.8。【结论】本研究制备的含丙环唑、BIT和高效氯氟氰菊酯的水基化有机型防腐防虫微乳剂有效成分含量≥10%,低毒,性能稳定,有效成分在木材中固着率高,具有良好的防腐和防白蚁效果,实际应用时可根据古建筑实际生物危害防治需求灵活调节有效成分配比。     

亚麻油/混合蜡乳液构建木材内双层疏水体系

【目的】利用环保、价廉的混合蜡和亚麻油乳液在木材内外表面构建双层疏水屏障,使其同时具备粗糙结构和连续防水层,进而兼具疏水和防水效果。【方法】配制亚麻油乳液、亚麻油/棕榈蜡乳液、亚麻油/混合蜡(蜂蜡/棕榈蜡、石蜡/棕榈蜡)乳液,对乳液性能进行评价。采用两步法和一步法浸渍杨木试件,通过70℃(两步法)和90～103℃(一步法)后处理温度在木材内外表面构建双层疏水屏障,并对处理材的表面疏水性、吸水性和尺寸稳定性进行测试。【结果】1)亚麻油乳液的平均粒径为195.6 nm,在室温下贮存稳定性良好,60天内粒径变化率仅为2.45%;亚麻油乳液与混合蜡乳液复合后的离心稳定性良好; 2)亚麻油乳液在木材横向和纵向输水通道内均有分布,干燥后可在木材内表面形成连续油膜,并与混合蜡乳液构成双层疏水屏障; 3)亚麻油/蜡改性方法能够有效提高木材的表面疏水性,两步法和一步法处理材横切面的接触角均在150°左右,且不随时间变化;而一步法处理材弦切面的疏水性好于两步法; 4)亚麻油/蜡乳液复合改性材的吸水率降低,一步法的防水效率明显优于两步法,经过196 h泡水后,LB1和LP1处理材的防水效率保持在45%以上;复合改性方法亦能显著降低处理材前期的体积膨胀率,但最终影响差别不大。【结论】利用亚麻油/混合蜡乳液浸渍木材,仅通过后期干燥温度控制即可在木材内外表面形成兼具粗糙结构和连续防水层的双层疏水体系,赋予处理材优良的疏水性和防水性,是一种环保、节能、价廉的木材疏水改性方法。     

硅溶胶与GU/GMU树脂复合改性橡胶木的性能

【目的】采用硅溶胶与乙二醛-尿素(GU)/乙二醛-三聚氰胺-尿素(GMU)树脂混合溶液浸渍处理橡胶木,探究改性剂种类和浓度对橡胶木物理力学性能和热稳定性的影响,以扩大橡胶木的应用范围,提升橡胶木的附加值。【方法】以乙二醛、三聚氰胺和尿素为主要原料,分别合成GU、GMU树脂,与硅溶胶以不同比例配制成均一稳定的水溶性混合溶液。采用混合溶液浸渍处理橡胶木,并与硅溶胶改性橡胶木的增重率、尺寸稳定性和力学性能进行比较,通过热重(TG)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和场发射扫描电子显微镜-X射线能谱仪(FESEM-EDS)等手段,分析改性材的热性能、化学分子结构变化和微观构造。【结果】1)混合溶液改性材的增重率和尺寸稳定性随改性剂浓度增加而增大,当改性剂浓度相同时,S-GMU改性材的增重率和尺寸稳定性优于S-GU改性材; S-20%GMU改性材的增重率(28.32%)和抗胀缩率(42.02%)最大,相比S-20%GU改性材分别提高16.98%和14.40%。2)混合溶液改性材的抗弯强度随增重率增大而增加,S-20%GMU改性材的抗弯强度(114.96 MPa)相比S-20%GU改性材提高11.97%,弹性模量变化不大。3) S-GMU混合溶液起到稳定木材残留物的作用,S-GMU改性材热稳定性增强,S-20%GMU改性材残灰率分别是素材、硅溶胶改性材和S-20%GU改性材的5.25、1.20和1.12倍。4) S-GMU改性材在470 cm~(-1)和1 110 cm~(-1)附近出现Si—O—Si键和C—O—C醚键,说明硅溶胶和GMU树脂能够进入木材;同时,改性材在1 656 cm~(-1)和1 510 cm~(-1)处波峰强度下降,说明改性材的木质素和碳水化合物发生一定程度降解,其中S-20%GMU改性材降解程度最低。5)改性剂成功渗透并沉积在木材细胞腔和细胞壁中,S-20%GMU改性材中Si元素较多,Si元素与混合溶液分布均匀,改性剂浸渍效果更好; S-20%GMU改性材中N元素含量增多,说明GMU树脂能够进入木材。【结论】1)硅溶胶与GU/GMU树脂混合溶液浸渍处理橡胶木的增重率、尺寸稳定性和力学性能均优于硅溶胶改性材,且相同质量分数S-GMU改性材的性能优于S-GU改性材; 2)硅溶胶和GMU树脂成功渗透并沉积在木材细胞腔和细胞壁中,S-GMU混合溶液起到稳定木材残留物的作用,S-GMU改性材热稳定性增强。     

提高钢琴键盘尺寸稳定性的研究

文章采用PEG的分子量、质量体积浓度、压力的变化作为影响因子,探讨了不同条件下的PEG对鱼鳞云杉尺寸稳定性能的影响,结果表明,PEG处理过的鱼鳞云杉具有较高的尺寸稳定性,PEG的分子量、处理液浓度、抽真空度和浸渍加压压力对木材尺寸稳定性都有一定的影响。     

丙烯酸酯/石蜡共混乳液处理材疏水性研究

针对石蜡和丙烯酸(酯)在木材防水改良应用方面的优势和不足,提出了利用丙烯酸酯乳液共混改性石蜡乳液。探究丙烯酸酯乳液对复合乳液成膜性及其对复合乳液处理材疏水性能的影响。考察了复合乳液粒径、离心稳定性、成膜性以及处理材吸水率、表面润湿性和尺寸稳定性等。研究结果表明:1)复合乳液可被用于木材浸渍改性处理,复合乳液平均粒径约180.0 nm。2)相比于石蜡乳液处理,复合乳液中丙烯酸酯乳液可协助石蜡在处理材内部形成有效疏水膜层,提高木材疏水性和尺寸稳定性。     

涂料与防腐剂复配处理木材的耐腐性能研究

文章以马尾松、尾叶桉、马占相思和南洋楹4种木材为研究对象,采用KJQ、TRQ、WAQ 3种涂料与防腐剂复配处理木材,研究复配涂料对木材耐腐性能的影响。结果表明KJQ复配涂料处理对提高马尾松的耐腐性能较其它2种涂料好。经KJQ复配涂料处理后,马尾松、尾叶桉、马占相思和南洋楹木材的耐腐性能由原来的稍耐腐等级提高到强耐腐等级,其中KJQ涂料与DDAC、IPBC和SGB 3种防腐剂活性成分复配后的处理材耐腐性能较好。     

PEG400复配ε-己内酯在樟子松饱水木材脱水定型中的应用研究

以人工速生材樟子松为原料,通过热水蒸煮法模拟饱水木材试件,选择50%PEG400水溶液和50%PEG400/50%ε-己内酯(ε-CL)复配溶液用于樟子松饱水木材试件的脱水定型研究。通过催化剂预浸渍、常温置换脱水和50℃热干燥聚合工艺,对比研究了PEG400和PEG400复配ε-CL对樟子松饱水试件的脱水定型效果,分析了各个阶段的质量和尺寸变化,探讨了脱水定型工艺对木材的尺寸稳定性、质量增加率、可逆性的影响;并对脱水定型后的木材试件进行红外光谱(FT-IR)、热重-差热联用(TGA-DTA)、扫描电子显微镜(SEM)分析表征。结果表明:PEG400及PEG400复配ε-CL溶液对樟子松饱水木材试件脱水定型效果良好,均表现出良好的可逆性,PEG400复配ε-CL脱水定型处理的木材试件质量增加明显,脱水定型试件干质量增加率为124.1%,干燥定型过程弦向、径向和体积收缩率分别为0.01%、0和0.01%,表现出良好的尺寸稳定性;FT-IR、TGA-DTA和SEM分析表明,ε-CL单体在木材内部发生开环聚合反应形成聚己内酯(PCL),PCL与PEG400包覆木材细胞壁,填充于木材内部结构中,加固木材细胞壁结构;PCL与PEG400的填充作用导致木材热稳定性降低,PCL于150℃最先发生降解,保护木材细胞壁成分。     

聚乙二醇交联水性超支化聚丙烯酸酯分散有机蒙脱土浸渍处理木材的性能

采用低分子量聚乙二醇200(PEG-200)与实验室合成的水性超支化聚丙烯酸酯(HBPA)分散有机蒙脱土(OMMT)乳液作为木材浸渍处理改性剂,对青杨(Populus cathayana Rehd.)边材进行浸渍处理,并对改性剂及其改性处理材进行化学结构分析以及形貌表征,分析改性剂对处理材的作用机理以及改性剂在处理材内的形态,并测试处理材的物理力学性能指标。结果表明:PEG-200与HBPA具有较好的相容性,OMMT在其中呈部分剥离状态;经过浸渍处理,部分HBPA和OMMT能够进入到木材细胞壁内,PEG能在HBPA和木材之间形成交联作用,但OMMT质量分数在4%时,部分OMMT填充在木材细胞腔内。改性剂处理材的物理力学性能提升,但OMMT质量分数4%相对2%的提升幅度不大。     

热固性树脂真空加压浸注-干燥.固化一体化工艺和设备

用热固性树脂对速生材、劣等材或珍贵材进行改性处理,是提高木材强度、硬度、耐腐性、耐磨性、耐水性、耐候性、尺寸稳定性和后续加工工艺性的有效途径之一.树脂的浸注可以采用真空加压系统,浸注后木材的干燥可以采用真空干燥系统,这两套系统往往是相互独立的,一次性投资较大.为此,在西南林学院木材工业研究所热固性树脂真空加压浸注和真空干燥固化木材塑化一体化工艺技术研发成果的基础上,西南林学院木工所与铁道部鹰潭木材防腐厂压力容器厂合作研制成功了真空加压浸注和真空干燥固化一体机.     

木材热处理工艺研究进展

目前,木材高温热处理工艺主要有三种:气相热处理、水热处理和油热处理。热处理技术不仅符合环保要求,而且可以有效提高人工林木材的尺寸稳定性、耐气候性和耐腐性,将成为我国木材工业发展的重要方向。     

热处理木材材色变化机理研究现状北大核心

热处理是一种应用广泛的木材改性方法,不仅能改善木材材色,还能提高木材的尺寸稳定性和生物耐久性。总结了热处理工艺对木材性能的影响,详述了热处理过程中木材化学组分变化。从处理过程和老化过程讨论了环境对处理材性能的影响,并概括了热处理木材材色变化机理。未来应深入解析热处理化学反应路径及其内在机理,建立木材材色与其他材性的关系,并通过联合改性处理提升热处理木材的耐久性。