交联型改性剂提高速生杨木材的应用品质及机理分析

为提高速生材的应用品质,以速生杨木为研究对象,利用交联型木材改性剂对其进行化学改性,对改性前后速生杨木的应力松弛及断面密度进行了测定,采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶红外光谱分析仪(fourier transform infrared spectroscopy(FTIR))、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和扫描电镜-能谱分析仪(scanning electron microscope with energy dispersive X-Ray analysis(SEM-EDXA))对改性机理进行分析。结果表明,经过化学改性,木材应力松弛随着改性剂用量的增加而降低,木材的相对应力松弛值从95%下降到90%和88%,并且配方F的相对应力松弛值达到了最小值(74%),木材塑性提高,同时平均密度由429.18kg/m3提高到669.93kg/m3。XRD谱图显示改性后纤维素晶体结构并未遭到破坏,木材特征峰在衍射角2θ为17°、23°和37.5°的峰位置并没有改变,但是木材的结晶度显著提高。FTIR谱图显示改性剂中的功能性基团与木材结构发生了化学交联反应。XPS结果表明,改性后的木材氧与碳的原子浓度比增加,说明改性剂与木材发生化学交联反应从而含氧官能团增加。SEM-EDAX显示改性材横切面上的导管及木纤维的微孔结构被木材改性剂填充,并且碳元素和氮元素均匀地分布在木材细胞壁及细胞间隙,甚至细胞腔内。