生物质基木竹材改性剂研究进展及存在问题

随着环境和资源问题的加剧,木竹材改性的环保性和安全性得到了越来越广泛的关注。传统木竹材改性技术大多以化石资源为原料,普遍存在高能耗、高污染、改性材不可降解等问题。因此,需要探索高效、低能耗、绿色环保的木竹材改性技术。生物质基木竹材改性剂源于生物质资源,不仅能改善木材和竹材性能,还能降低原材料的化石资源依赖性,最大限度保持木质材料的可降解性能,这为木竹材改性的发展提供了新思路。本文以糠醇树脂改性、松香改性、聚酯类聚合物改性等改性方法为主,对近年来以生物质及其衍生物作为木竹材改性剂的相关研究进行了总结,并对其存在的问题进行了分析,以期为木竹材改性技术的研究与发展提供借鉴。

竹材苄基塑料化改性的研究

以NaOH溶液作润胀剂及催化剂、氯化苄作醚化剂对竹材表面及内部进行塑化改性,并用红外光谱、扫描电镜及GC接触角分析对苄甲基化竹(塑化竹)的分子结构、微纤丝形态及表面自由能进行研究和表征。结果表明:改性竹的分子结构产生了显著变化;塑化竹表面形态发生改变,原有线性结构基本消失,表面形貌与受热皱缩的塑料极为相似;塑化竹的总表面自由能减少,表面自由能极性部分与未处理竹相比降低近一倍,其非极性部分接近PP塑料杯;塑化竹与塑料表现出较好的界面相容性;热压成型过程中塑化竹可自身黏合并呈塑料化倾向。

三种化学方法改性竹材的制备与物理力学性能研究

为了考察常见化学改性工艺对竹材顺纹抗拉强度及其破坏形态的影响,以毛竹(Phyllostachys edulis)为与斑竹(Phyllostachys bambusoides)为原料,分别以氟硼酸钠和二癸基二甲基氯化铵(DDAC)为浸渍药剂浸渍处理竹材、以苯酚-甲醛树脂为浸渍药剂常压浸渍处理竹材、以氢氧化钠与硅酸钠高温环境下碱处理竹材,得到三种改性竹材。将未处理的原竹作为对照组,测试各组改性竹材的顺纹抗拉强度等物理力学性能。结果表明,与未经处理的竹片相比,改性竹材的顺纹抗拉强度均有不同程度的提高,其中,以苯酚-甲醛树脂为浸渍药剂处理竹材强度提高最为显著。

改性竹材的应用与前景

本文在概述竹材人造板的类型及其各自特点的基础上,举例说明改性竹材在建筑模板、装饰、构件、家具、包装和交通运输方面的应用及其优势所在;并就其应用现状中存在的问题,提出有关改性竹材发展中的几点建议,力图推广改性竹材的应用,缓解木材供应压力,为其营造健康、可持续的市场环境。

基于响应面法的竹材浸蜡热压改性工艺优化研究

以竹片为基材,利用聚乙烯蜡为改性剂进行竹材浸渍热压工艺改性处理.基于单因素试验,使用响应面法对工艺进行优化,并建立二次多元回归模型.结果表明:热压改性可使得聚乙烯蜡有效地渗透到竹材的内部.热压压力和热压时间为关键因素,其具有显著交互作用.当热压压力、温度、时间分别为2.2 MPa、123℃和8 min时,竹材顺纹抗拉强度达到205.39 MPa,与模型预测值基本相符,相较于素材提高了84.77%.同时,经改性处理后竹材表面的表面憎水性增强,初始接触角(WCA)由70.12°提高到82.26°,且60 s内仅有小幅下降.

季铵化纳米SiO_2抑菌性能和改性竹材疏水性的研究

利用纳米SiO_2表面羟基,与不同的硅烷偶联剂以及叔胺反应制得了2种季铵化纳米Si0_2,对产物进行了表征、抑菌性评价,并对产物浸渍改性处理后竹材的疏水性进行研究。结果表明:1)2种合成方法均制得了季铵化纳米Si0_2,Zeta电位为正值,平均粒径QASN-1<纳米SiO_2<QASN-2。2)抑菌圈试验表明,季铵化纳米SiO2_对竹材8种主要侵害菌有不同程度的抑制作用。3)经过改性的竹块表面由亲水性变为疏水性,且水接触角减小的速度要小于改性前的。由此可见,季铵化纳米Si0_2可用于竹材的侵害菌防护和防水。

酚醛树脂改性竹材的物理力学性能及其微观形貌的荧光表征

为考察低分子量酚醛树脂改性工艺对竹材性能及其微观形貌的影响,采用常压浸渍法,以低分子量酚醛树脂的固含量和浸渍时间作为变量,分析这2个因素对改性前后竹材的增重率、密度、尺寸稳定性等性能的影响;采用荧光跟踪技术表征酚醛树脂在竹材微观结构上的分布。结果表明,随着固含量和浸渍时间增加,改性后竹材增重率和密度增大,在浸渍24 h后趋于平缓;抗弯强度上升趋势与增重率相似。同未处理竹材相比,抗弯强度明显增大;抗湿胀率明显提高。微观形貌的荧光分析表明酚醛树脂在竹材上主要分布在外表面,在竹材表面形成一层连续的酚醛树脂膜。随着固含量和浸渍时间的增加,酚醛树脂在竹材界面上的平均渗透深度越大,形成的酚醛树脂膜越厚。

竹材在建筑结构中的应用

竹子是一种天然的含有丰富木质纤维素的大型草茎植物。在日本、中国、菲律宾、印尼和其它亚洲国家,已将这种奇特的草茎植物应用于诸如桥梁、城镇和乡村住宅、下水道和运河等结构工程。1 天然竹材的基本特性1.1 强度与弹性模量 当竹子应用于像板或梁等结构形式时,必须了解其抗弯特性。原竹的抗弯强度一般为120～250MPa。

冷等离子体技术在木竹材表面改性中的应用及研究进展

主要阐述了国内外冷等离子体技术在木材及竹材表面改性中的研究进展。主要包括冷等离子体对木材亲水性和疏水性、木材表面化学组成、木材的胶合性能、竹材时效性等方面的研究;并提出了未来冷等离子体在木竹材表面改性研究方向和重点。