竹材气相氟化处理的尺寸稳定性和防霉性能

【目的】以氟气作为改性剂,利用其较强的渗透性和反应活性与木材细胞形成化学键,达到长效存留和改性竹材的目的。【方法】将4年生的毛竹Phyllostachys edulis置于管式反应器中,通入质量百分比为25%的氟气,在150℃下反应4 h。为了进一步提高氟化效果,先用不同质量分数硫酸预处理竹材,再进行高温氟化处理。【结果】氟化反应主要发生在木质素上。氟化材红外光谱说明氟化处理材在739 cm-1处产生了表征碳氟键(C—F)的新峰,浓硫酸预处理氟化竹材在878和1088 cm-1出现木质素苯环氟多取代(C—Fn)吸收峰。X射线光电子能谱中结合能为687.8 eV的C—F特征峰和689.2 eV的C—F2特征峰证实了氟化处理竹材中C—Fn键的生成。热氟化试块在3次吸湿-干燥和吸水-干燥循环中平均抗胀率分别为19.1%和7.5%。硫酸预处理能进一步提高氟化材的尺寸稳定性,其中20 g·kg^-1的硫酸预处理氟化材效果最为显著,平均抗胀率分别达31.0%和15.8%。防霉测试显示氟化处理材对木霉Trichoderma viride、青霉Penicillium citrinum和黑曲霉Aspergillus niger混合霉菌的抑制效果不明显,硫酸预处理后的氟化材防霉性能有所增加。【结论】竹材气相热氟化能对竹材内部进行改性,处理后的竹材尺寸稳定性和防霉性能均优于未处理竹材。利用氟气对竹材进行气相改性是一种渗透性强、反应活性高的竹材改性新技术。