木材等离子体改性研究进展

综述了木材等离子体改性研究进展, 包括等离子体表面改性技术、木材亲水性和疏水性、木材表面形貌和表面化学组成、木材胶接性、木材阻燃性、竹材等离子体改性。     

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。     

“低温等离子体木材改性技术及在杨木胶合板生产中的应用”成果通过鉴定

9月28日,由南京林业大学周晓燕教授主持的"低温等离子体木材改性技术及在杨木胶合板生产中的应用"研究课题在南京通过了江苏省教育厅组织的成果鉴定。鉴定委员会认为项目组成功开发了低温等离子体木材改性技术,可在大幅度降低胶粘剂用量的情况下,利用改性木材制备高品质人造板产品,该成果达到国际先进水平。     

农林生物质材料表面等离子体改性技术研究进展

等离子体作为物质的第四态,因其所含的电子、离子、电中性的分子、原子、光子、自由基等高能粒子作用于材料表面,会使材料表面性质发生变化,如热蚀、蒸发、交联、降解、氧化等,在过去几十年中被广泛地用于高分子材料的表面改性。自20世纪90年代起,科研人员开始关注等离子体技术在农林生物质材料表面改性方面的应用研究,并取得了突破性进展。主要成果包括:揭示了等离子体处理提高农林生物质材料胶合性能的机理;开发了农林生物质材料表面等离子体改性技术;研制了农林生物质材料表面等离子体改性连续自动处理工业化设备。笔者在对该领域所取得研究成果进行综述的基础上,对未来农林生物质材料表面等离子体改性技术的研究重点和方向提出了意见和建议。     

微波等离子体活化木材表面的ESR分析

采用微波等离子体活化木材和硝酸纤维素的表面 ,并用电子自旋共振波谱技术对样品表面的相对自由基数量变化进行了分析 ,结果表明 :(1)木材和硝酸纤维素的表面经过微波等离子体处理 ,可迅速有效地生成大量的自由基 ;(2 )随着等离子体处理时间的加长 ,木材及硝酸纤维素表面的自由基数量都增大 ;(3)硝酸纤维素表面的相对自由基数量增大速率明显高于木材的增大速率 ,但其相对自由基数量的数值低于木材中的数值     

计算机视觉技术在木材工业科研与生产中的应用

本文讨论了计算机视沉技术在木材工业中的应用，介绍了计算机视觉的研究内容及系统的组成，分析了计算机视觉在木材科学，表面粗糙度，制浆，造纸，人造板和制材等加工研究中的应用方法和研究成果，并预测了计算机视觉技术在木材工业科研与生产中应用的发展趋势。     

浅谈微波和真空浸渍改性木材的原理和应用

介绍了木材物理改性的研究背景、方法和发展前景。木材改性中的物理方法有很多种,笔者着重介绍两种常见的处理方法即微波和真空浸渍处理改性,从原理和基本工艺出发,分析了这两种改性方法的应用现状,提出了微波-真空浸渍组合改性技术,并对这3种不同的改性技术进行分析比较。     

氮羟甲基树脂/蔗糖改性木材的耐候性能

木材在户外应用过程中易发生开裂、变色、霉变、腐朽等材性劣化现象。利用10%氮羟甲基树脂(1,3-二羟甲基-4,5-二羟基乙烯脲)/20%蔗糖作为改性剂对杨木和辐射松进行改性处理,系统评价了改性处理对木材在哈尔滨户外39个月老化后的性能动态影响。结果显示:老化过程中木材表面的颜色变化主要发生在第1年,未处理木材表面由浅黄色向灰色转变,而氮羟甲基树脂/蔗糖改性木材则由改性后的棕色逐渐褪色至灰色,表明改性处理不能长期保护木材表面颜色。改性处理在最初的12个月内能够明显抑制木材表面微裂,之后抑制效果减弱。老化期间,改性木材含水率及含水率波动均低于未处理材,因此,改性处理有效抑制了木材在户外的变形。傅里叶变换红外光谱和X射线衍射分析显示,改性处理可有效减缓木材三大组分在老化初期(12个月)的降解速度,但经39个月老化后,改性与未改性木材表面木质素浓度和纤维素相对结晶度均下降到相似水平,表明改性处理对木材表面组分的长期保护能力有限。木材老化表面微观形貌观察显示,改性处理抑制了木材表层细胞(尤其是早材细胞)的脱落及变色菌在木材内部生长的深度。氮羟甲基树脂/蔗糖改性能够有效抑制木材在户外老化过程中的含水率波动、变形及变色菌的生长,有助于增强木材的户外耐久性。     

糠醇改性处理对户外用木材耐老化性的影响研究

木材在户外使用过程中易发生材性劣化现象,糠醇改性是一种增强木材耐老化性能的环境友好型改性技术。总结了糠醇改性机理、工艺及糠醇改性处理对木材性能的影响;简述了户外用木材耐老化性研究,为糠醇改性材在户外的应用提供理论指导。     

微波等离子体处理木材表面接枝甲基丙烯酸甲酯的XPS分析

应用X-射线光电子能谱(XPS)技术，对微波等离子体引发木材与甲基丙烯酸甲酯(MMA)发生接枝共聚反应前后的木材表面结构及物理化学特性进行了分析。分析表明：1)微波等离子体处理使木材表面O／C原子比增加，C1含量降低，而C2、C3含量增加，并有C4峰的出现，这表明经微波等离子体处理后木材表面产生了大量的含氧官能团或过氧化物；2)微波等离子体接枝材表面的O／C比有所增加，但介于素材与微波等离子体处理材之间，C18谱峰主要变化是强C4峰的出现，这表明木材表面产生了大量的O-C=O官能团；3)微波等离子体接枝材的O1／O2值基本接近1，大于素材(0．11)和微波等离子体处理材(0．21)的值，说明接枝材表面的C=O含量大幅度增大。以上结果表明木材表面接枝上了大量的MMA分子。