硅烷偶联剂改性对透明木材性能的影响

添加硅烷偶联剂(KH570)对椴木薄片进行改性,再将树脂填充至改性椴木模板中,合成透明木材。同时将未经偶联剂改性的木模板浸渍处理后合成的透明木材作为对比样,采用紫外可见分光光度计、微机控制电子万能力学试验机、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜研究偶联剂改性对透明木材光学性能、力学性能、微观结构的影响。结果表明:偶联剂成功与椴木模板和树脂发生偶联,适量的偶联剂可提高界面相容性;当偶联剂质量分数为5%时,透明木材在800nm波长处具有最大的透光率,为16.8%,且具有最大的拉伸强度,达181.1MPa。     

透明木材合成机理及其应用研究进展

透明木材是一种新型工程复合材料，具有良好的光学特性和优异的机械性能。根据所填充聚合物类型的不同，可将透明木材应用于透明建筑节能材料、电子器件、阻燃、光学等领域。本文从机理、制备工艺、透明木材改性与应用等方面归纳分析了近年来透明木材的相关研究成果，着重分析并总结了透明木材的光学合成机理，及其功能化改良，论述了透明木材在功能化材料等方面的应用。最后，对透明木材现存问题进行了讨论，以期对透明木材未来的研究提供理论基础。     

透明木材的研究进展

天然木材由于其本身的构造及化学组成原因,呈现出不透明性,而以纳米纤维素为骨架随后浸渍树脂,可制备出透明木材,兼具高透光和高雾度特性且力学性能优异。进一步在树脂中添加不同纳米粒子,还能使之具有发光性、磁性等功能化特性。透明木材在新一代环保建筑、光学器件等方面具有潜在的应用价值,是当前改性木材领域的研究热点。笔者综述了目前制备透明木材的有效方法,通过木质纳米纤维素骨架的制备、折射指数匹配的树脂浸渍、树脂的固化等工艺过程,达到高透光率和高雾度的实现。并对制备透明木材的现有方法进行了归纳和分析,为寻求快速、便捷、可工业化生产的制备方法提供新的研究思路,并为实现透明木材的工业化制造提供理论基础。同时,对透明木材应用前景进行了论述,系统介绍了其在节能建筑、光电子器件及家居材料方面的应用前景展望。最后,对未来透明木材的发展趋势进行了初步描述。     

二氧化硅微胶囊的制备工艺及在木材改性领域的应用

微胶囊化技术可以改变材料性能,在食品、染料颜料、农药及木材改性等领域已显示出其优越性能。系统地介绍了原位聚合法、溶胶凝胶法、乳液界面水解缩聚法及乳液聚合法制备的二氧化硅微胶囊的结构、制备工艺与成囊原理;分析了二氧化硅微胶囊在木质相变储能材料、木材阻燃、木材防腐等木材改性领域的应用现状。二氧化硅微胶囊能够较好地将改性剂固定在木质材料内部,增强改性效果,在木材改性领域具有广阔的开发前景。     

Effect of chemical modification on the properties of wood/polypropylene composites

对以铝酸酯为偶联剂对木粉进行表面改性处理后制备的木粉/聚丙烯复合材料的力学性能和形态学特征进行了研究。结果表明:铝酸酯偶联剂可以增加木塑复合材料的抗冲击强度,但会对复合材料的抗拉强度和抗弯强度造成负面的影响。对木塑复合材料的动态力学性能和微分扫描热量分析研究表明,以铝酸酯作为偶联剂,对木塑复合材料的储存模量和损失模量有少许增加,同时可降低材料的熔点和熔解热。利用扫描电镜观察木塑复合材料的木材与塑料界面发现,经铝酸酯处理过的木材与聚丙烯复合界面之间具有更好的相容性。这些研究结果表明,在木塑复合材料制造过程中利用廉价的铝酸酯作为木材化学改性剂,对改善复合材料的性质同样起作良好的作用。图6 表2 参16。     

木材/无机纳米复合材料研究现状与展望

在纳米材料特征、制备方法、纳米复合材料等方面研究成果的基础上,国内外的学者对木材无机纳米复合材料进行了初步研究.研究表明,木材内部具有容纳纳米粒子的纳米空间,它存在于木材细胞壁上的微细纤维之间;并存在能与纳米粒子结合的活性基团;可用溶胶-凝胶法(sol-gel)、原位插层合成法、注入填充法等方法,形成木材/无机纳米复合材料;木材原有性能均能有不同程度的提高,甚至有可能产生全新的性能.基于木材的特点,以木材/无机纳米复合材料的工业化研究为目标,分析木材/无机纳米复合材料的制备、检测与分析表征的研究现状,提出研究建议与展望,主要包括无机纳米材料的筛选、表面改性和分散处理、纳米粒子与木材复合的途径和复合机理研究、木材/无机纳米复合材料的结构表征和性能分析及其应用研究等.     

热固性树脂真空加压浸注工艺条件的研究

以西南桦和械木为研究对象，探索不同种类的热固性树脂和不同浸注条件与树脂浸入量和改性材尺寸稳定性的关系。研究结果表明，不同树脂，甚至同一树脂对不同树种的木材具有不同的浸注性，其浸入量随加压浸注时间的延长而增加；木材心边材对树脂的接收能力有所不同；木材性能的改善程度因树种和树脂浸入量而异。     

北美木质素替代苯酚做为木材胶粘剂成分的研究、应用和发展

过去10年间,北美在开发和研究降低木材胶粘剂成本、提高改性树脂使用性能方面成绩显著。特别是,在美国和加拿大的一些木质复合材料生产中,胶粘剂固体成分已有5％～35％由木素磺酸盐本素等工业副产品所代替。最近的研究成功地用有机溶液制浆木素和褐腐菌腐朽本素替代30％～40％苯酚制造改性酚醛树脂。有机溶液木素(OSL)和褐腐木素(BRL)与甲醛反应显示出相等或高于纯化硫     

纳米材料与纳米技术在功能性木材中的应用

木材的功能化修饰是提高和改善其性能的有效途径, 利用纳米材料与纳米技术所具有的特性和功能来改性木材, 可以获得新型功能化的木基纳米复合材料。文中总结了纳米材料、纳米合成技术、纳米表征技术以及纳米仿生智能构筑技术在木材功能性改良中的应用情况, 展望了纳米材料与纳米技术在功能性木材研究领域的发展趋势, 旨在为木材的功能化修饰研究提供参考。     

透明木性能研究及其在产品设计中的应用

在综述透明木及其性能特点的基础上，利用透明木这种绿色环保的新型材料进行产品设计研发，结合透明木材透光率高、力学性能好、导热系数低等优点，并辅以设计实例，对透明木应用于产品设计的可行性进行了评估和展望。结果表明，不论是从透明木外观形态还是内部材料特性都非常适合应用于产品设计中，这将拓展透明木在设计领域的发展，且能够引起设计师们对新型材料的重视，从而进一步推动基于透明木材衍生产品设计的应用发展。     

改性木粉/碱木质素在橡胶中的应用研究

为提高木材附加值及制浆造纸废液中碱木质素的利用率,以木粉、碱木质素为填料,未硫化胎面橡胶为基体,采用橡胶机械混炼-硫化工艺制备了生物质/橡胶复合材料。研究了Si69改性木粉与碱木质素的不同配比对复合材料理化性能的影响,并对复合材料的力学性能、硫化性能、门尼黏度、微观界面和动态力学性能进行了表征。结果表明:改性木粉与碱木质素作为填料制备的橡胶复合材料,其物理性可满足工业用橡胶板国家标准GB 5574—2008使用要求。当改性木粉与碱木质素质量比为2∶1时,复合材料拉伸强度最大,为4.6 MPa;当改性木粉与碱木质素质量比为1∶2时,断裂伸长率最高,为778%。复合材料的门尼黏度以及硫化时间随碱木质素含量的增多而增大。加入碱木质素降低了复合材料的动态储能模量,且加入过多的碱木质素导致复合材料的玻璃化转变温度升高,而玻璃化温度的升高使得橡胶的最低工作温度升高。     

木材硅化改性研究进展

通过木材改性实现人工林低密度软质木材的提质增效,高效利用人工林资源,对我国木材工业的可持续发展和生态建设具有重要意义。木材硅化改性可以有效提高木材性能,但改性材性较脆、工艺复杂、成本较高等问题限制了其实际应用。文中分别从木材硅化改性剂种类、改性方法、改性机理和改性材性能等方面综述了木材硅化改性的研究成果,讨论了目前木材硅化改性存在的主要问题。建议基于有机-无机杂化研制多效一体化木材硅化改性剂,改进工艺,提升性能,降低成本,从而推动硅化木的开发和利用;开展木材仿生硅化改性研究,促进组分界面结构性连接,全面提升木材性能。     

木材液化的发展现状及研究前景

1 木材液化的方法 1.1 化学改性后液化法 木材化学改性主要是为了引入取代基,增加木材组织内的自由空间,加上改性反应过程中木素网络结构的断裂,引起木材体积的溶胀,降低木材组分分子间的相互作用力,降低了液化温度.木材化学改性方法包括烷基化、酰化、酯化或醚化等.依据化学处理木材不同的特性,其可在中性水、有机溶剂或者有机溶液中液化,并由此制备新的高分子材料.     

古建筑木构件开裂机制、评估与加固研究进展

开裂作为古建筑木构件最常见的残损类型之一,影响木构件的长期服役性能,是古建筑稳定性与安全性评估的重要考查内容。本文从古建筑木构件开裂情况、原因、影响,评估方法及修复加固等方面,系统梳理古建筑木构件开裂残损相关研究成果。分析发现我国古建筑木构件开裂的主要原因为木材干缩与受力破坏,主要类型为纵向开裂,开裂可降低木构件力学性能,也可为其他不利因素作用于木构件提供条件。目前主要通过实际试验与数值模拟评估开裂对木构件性能的影响,利用金属材料、纤维增强复合材料（fiber reinforced polymer,FRP）与高分子树脂材料对开裂木构件进行修复加固。然而,由于古建筑的特殊性与木材变异性,仍需进一步探索木构件的不同尺度开裂机制,开发适用于古建筑开裂木构件的检测、评估与加固方法,建立科学系统性的古建筑保护体系。     

用于木材改性的脲醛树脂的合成研究

采用Ｌ（９）３４正交试验法，找出了用于木材改性的脲醛树脂的最佳合成条件，实验表明该树脂对板栗木、青岗木、耳木的改性效果良好     

户外用木材耐光老化技术研究进展

概述了木材光降解机理,主要从涂饰处理和改性处理两方面介绍了国内外木材耐光老化技术,分析了不透明涂层、透明涂层、表面添加剂复配涂层、木蜡油和化学改性、预处理固色等耐光老化处理技术的优缺点,为户外木质产品的耐老化技术研究提供参考。     

微观力学表征技术的发展及其在木材科学领域中的应用

微观力学表征技术是表征材料微纳米力学性能的重要技术手段,目前已被广泛用于表征材料的超微构造和解析材料的力学行为。随着材料科学研究尺度缩小,微观力学表征技术逐步从纳米向超纳米、从分子向超分子甚至粒子水平发展。按照试样信息的不同方式,微观力学表征技术主要包括纳米力学测试技术(探针技术)和超纳米力学测试技术(显微镜技术);其中,纳米力学测试技术包括准静态纳米压痕技术、动态纳米压痕技术和动态模量成像技术,超纳米力学测试技术包括原子力显微镜技术和基于原子力显微镜技术的新型微观力学表征技术。木材是一种多孔状、层次状、各向异性的非均质天然高分子复合材料,其超微结构是细胞壁由不同厚度的层次组成。细胞壁是决定木材和木质纤维材料性能的主要因素,是木材的实质承载结构;细胞壁的力学性能是由壁层结构、化学组成的分布与结合方式决定的。开展木材和改性木材细胞壁纳观尺度的力学性能、分布及影响对实现木基复合材料的高效设计具有重要意义。自Wimmer等首次将纳米压痕技术应用于天然木材细胞壁微观力学后,国内外学者主要采取准静态纳米压痕测量技术和动态纳米压痕测量技术对不同树种木材以及化学改性和生物改性木材细胞壁的硬度、弹性模量、蠕变特性与黏弹性等力学性能进行了研究。木质材料界面作为纳米级厚度的界面相或者界面层,不仅影响木质材料的强度、刚度,而且影响木质材料的断裂韧性等。界面力学是决定木基复合材料整体力学性质的关键,是引起材料变形、强度下降的主要原因。研究界面的属性和特征对于木基复合材料整体属性的评价以及结构的优化设计有一定参考价值,研究内容涉及有胶合界面、纤维增强聚合物界面以及木制品涂层的微观力学。随着研究尺度逐渐缩小,微观力学表征技术趋向高分辨率及数据定量化,如今已能在纳米级分辨率下进行力学信息成像,为木材科学领域的研究提供了方便。微观力学表征技术在木材科学领域中的应用尚具有较大潜力,但仍有较多方向尚未涉及,还应在以下3方面展开研究:一是需要开展微观力学技术在木材科学领域应用的标准化研究,规范测试过程,确保测试结果的可靠性和一致性;二是建立木质材料宏观到微观的完整力学体系,从本质上剖析木质材料的力学行为,在纳米尺度上表征木质材料的性质和失效机制;三是随着木材科学领域研究的深入,需建立微观力学与微观化学、微观物理、微观环境学的联系,丰富木材及木基复合材料在微纳尺度的研究。     

米级透明木单板的制备及性能

透明木材现有的制造工艺技术只能制备出小尺寸样品,距离产业化应用较远。本研究以桦木（Betula sp.）单板为原料,采用漂白工艺制备大幅面脱色木单板,在真空条件下浸渍环氧树脂,固化后可制得长度达1 m的透明木单板。研究结果表明,透明木单板具有良好的透光性能,其平均透光率约为76.7%,雾度为81.4%;因环氧树脂浸入木材细胞中,透明木单板纵、横向的拉伸强度均大于处理前单板的强度;最后对米级透明木单板的制备工艺及成本进行分析。透明木材可应用于建筑天井、汽车天窗、办公室和卫生间的门窗、隔断等隐蔽空间,研究成果可为透明木材的工业化应用奠定理论基础。     

层状木材陶瓷的制备及表征

用山毛榉薄木/酚醛树脂(PF)复合材料在常压下密闭隔氧烧结制备具有层状结构的木材陶瓷.用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对试件的结构和物相进行研究.SEM分析显示:木材陶瓷具有清晰的层状结构,保留了木材作为生物模板的天然特征.XRD的研究结果表明:提高烧结温度在改善木材陶瓷可石墨化程度的同时还能提高其纯度.烧结温度和树脂含量对层状木材陶瓷的力学性能和孔隙结构具有双重作用:抗弯强度在800℃之前迅速增加,在1 200℃附近出现转折点;表观密度呈现出与此基本相同的现象;真密度随着烧结温度和树脂含量的增加而增加.层状木材陶瓷的断裂韧性为0.8～1.2 MPa·m1/2,是采用常规方法制备的木材陶瓷的2倍多,且层状结构能够提高裂纹的扩展容限,避免破坏过程中的灾难性断裂.     

杉木基木材陶瓷的结构及表征

用杉木纤维(木粉)/PF树脂复合材料高温烧结制备杉木基木材陶瓷。XRD分析表明:当烧结温度升高,杉木基木材陶瓷的(002)晶面的Bragg衍射角右移,d_(002)值减小,g值增大,可石墨化程度增加;SEM分析显示:木材陶瓷的结构与PF树脂的含量和杉木纤维(木粉)的结构及分布情况有关,树脂含量的增加有助于木材陶瓷形成三维网状结构;杉木纤维(木粉)作为天然植物模板而存在,且保持着其自然形态,使木材陶瓷成为一种植物纤维生态陶瓷。