沙柳材改性前后表面润湿性及其结构表征

为了改善沙柳人造板的性能,提高其利用价值,扩大人造板应用范围.以沙柳为研究对象,用偶联剂改性沙柳材,研究了改性前后沙柳表面的接触角,进而推导出其表面自由能,获得沙柳材表面的润湿性;同时对改性前后的沙柳木粉进行结晶度和傅里叶变换红外光谱测定,分析其结晶区和官能团的变化.结果表明:偶联剂对沙柳改性后,沙柳材表面自由能降低,润湿性没有提高,且结晶区没有明显的变化.     

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。     

桉树真空热处理材表面性能分析

用真空热处理法对粗皮桉木材进行热处理,处理温度分别为160,180,200,220及240℃,处理时间均为4 h.采用接触角测定法,对素材及不同温度条件下热处理材的接触角及表面自由能进行分析;用傅里叶红外光谱分析法,研究木材在热处理过程中的化学(官能团)变化;用热分析仪分析不同温度条件下木材的热解质量损失率.结果表明:素材的表面自由能(50 mN·m-1)<160℃热处理材的表面自由能(46 mN·m-1)<240℃热处理材的表面自由能(32 mN·m-1).热处理后木材中极性的羰基官能团减少,当热处理温度≤180℃时,木材的质量损失率在1%左右;而热处理温度>180 ℃时,每升高20℃,木材的质量损失率约下降2倍.     

微波处理对杨木表面动态润湿性能的影响

以速生杨木为试材,采用不同的微波处理工艺进行处理,并分别以水和甘油为试剂,分析微波处理前后试材表面动态润湿性能的变化情况。结果表明：微波处理对于木材的表面动态润湿性能有一定影响,经适当微波处理后试材的润湿性要好于未经处理的试材的润湿性,且效果与微波处理强度和处理时间有关。在相同的微波处理工艺下,随着处理强度和处理时间的增加,试材的润湿性能总体上均呈先上升后下降的趋势。     

早材管孔分布对环孔材栎木蠕变特性的影响

在采用生物图像软件(IPP 6.0)表征环孔材栎木横切面管孔组织比量与分布特性的基础上,探究不同温度条件下早材管孔分布对环孔材栎木板材弯曲蠕变行为的影响,利用Burger模型和五参数模型对其蠕变特性进行模拟预测,为木材弯曲加工成型、木质材料热压成型和木结构设计提供参考.利用动态热机械分析仪测试不同温度条件下环孔材栎木试...     

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。     

5种实木复合地板木材表面润湿性研究

以表面接触角和表面自由能为评价指标,研究了杨木、红橡、色木、柚木和红檀5个树种的实木复合地板表板木材的表面润湿性.分析了5个树种的木材的密度、抽提物对表面润湿性的影响.结果表明:不同木材的表面润湿性和表面自由能差异较大,其中,杨木的润湿性最好,表面自由能为107.87 mN/m;色木的润湿性较好,表面自由能为60.57 mN/m;红橡的润湿性较差,表面自由能为47.98 mN/m;柚木和红檀的润湿性最差、表面自由能分别为36.09 mN/m和35.79 mN/m.     

材性改良研究：Ⅰ.X射线木材密度测定

利用Ｘ射线衍射（Ｄ－ｍａｘ３Ｂ型）改装成直接扫描式Ｘ射线木材密度计，可快速、高效测定木材密度组成，即木材平均密度，平均早材密度，平均晚材密度，最大木材密度，最小木材密度，木材密度梯度和木材密度的变异幅度，为材性改良提供了新手段，本文用Ｘ射线木材密度计测定１７个树种木材密度。     

光控润湿性转换的抑菌性木材基银钛复合薄膜

以水热法和银镜法在木材表面制备出Ag-Ti O2复合微纳米结构薄膜,并通过有机物氟硅烷修饰使木材表面具有超疏水性。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射能谱(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和接触角测试等方法对木材表面进行了分析和表征。研究结果显示,经氟硅烷修饰后的Ag-Ti O2负载的木材表面具有良好的紫外光驱动润湿性转换的特性,即光照前为超疏水性(152.8°)和亲油性(25°),光照一段时间后转变为超疏油性(150.2°)和亲水性(26.2°)。这是由于氟硅烷受到紫外光照射后会光致分解破坏一部分的烷基链,并在紫外光的激发下产生亲水基团所致。同时,与单纯Ti O2负载的木材相比,Ag-Ti O2复合薄膜中银纳米颗粒赋予了木材良好的抑菌性能,可提高木材的生物耐久性。以上研究为木材润湿性转换的智能化设计和多功能化设计开辟了新的途径。     

马尾松速生材的表面强化工艺研究

对马尾松速生材汽蒸预处理后,热压干燥至一定的中间含水率,再用不同的树脂进行表面强化改性处理.考虑到汽蒸处理时间、热压温度、压力、涂胶前木材的含水率、胶的种类、涂胶量对木材的横纹抗压强度(全部)、表面硬度及耐磨性等质量指标有不同的影响,分别以它们为单一质量评价指标进行分析,最后综合各因素评选出了相应的最佳工艺.     

马尾松人工林速生材表面强化工艺综合评价

通过对马尾松速生材进行汽蒸、热压和表面强化改性处理,建立最佳改性工艺,实现速生材的高效利用.研究得出的最佳工艺为:汽蒸处理2.5 h,热压温度140℃,压力0.4 MPa,涂胶前木材含水率17%,胶种为改性脲醛树脂(UF),涂胶量250 g·m-2.按此工艺,木材含水率由100%降至10%所需时间为43.4 min,体积收缩率0.472%,抗弯弹性模量13 828MPa,抗弯强度98.0MPa,横纹全部抗压强度5.4 MPa,表面硬度为2 966 N,磨耗量72 mg·(100r)-1.与马尾松素材相比,改性处理材的抗弯弹性模量、抗弯强度、横纹抗压强度(全部)和表面硬度均增大,同时体积收缩系数和磨耗量也增大.     

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。     

抽提物对高温热处理材光降解进程的影响

将经3种不同抽提处理的高温热处理欧洲赤松(Pinus sylvestris L.)和山毛榉(Fagus longipetiolata Seem.)木材及其对照材置于氙灯老化箱中加速老化1 008 h,测定老化过程中表面颜色的变化,并使用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析老化前后木材表面宏观和微观结构的变化,旨在探究不同抽提物对高温热处理材的光降解进程的影响。结果表明:1)高温热处理材中抽提物的存在有利于缓解其光老化进程,提高热处理材的颜色稳定性;2)碱抽提物对热处理山毛榉表面材色的影响最为显著,其存在有利于延缓老化过程中热处理材表面颜色的变化,苯醇及冷水抽提出的极性抽提物对热处理材的颜色稳定性具有积极作用,冷水抽提后的热处理山毛榉在老化过程中出现射线细胞剥离现象;3)在老化过程中,热处理欧洲赤松的表面颜色变化相对山毛榉大,这是因为热处理欧洲赤松的材色较山毛榉浅,碱抽提物对热处理欧洲赤松颜色稳定性的影响相对较小,而苯醇抽提物及冷水抽出物可提高其耐老化性。     

木材高温热处理技术研究进展

高温热处理技术是木材功能性技术中市场转化率最高和未来前景广阔的主要技术之一,生产过程中不添加化学试剂,在改善尺寸稳定性、生物耐久性、木材材色及声学特性等性能同时不损失产品的环保性能.但高温处理存在木材的力学性能和表面润湿性降低、生产能耗高及废气排放量大等问题,因此了解高温热处理技术对木材材性及性能的影响及作用机理,对进...     

蔗糖/DMDHEU改性对木材涂饰和老化性能的影响

以改性杨木和辐射松及其对照材为研究对象,采用3种水性涂料分别对其进行涂饰处理,系统地研究了蔗糖/DMDHEU改性处理对响叶杨和辐射松木材涂饰和老化性能的影响规律。结果显示,与未处理木材相比,改性木材表面的水接触角稍微降低,漆膜附着力显著提高,这有助于增强水性涂料在木材表面的润湿性和耐久性。由于改性剂中含有大量未反应的自由羟基,因而导致漆膜在改性木材表面的干燥速度有所降低。经过12个月室外老化测试,改性木材表面颜色变化ΔE*较未处理木材小,改性木材表面产生的开裂比未改性木材少且小。红外光谱分析显示,所有老化木材表面的木质素典型特征峰均消失,表明该改性处理并不能实质性防止木材表面木质素的光降解。     

单板贴面木粉/高密度聚乙烯复合材制备及表面胶合性能

利用木粉和回收塑料制备的木塑复合材料具有良好的环保性,但制品表面装饰性差。采用砂光、紫外辐照、红外辐射3种方式处理木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材表面,以异氰酸酯或异氰酸酯交联聚醋酸乙烯酯(乳白胶)作为胶黏剂对WF/HDPE复合材进行单板贴面。通过表面胶合强度测试、表面接触角和粗糙度测试、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线扫描分析等手段研究了不同处理方式对表面胶合强度的影响。结果表明:320目砂纸砂光的表面胶合效果优于600目砂纸砂光的,可使WF/HDPE复合材表面具有适当粗糙度和极性。紫外辐照度1.00 W/m~2、辐照24 h和180℃-25 s红外辐射是比较好的处理条件,尽管没有进一步提高表面胶合强度,但红外辐射可减少砂光量。采用异氰酸酯交联乳白胶作为胶黏剂时,砂光处理的表面胶合强度为2.96 MPa,紫外辐照处理达到2.91 MPa,红外辐射处理达到2.87 MPa。3种方式处理的WF/HDPE复合材均能耐63℃水浸渍,传统人造板贴面技术完全有可能适用于木塑复合材料的表面装饰。     

粗皮桉不同家系木材的表面视觉性质

对人工林粗皮桉不同家系木材的表面视觉性质进行了研究.结果表明:粗皮桉心材和边材材色在CIE(1964)XYZ空间、CIE(1976)L·a·b·均匀色空间及孟塞尔色空间中,均有一定的分布范围;粗皮桉不同家系木材材色和表面光泽度均存在显著差异;顺纹理入射的表面光泽度(GZL)与垂直纹理入射的表面光泽度 (GZT)呈高度相关.     

木材表面遗态仿生构建类荷叶自清洁超疏水微/纳米结构

受荷叶效应启发,使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)模板二次转印复型技术,在负载聚乙烯醇缩丁醛(PVB)涂层的白蜡木素材表面遗态仿生制备了类荷叶微/纳米结构形貌,并赋予木材表面自清洁超疏水特性。通过扫描电子显微镜、能谱元素分析仪、X射线衍射光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪以及静态水接触角仪对白蜡木素材和遗态仿生类荷叶自清洁超疏水木材试样的微观形貌、化学元素组成、表面化学状态以及润湿性进行表征。结果表明,遗态仿生制备的类荷叶自清洁超疏水木材表面具有与荷叶表面微/纳米乳突结构类似的微观形貌。遗态仿生类荷叶自清洁超疏水木材没有改变白蜡木素材原有的色彩纹理,其表面静态水接触角约为151°,滚动角为6°,接近于遗态材料荷叶表面的接触角与滚动角,表现出超疏水能力;同时,表面的石墨粉能被水滴轻松冲洗掉,具有自清洁特性。这主要是由于木材表面沉积的PVB混合涂层中羟基与木材表面的羟基相结合,使其表面羟基数量有所减少,此外,含氟长链烷基聚合物的存在也增强了木材表面的疏水性能。     

柚木苯醇抽提物对西南桦木材MUF胶合效果的影响

经柚木苯醇抽提物液作木材表面处理的西南桦木材试件的MUF胶合效果的试验结果表明:积聚在其木材表面的柚木木材苯醇抽提物(LEBAT)妨碍了MUF对被胶合材表面的润湿性和物理渗透性,从而影响了被胶合材与MUF胶合层胶钉的机械结合效应的形成,降低了被胶合材的胶合效果;但LEBAT并不影响被胶合材与MUF化学结合中的胶合效应。故为获得柚木木材满意的胶合效果,应采取避免柚木木材苯醇抽提物在其木材表面积聚的措施。     

圆盘豆热处理材光稳定性的研究

采用热处理和氙灯照射对圆盘豆木材颜色的变化进行研究,以CIE(1976)L*a*b*表色系统表色,分析木材热处理前后、氙灯照射前后颜色变化。结果表明,热处理后木材颜色加深。随着氙灯照射时间延长,未处理材表面颜色逐渐加深,色差△E*逐渐增大。热处理材表面颜色变化不大,色差△E*值变化较小,这表明与未处理材相比,热处理材光稳定性能更好。