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。     

蒙脱土稳定石蜡基Pickering乳液处理材的性能研究

为了提高木材的防水性和尺寸稳定性,以过氧化二异丙苯(DCP)为自由基引发剂,通过硅烷偶联剂的作用,制备出蒙脱土稳定石蜡基Pickering乳液;采用真空-加压方式浸渍处理青杨(Populus cathayana)边材,考察了DCP质量分数对乳液粒径分布和静置稳定性的影响,分析了处理材增重率、表面硬度、表面润湿性、吸水性和尺寸稳定性的变化,并采用扫描电子显微镜(SEM)对处理材的微观结构进行了分析与表征。结果表明:1)制备出的乳液平均粒径达到微米级(≤2μm),DCP为0.05%质量分数时乳液平均粒径最小,随着DCP质量分数进一步增加,乳液粒径有所增大;2)乳液浸渍处理后,处理材的表面硬度、表面润湿性和防水性均有所提高,其中DCP为0.05%质量分数时的改性效果较好;3)连续、均一的蜡状物附着在木材细胞壁纹孔表面,从而使木材具有较高的疏水性。     

环氧亚麻油-棕榈蜡复合乳液的制备及处理材的疏水性

为改善木材表面的疏水性能,以环氧亚麻油与棕榈蜡制备的复合乳液用于青杨(Populus cathayana Rehd.)试样常压浸渍处理,考察环氧亚麻油与棕榈蜡的配比及亲水亲油平衡值(HLB值)对复合乳液稳定性和粒径的影响,并评价复合乳液处理材的疏水性。结果表明,当环氧亚麻油/棕榈蜡配比为3:7、复合乳液的HLB值为17.0时,复合乳液的平均粒径为223.5 nm,离心稳定性达1级;处理材横切面与弦切面30 s内的接触角达到119.2°和105.8°,流失率为6.1%,对提高木材表面疏水性能具有实际应用意义。     

非离子型石蜡乳液增强防腐木材尺寸稳定性的研究

以马尾松、厚荚相思木材为研究对象,将配方优化的非离子型石蜡乳液稀释液及其与木材防腐剂的混合液分别处理木材,增强木材的尺寸稳定性能。研究表明,制备的非离子石蜡乳液平均粒径0．107μm,木材渗透性能好;经石蜡乳液处理的马尾松木材尺寸稳定性可达85％;石蜡乳液能分别与CCA、ACQ木材防腐剂混溶达到稳定状态,耐强酸强碱;石蜡乳液对ACQ木材防腐剂的载药量影响不显著。     

乳化石蜡/硅烷木材防水剂的制备及性能

为确定石蜡/硅烷木材防水剂的制备工艺,采用正交试验法,考察硅烷直链烷基链长、石蜡/硅烷比例、表面活性剂HLB值和含量四个因素对防水剂稳定性和粒径的影响,并探究不同配比石蜡/硅烷防水剂处理样的防水效果。结果表明,表面活性剂用量6%、HLB值为13.5,配制石蜡/硅烷为2∶1的石蜡/十二烷基甲氧基硅烷乳液,乳液平均粒径195.7 nm,稳定性等级达到1级,用于木材试样疏水改性的384 h防水效率达27.3%。     

蒙脱土/石蜡复合乳液改性高温热处理材的吸水吸湿性

使用南方松作为研究材料,使用有机蒙脱土/石蜡复合乳液对试材进行浸渍,结合高温热处理技术对改性材进行X射线衍射(XRD)研究。结果表明,将有机蒙脱土和石蜡等存在结晶结构的物质引入木材中会使木材的相对结晶度提高。将处理材和未处理材的平衡含水率和吸水性进行对比,结果表明有机蒙脱土/石蜡复合乳液浸渍处理可以有效地降低高温热处理材的平衡含水率、吸水率和体积膨胀率,先高温热处理后再使用有机蒙脱土/石蜡复合乳液进行的浸渍处理工艺效果最佳。     

聚氨酯/木质素-丙烯酸酯复合乳液研究

合成了木质素-丙烯酸酯乳液;将该乳液与水性聚氨酯乳液复配得聚氨酯/木质素-丙烯酸酯复合乳液.比较了聚氨酯乳液、丙烯酸酯乳液、聚氨酯与丙烯酸酯共混乳液、木质素-丙烯酸酯乳液及聚氨酯/木质素-丙烯酸酯复合乳液的粒径及各乳胶膜的力学性能、热稳定性及耐水、耐溶剂性.结果表明:木质素-丙烯酸酯乳液与聚氨酯乳液的复合对粒径影响并不显著,复合提高了聚氨酯乳胶膜的耐水性和热稳定性,但其耐溶剂甲苯性、拉伸强度和断裂伸长率有所下降.     

无机质复合速生材研究现状与展望

速生人工林种植面积大,生长周期短,在取代天然林资源方面具有得天独厚的产量优势,但存在结构疏松、密度小、强度低等缺陷,导致其使用范围大受限制。使用无机材料对人工速生材进行改性处理可有效提高速生材性能和用途。文中简要总结无机质复合木材制备方法——扩散法、溶胶—凝胶法和真空浸渍法,以及无机材料改性处理对速生木材在力学性能、尺寸稳定性、阻燃性、表面疏水性和表面耐候性方面的改善,以期为人工林速生材无机材料改性提供技术参考。     

聚氨酯-丙烯酸酯-环氧大豆油复合乳液的合成与性能

采用环氧大豆油(ESO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸-2-羟丙酯(HPA)改性水性聚氨酯,制得以丙烯酸酯为核、聚氨酯为壳的核壳结构聚氨酯-丙烯酸酯-环氧大豆油复合乳液.用红外光谱仪(FT-IR)、马尔文粒度分析仪等测试手段对合成产物进行了结构和性能的表征.考察了工艺参数对聚合过程的影响,以及ESO和MMA用量对复合乳液及其胶膜性能的影响.结果表明,较佳的工艺条件为预聚温度80℃,时间1.5 h;扩链温度70℃,时间4～5h;中和温度40℃,加水乳化分散时间为10 min,转速为6000 r/min;乳液聚合温度70℃,时间为4～5 h;当ESO用量为4%～6%、甲基丙烯酸甲酯用量为30%时,可制得粒径较小贮存稳定性好的聚氨酯-丙烯酸酯-环氧大豆油复合乳液,该复合乳液的胶膜耐介质性好、吸水率低.     

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。     

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。     

共聚改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备

用丙烯酸丁酯(BA)对白乳胶进行共聚改性,对合成条件进行了探讨,确定了相对较佳的合成工艺,合成出一种价格合理、性能优良的木材用胶黏剂-聚醋酸乙烯酯乳液(PVAc).通过对产物的各种性能的测试比较,及对其应用性能测试,结果表明,其粘接、防冻、耐水性能良好.     

ACQ木材防腐剂的防水添加剂制备及应用研究

选用吐温80、司盘80和单硬脂酸甘油酯配制58#石蜡的复配乳化剂,着重考虑了乳化剂用量对石蜡乳化的影响,确定了适宜的乳化工艺条件,获得稳定的石蜡乳液防水剂.该复配石蜡乳液作为防水添加剂加入ACQ木材防腐剂中处理木材,可极大提高处理材的防水性能.随着用量的增加,处理材获得的拒水率和抗湿涨率可达79.13%,77.07%.     

Highly hydrophobic and self-cleaning bulk wood prepared by grafting long-chain alkyl onto wood cell walls

Highly hydrophobic bulk wood was successfully prepared by grafting long-chain octadecyl isocyanate (OTI) onto wood cell walls via a urethane linkage. The resulting wood was highly hydrophobic and showed significantly reduced surface free energy. The microstructure and chemical composition of the untreated and treated wood were characterized using the scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectrometry, and Fourier transform infrared spectroscopy. The hydrophobic property of the wood was characterized using contact angle measurements. The mechanical and physical properties as well as the chemical durability of the highly hydrophobic wood were evaluated. The results suggested that the resultant OTI-treated wood presented fairly low surface free energy, high hydrophobicity even in the wood core, and excellent stability and durability against chemical corrosion and mechanical abrasion. Furthermore, the physical properties, including self-cleaning, dimensional stability, and water uptake, were significantly improved in the treated wood.     

不同油浴热处理对马尾松木材尺寸稳定性影响的研究

文章采用石蜡油和植物油浴热处理方法对马尾松木材进行热处理,并采用SPSS统计分析研究不同处理方法对马尾松木材的尺寸稳定性（ASE值）的影响。结果表明：在油浴热处理木材中,处理时间和处理温度都显著影响着木材的尺寸稳定性（ASE值）。在低温和浸泡时间短条件下,石蜡油热处理材的ASE优于植物油热处理材的ASE;而在高温或浸泡时间长条件下,植物油热处理材的ASE优于石蜡油热处理材的ASE。     

Properties of Esterified Wood Prepared with Maleic Anhydride ／ Tetrabr Omophthalic Anhydride ／ Glycerol Mixture

For overcoming disadvantages of wood, an esterification process was employed and tetrabromophthalic anhydride (TBPA) was used as a reactive chemical agent to prepare an esterified wood with the high dimensional stability, flame resistance, and resistance to biodegradation from water-leaching. The experimental results indicated that esterification of wood plus maleic anhydride / tetrabromophthalic anhydride / glycerol could endow wood with dimensional stability, the antiswelling efficiency during water absorption (ASEw), reduction in water absorptivity (RWA), antiswelling efficiency during moisture absorption (ASEm),moisture excluding efficiency (MEE), and oxygen index (OI) of treated wood increased with an increase in the weight percent gain(WPG). And the treated wood showed great decay resistance and resistance to water leaching, too.     

Effect of oil impregnation on water repellency,dimensional stability and mold susceptibility of thermally modified European aspen and downy birch wood

Conventional chemical wood preservatives have been banned or restricted in some applications due to human and animal toxicity and their adverse impact on the surrounding environment. New, low-environmental-impact wood treatments that still provide effective protection systems are needed to protect wood. Thermal modification of wood could reduce hygroscopicity, improve dimensional stability and enhance resistance to mold attack. The aim of this study was to investigate if these properties enhanced in thermally modified (TM) wood through treatments with oils. In this study, TM European aspen (Populus tremula) and downy birch (Betula pubescens) wood were impregnated with three different types of oil: water-miscible commercial Elit Träskydd (Beckers oil with propiconazole and 3-iodo-2-propynyl butylcarbamate, IPBC), a pine tar formulation and 100% tung oil. The properties of oil-impregnated wood investigated were water repellency, dimensional stability and mold susceptibility. The treated wood, especially with pine tar and tung oil, showed an increase in water repellency and dimensional stability. However, Beckers oil which contains biocides like propiconazole and IPBC showed better protection against mold compared with pine tar and tung oil. To enhance the dimensional stability of the wood, pine tar and tung oil can be used, but these oil treatments did not significantly improve mold resistance rather sometimes enhanced the mold growth, whereas a significant anti-mold effect was observed on Beckers oil treated samples.     

蓖麻油聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的研制

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与蓖麻油水性聚氨酯共聚反应制备蓖麻油聚氨酯丙烯酸酯(CPUA)复合乳液,研究了蓖麻油添加量、MMA添加量和引发剂种类对合成CPUA复合乳液及涂膜性能的影响,并应用傅立叶红外光谱(FT-IR)测定反应产物的结构.研究发现随着蓖麻油和MMA添加量增大,CPUA复合乳液胶粒平均粒径增大,粘度减小,涂膜光泽度下降,机械性能和耐水性增强,确定了合适的蓖麻油和MMA含量,分别为体系总固体质量的20%～25%和20%～30%.采用偶氮二异丁腈(AIBN)和过硫酸钾(KPS)复合引发剂可提高单体的转化率;性能测试表明,本研究合成的CPUA复合乳液具有优异的物理机械性能和耐水性.     

油菜籽蛋白-丙烯酸酯乳液共混胶黏剂的制备

将油菜籽蛋白和丙烯酸酯乳液共混制备胶黏剂,以其代替部分醛类胶黏剂用于胶合板生产。采用单因素试验方法,确定油菜籽蛋白和丙烯酸酯乳液添加比例;采用正交试验方法,优化该胶黏剂制备胶合板工艺;通过热重分析评价胶黏剂的热稳定性。结果表明:油菜籽蛋白与丙烯酸酯乳液配比为8∶2,胶合板制备理想的热压工艺为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)添加量4%、热压温度140℃、热压时间700s、热压压力0.8MPa,板材剪切强度1.71MPa,符合GB/T9846—2015《普通胶合板》中Ⅱ类胶合板的要求。