思茅松3种密实化改性材物理性质比较

密实化是提升低密度人工林材品质、拓展其用途的重要途径之一。以思茅松为研究对象,在考察水抽提处理对其可浸渍性影响的基础上,分析比较了糠醇化、机械压缩以及两者联合等3种密实化改性方式对其剖面密度、吸湿性、24 h吸水性和吸水厚度膨胀率的影响。结果表明:1)水抽提处理有助于提高思茅松材的可浸渍性,质量增加率可以提高11.35%,而且剖面密度分布存在显著差异;2)浸渍可均匀提高木材厚度上的密度,机械压缩促使思茅松材形成了内高外低的密度分布,联合改性材剖面密度的分布特征类似于压缩密实化材,但内外层间的过渡更为平缓;3)糠醇浸渍可以显著降低木材的吸水性和吸湿性,机械压缩对木材吸湿性的影响不明显,但其吸水率稍高,因糠醇树脂的原因,联合改性材的吸湿吸水性均显著下降;4)糠醇浸渍可以显著降低木材的吸水厚度膨胀率,对压缩密实化材具有较好的定型作用,联合改性材的24 h吸水厚度膨胀率为3.3%,接近于对照材的4.1%,而压缩材为24.7%,糠醇浸渍材只有0.4%。同时,水溶液的酸碱性对木材的吸水行为也有影响。综上,糠醇化与压缩密实化的联合改性非常有潜力用于速生低密度松木材的增值加工,而热水抽提处理可以作为提高松木糠醇浸渍的预处理手段。     

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。     

户外用木质材料改性研究进展

户外用木质材料需具备防腐、防虫、防霉、阻燃、干燥等特性,对木材进行改性处理可以保障其在户外使用时的质量和使用性能。通过分析和总结国内外学者研究成果,按户外用木质材料处理方式不同将木材改性处理方法分为化学改性和物理改性,化学改性主要包括防腐剂浸渍处理法、乙酰化处理法、糠醇处理法、氮羟甲基化合物处理法、石蜡改性法和热固性树脂改性法;物理改性主要包括热处理法和无机纳米粒子填充法,对以上各类改性方法、改性机理及改性木材的应用等相关研究进行了概述。     

植物油改性木材研究进展

植物油是橄榄油、蓖麻油等不干性油,棉籽油、大豆油等半干性油和桐油、亚麻油等干性油的统称。植物油具有良好的疏水性和导热性,是一种颇具潜力的环保型木材改性剂。目前,利用植物油改性木材已取得了一定的研究成果。文中介绍了植物油的组成、类型及植物油改性木材的方法,并综述植物油改性后改性剂的渗透与分布及其对改性材的疏水性、吸湿性、尺寸稳定性、抗生物劣化性、力学性能及耐老化性能的影响,讨论了植物油改性木材的不足并提出了研究展望,以期对今后该领域的研究工作有所启发。     

糠醇树脂木材改性技术研究进展

人工林是当前我国木材供应的主要来源,其材质问题限制了应用。糠醇树脂改性是一种环境友好的木材改性技术,具有改性剂天然可再生和对生物、环境毒害小的独特优势,为国内外学者广泛关注。作者系统总结利用糠醇树脂木材改性技术的机理、工艺、性能及影响因素的研究现状,以期为糠醇树脂改性技术的产业化提供借鉴。     

糠醇浸渍对杨木压缩材物理力学性能的影响

压缩密实化是提升低质木材品质的有效手段,但遇水回弹是其主要技术难题,本研究旨在探讨糠醇树脂浸渍实现压缩木定型与改性同步的技术可行性。以西南乡土树种乡城杨木材为对象,研究了糠醇浸渍处理对其压缩材吸水性、尺寸稳定性、颜色和力学性质的影响,并以后期热处理的影响作为对照进行比较。结果表明:糠醇浸渍增重44.8%,能降低压缩木吸水率63%,提升其尺寸稳定性,吸水厚度回弹率只有4.38%~5.97%;相比于未压缩杨木,糠醇浸渍压缩材的抗弯强度和表面硬度显著提高,增幅分别为89.1%和131.1%,但抗弯弹性模量只增加16.1%;糠醇浸渍的压缩材具有酷似热带硬阔叶材的深色,明度和黄蓝度降幅大;相比于后期热处理,糠醇浸渍对压缩材的定型效果略佳,且力学性质明显较优。因此,糠醇树脂浸渍技术不仅能良好固定压缩木变形,还可显著增强低质木材的力学性质,同时具有环境友好性。     

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。     

木材糠醇树脂改性研究现状与展望

对木材进行糠醇树脂改性能够显著提高木材尺寸稳定性、抗生物及化学侵蚀性和硬度, 降低平衡含水率。木材糠醇树脂改性研究近10年来重新得到关注, 并已在欧洲开始商业化生产, 而国内还未见相关研究报道。文中简要介绍糠醇的性质和用途, 详细阐述国外木材糠醇树脂改性的研究进展、成果和商业化情况, 并对未来研究方向和重点提出自己的看法和见解。     

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。     

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。     

木材无机改性的方法

为了改善低密度、幼龄材等低质材的性能,以便能代替天然大径材,缓解我国目前木材的供需矛盾,可通过无机物改性木材而制得无机复合木材来替代天然优质材。采用无机物改性木材,可有效地提高低质木材的力学强度,防腐和阻燃等性能。本文介绍采用无机盐类、无机氧化物(SiO2纳米粒子、Al2O3、TiO2等纳米粒子)和天然矿土等无机材料对木材的改性方法及各种无机改性方法的基本原理,并阐明各种无机改性处理方法对木材材性的影响。     

糠醇浸渍速生人工林木材的干燥特性研究

木材浸渍改性商业应用的主要技术难点之一是二次干燥速度慢、易开裂、易变形。本文以杨木和杉木为研究对象,使用浓度为30%和50%的糠醇水溶液对其进行浸渍改性,再以百度干燥法分析糠醇浸渍材的干燥特性,辅以干缩试验和剖面密度(VDP)试验探究干燥缺陷成因。结果表明：50%浓度浸渍材的干燥缺陷等级均大于30%浓度浸渍材,杨木浸渍材的等级均高于杉木浸渍材;杉木30%和50%浓度浸渍材百度干燥平均时间分别为24 h和29 h,而杨木30%和50%浓度浸渍材分别为20 h和30 h。浸渍材不同位置的干缩系数存在显著差异,浸渍后密度分布更加不均匀。杉木和杨木糠醇浸渍材二次干燥困难的主要原因为固化的糠醇堵塞了水分内部迁移通道,从而使干燥速度降低;糠醇分布不均匀导致干缩系数差异进一步加大,处理材易开裂、易变形。     

酸、碱硅溶胶改性木材的制备与性能研究

采用酸、碱性硅溶胶分别浸渍处理杨木,并测试未改性和改性材的微观结构、弯曲性能以及热降解性能。结果显示:硅溶胶可有效渗入并填充在改性木材的孔隙结构中;酸性硅溶胶改性材的抗弯性能增加,碱性硅溶胶改性材仅MOR增加,MOE则基本不变;改性材热降解残重增加,炭化温度降低,表观活化能提高,起到了阻燃效果。     

糠醇树脂改性对重组竹性能的影响研究

【目的】竹材内含丰富的淀粉和糖类物质,易遭霉菌侵蚀,耐候耐久性差,探讨糠醇树脂改性对重组竹物理力学性能和防霉性能的影响,为重组竹糠醇树脂改性技术提供参考和借鉴。【方法】利用10%、20%、30%质量浓度的糠醇树脂加压浸渍竹束单元,对其进行改性处理,并采用"热进冷出"工艺制备重组竹板材,测量不同质量浓度糠醇树脂改性处理竹束的颜色和增重率,比较不同质量浓度糠醇改性重组竹材的吸水率、吸水厚度膨胀率、弹性模量、静曲强度、热稳定性、防霉性能和微观结构,检测了糠醇树脂在竹材样品中的显微分布,系统研究了糠醇树脂质量浓度对重组竹物理力学性能、热性能和防霉性能的影响规律。【结果】糠醇树脂改性处理使竹材颜色明显加深,尺寸稳定性、热稳定性和防霉性能显著提高,与对照材相比,改性竹材的色差可提高30.92%,吸水率可降低41.03%,吸水厚度膨胀率可降低46.34%,热失重率可降低75.38%,防霉等级可提高3个等级;糠醇树脂改性处理对重组竹的弹性模量影响不显著,但使其静曲强度最大可降低20.21%;随着糠醇树脂质量浓度的增加,改性竹材的颜色、尺寸稳定性、热稳定性、防霉性能均呈显著增加趋势,其静曲强度呈逐渐降低趋势。【结论】糠醇树脂改性重组竹具有优异的物理力学性能和防霉性能,20%糠醇树脂改性重组竹对霉菌的防治效力达到100%,可广泛应用于室外竹制品的制造。     

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。     

糠醇化对橡胶木性质的影响

以平衡含水率(EMC)和线性湿涨系数(LSC)为评价指标,研究了不同质量增加率(WPG)的糠醇改性对橡胶木吸湿尺寸稳定性的影响,并从尺寸稳定性角度探讨糠醇改性的临界WPG;还分析了糠醇改性对抗弯强度(MOR)和抗弯弹性模量(MOE)的影响,并探讨了减量平衡含水率(EMCR)衡量浸渍改性材吸湿性的可行性.结果表明:糠醇化可以显著降低橡胶木的EMC和LSC,EMC受WPG的影响明显,LSC随着WPG的增加而显著下降,基于LSC和胞壁充涨系数推导的临界WPG两者之间存在较大误差;改性材的MOE随WPG提高而增加,增幅约在30％ ～40％,但MOR却略有下降;与基于浸渍材绝干质量的EMC相比,基于浸渍前绝干质量的EMCR能更客观地评价浸渍改性后木材的吸湿能力,可用于吸湿性的研究中,但鉴于用户和第三方检测不方便,不推荐其作为改性产品的评价指标.     

改性处理对木材涂饰性能影响研究进展北大核心

速生人工树种存在结构疏松、材质软、强度低等缺点,使用范围受限。为了提高速生材性能,可对木材进行改性处理以提高其强度、硬度、尺寸稳定性等性能。改性木材涂饰后,其表面材色较改性前加深,纹理更加清晰美观,表面更加富有光泽。综述了国内外改性材涂饰性能的研究进展,主要包括浸渍改性、高温热处理改性、浸渍改性联合高温热处理改性等。     

木材改性及其干燥研究现状北大核心

为提高速生材材性,弥补其天然不足,木材改性成为一大研究热点。由于改性物质易堵塞木材水分迁移通道或改性剂团聚,木材干燥难度有所提高。本文从功能型改性和增强型改性两方面进行综述,对目前改性木材干燥现状及优化进行分析,以期为我国木材及改性木材干燥提供理论依据。     

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。     

木材压缩改性技术研究进展

为改善速生材自身固有的缺陷,提升其利用价值,需对速生材进行强化改性处理。木材压缩改性技术作为一种木材物理强化改性方法,具有生产效率高、无化学污染和易于产业化生产等优点,是扩展速生材应用范围最具潜在商业价值的木材改性技术之一,已成为木材改性研究领域的前沿和热点。笔者在广泛阅读文献的基础上,对木材压缩强化改性方面的代表性成果进行了梳理和总结,主要从木材压缩改性类别、木材软化、压缩木定型、木材压缩工艺、压缩木材性能及应用等方面进行了深入广泛的论述。最后,基于木材压缩改性的应用现状,对压缩改性技术研究中存在的问题以及未来发展趋势进行了分析展望。木材压缩改性技术有必要在高效型木材压缩改性技术开发、复合型木材压缩改性技术开发和森林?压缩木价值链评估方面取得突破,这些突破对推动木材压缩改性技术向商业化发展以及实现压缩木的高附加值利用具有重大意义。