氮羟甲基树脂改性杨木的涂饰性能

利用低相对分子质量氮羟甲基树脂对杨木(Populus adenopoda)进行化学改性,系统地评价了改性处理对杨木表面涂饰性能的影响。结果表明:改性处理稍微改善了水性丙烯酸涂料在木材表面的润湿性,对所用涂料漆膜干燥速率和漆膜附着力没有显著影响。氮羟甲基树脂处理木材在一定程度上减少了干燥漆膜挤压时产生的黏附现象,在很大程度上增强了其表面漆膜的耐磨性。氮羟甲基改性木材未对木材涂饰性能产生明显的负面影响。

氮羟甲基树脂与糠醇处理杨木紫外加速老化的性能

用二羟甲基二乙烯脲（DMDHEU）和糠醇（FA）复配处理后,杨木的质量增加率为14.8%~37.5%,并系统研究了改性处理对木材紫外加速老化性能的影响。光电子能谱（XPS）分析表明,随着老化时间的增加,未处理材表面O1s数量增加,XO/XC较老化前增加36.9%;经10%、20%和30%药液处理木材老化后表面的XO/XC分别增加20.5%、25.5%和14.7%。红外吸收光谱（FTIR）分析显示,老化2 000 h后处理材在1 700、1 075 cm-1两处的吸收峰明显比未处理材弱,说明DMDHEU和FA处理杨木能够减缓紫外光造成的老化。老化后的木材颜色都变深,未处理材的色差随着老化时间逐渐增大,处理材在开始的500 h色差迅速增加,之后趋于稳定。以上结果表明,DMDHEU/FA处理能有效改善杨木的抗老化性能。

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。

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。