One Step Regioselective Acylation of Polyphenolic Wood Extractive and Its Application for Wood Treatment

This study evaluated the methods of grafting commercial catechin with fatty acids,namely capric acid(C10),lauric acid(C12),and myristic acid(C14)through esterification.Specimens of beech wood(Fagus sylvatica L.)were impregnated with catechin and modified catechin-fatty acids,separately,at a 5%concentration diluted in ethanol using vacuum pressure treatment and subjected to leaching.The weight percentage gain before leaching(WPG),after leaching(WPGAL),and weight loss due to leaching(PL)were investigated.Both leached and unleached samples were tested against white-rot fungi(Trametes versicolor)in Petri-dishes for twelve weeks.Results show that samples treated with modified catechin-fatty acids provide improved resistance towards leaching.Catechin-C14 was found to be more promising,possibly due to its chain length.The decay weight loss for samples treated with modified catechin-fatty acids does not differ significantly between the samples that leached and not.Despite the antifungal properties of catechin,the treatment with catechin alone was insufficient to protect wood samples from fungi.Further,it is recommended to increase the concentration level of modified catechin to obtain a significant effect on the decay resistance.

利用傅里叶变换红外光谱分析高温改性对杨木强度等级的影响

为研究高温改性对低质速生木材力学性能的影响规律和作用机制,优化基于强度等级的木材改性温度,以期为高温改性木材在建筑结构中的合理应用提供依据,开展了160~210℃宽温域范围内高温改性对国产低质速生杨木抗弯强度(f_(m))、顺纹抗拉强度(f_(t,0))、横纹弦向(f_(t,T,90))和径向抗拉强度(f_(t,R,90))、顺纹抗压强度(f_(c,0))、顺纹弦面剪切速度(f_(v,T))和径面剪切强度(f_(v,R)),以及弹性模量(E_(0))等共计560个试件的材性试验,利用傅里叶变换红外光谱分析高温改性木材的化学组分变化。结果表明,木材中半纤维素耐热性最低,最先受热降解,温度≥190℃时,热解加快。纤维素耐热性较强,高温作用下轻微热解,且主要发生在无定形区域内,导致无定形区微纤丝排列有序性增加。高温对木材f_(m),f_(t,0),f_(t,90)和f_(v)劣化作用明显,常温时木材f_(m),f_(t,0),f_(t,T,90),f_(t,R,90),f_(v,T)和f_(v,R)分别为67.0,86.2,5.8,8.9,7.7和6.7 MPa,改性温度较低时,木材化学组分轻微热解,力学性能下降相对较慢,180℃时分别降至53.5,78.9,4.0,4.8,6.0和5.4 MPa,改性温度高于190℃时木材化学组分热解加剧,导致力学性能快速降低,210℃时分别降至常温时的44.5%,56.1%,43.1%,29.2%,34.5%和26.7%。160~210℃范围内,高温改性木材的f_(c,0)和E_(0)先升高后降低,20℃时f_(c,0)和E_(0)分别为41.4和8568 MPa,160~180℃范围内随着温度的升高,纤维素结晶度提高导致力学性能增加,180℃时达到峰值,较初始值分别高30.7%和12.8%,温度继续升高时,纤维素热解程度增加,f_(c,0)和E_(0)持续降低,210℃时,分别降至45.0和8104 MPa。未处理试件由于E_(0)未达到欧洲规范BS EN 338最低强度等级D18的要求,不能用作结构用材;160~170℃温度改性试件的E_(0)较未处理试件有所提高,但仍低于规范中最低强度等级D18的要求;改性温度升至180℃时,E_(0)继续增加,杨木达到强度等级D18;190~200℃改性材的E_(0)略有降低,但仍满足规范中结构用材要求,而f_(v,R)降低幅度过大,木材强度等级不满足最低强度等级D18的使用要求。研究结果将为高温改性技术以及国产速生木材在建筑结构中的合理应用提供依据。

木材压缩变形固定处理技术研究进展

压缩密实化是木材提质增优的处理方法之一。木材作为一种具有形状记忆效应的天然有机高分子材料,当被压缩或弯曲后,在温度和湿度等环境因子的影响下容易发生蠕变回复。木材压缩变形的回复对木材制品的尺寸稳定性和力学性能均有重要的影响,研究木材压缩变形固定处理技术对木材加工改性和高效利用具有重要指导意义。概述了木材压缩变形固定处理技术在国内外的研究进展和现状,重点梳理归纳了水热(蒸汽)预处理、压缩后热处理以及化学处理对木材压缩变形固定的研究进展。在此基础上,分析和提出了木材压缩变形固定处理技术的思路和未来发展方向,以期为压缩材的高效加工利用提供科学指导。

木竹材防腐技术研究概述

从防腐剂、处理工艺和改性防腐等方面阐述了木竹材防腐的发展现状,分析了木竹材防腐领域目前存在的主要问题,并就今后的重点研究方向进行了展望。木竹材防腐剂仍以含铜化合物为主,同时采取多种方式提高其防腐效果和抗流失性;无机硼盐、有机杀菌剂和天然提取物已成为欧洲多数国家研究和应用的新方向;硼盐防腐剂的抗流失性依然是关注的热点,通过化学改性达到防腐效果已成为新的研究方向。加压处理仍是当前防腐木生产的主要方式。随着竹材开发利用的不断发展,竹材的防腐日益受到重视,出现了针对竹材的防腐剂和处理技术。根据木竹材防腐研究现状,建议木竹材的防腐需重视环境因素,如土壤微生物、光照和水分等对腐朽的加速及防腐剂的影响,并指出加强防腐剂在木竹材中的存在形式和对腐朽菌作用机理的研究,对提高其固着性和抗菌效果具有重要意义。

功能型木材改性剂对速生杨木物理力学性能的改性效果

以速生杨木为研究对象,通过木材改性剂对速生材浸渍强化处理,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、傅氏转换红外线光谱分析仪对改性前后的木材进行表征,并分析改性前后木材的物理性能。结果表明:经木材改性后,速生材物理性能显著提高。X射线衍射仪数据表明,木材改性剂使木材结晶度从39.65%降到36.89%,能谱分析仪结果显示:氮(N)氧(O)碳(C)元素在木材内部分布均匀,扫描电子显微镜谱图分析了木材改性剂在木材管孔中的分布,最后红外光谱图表明改性剂与木材内部集团发生交联反应,并且羟基数目大量减少。

木塑复合材料界面化学改性研究进展

木塑复合材料是一种用途广泛的新型材料。介绍了国内外木塑复合材料界面化学改性研究进展,包括加入相容剂、加入偶联剂、接枝共聚改性等,并且提出了木塑复合材料界面改性今后的研究方向,为木塑复合材料的后续研究和应用提供了一定的理论基础。

木材表面非极性化原理的研究 I.木材乙酰化过程中化学官能团的变化

对杉木和“三北”一号杨两种木材的各主要组成进行了酯化处理，研究其在乙酰化过程中木材各主要组成的化学官能团的变化特征和结构的稳定性。结果表明：磨木木质素、纤维素、半纤维素经乙酸酐处理后，红外光谱上的１７４２ｃｍ－１附近均出现了表示酯类ＣＯ伸缩振动的新的吸收峰，表明在乙酰化过程中这些组分的化学结构都有新的非极性酯类化学官能团产生；而极性的羟基官能团的数量均有不同程度的减少；芳香基和脂肪基的结构上均有乙酸酯生成。纤维素酯化程度较低，半纤维素化学结构在乙酰化过程中会发生降解，而木质素和纤维素较为稳定。乙酰化处理是降低木材表面极性的一种有效方法。

无机质复合木材研究进展

简要论述了木材—无机质复合材料的基本内涵与分类 ,综合介绍近年来国内外无机质复合木材的制备 ,对无机质复合木材的研究进展进行了评述。提出随着纳米材料在木材科学与技术中的应用 ,必将给无机质复合木材的研究带来新的动力。

改性处理对杨木力学和燃烧性能的影响

采用硼酸复配酚醛树脂(简称BPF)对速生杨木进行改性,研究了改性处理对杨木力学和燃烧性能的影响,并与杉木和花旗松进行了对比.结果表明,杨木未达到规范中最低一级的强度等级,20%,BPF改性材强度等级达到TB11级,30%,BPF和40%,BPF改性材达到TB13级;20%,BPF、30%,BPF和40%,BPF改性后,试件氧指数分别提高97.37%,、113.68%,和128.42%,;与花旗松和杉木相比,杨木热释放速率、总热释放量和CO_2生成速率更高,BPF改性处理能有效地降低杨木可燃性,延长杨木的点燃时间,且改性程度越高,阻燃效果越好,其中40%,BPF改性后,试件总热释放量峰值降低31.22%,,比花旗松高14.33%,;总热释放量与花旗松持平,CO_2生成速率峰值降低30.57%,,比花旗松高6.01%,,残重率提高64.83%,,燃烧性能已达到常规建筑用材的水平.

人工林速生材高值化利用研究进展

随着禁止天然林商业性采伐政策的实施,人工林速生材高值化利用成为缓解我国当前木材供需矛盾的重要途径。简述了国内外速生材改性相关技术与工艺研究现状,介绍了物理改性和化学改性的几种方法,以期为我国人工林速生材功能性改良与高值化利用提供参考。

氧化木薯淀粉改性胶黏剂的制备

淀粉基胶黏剂是以淀粉为基体的天然胶黏剂,已得到广泛应用。然而,由于淀粉胶黏剂的耐水性较差,并且其胶接强度不能满足人造板的制备要求,故其在木材胶黏剂应用方面受到一定的限制。笔者以木薯淀粉为原料,双氧水为氧化剂,硫酸亚铁为催化剂,首先对木薯淀粉进行氧化处理;然后以过硫酸铵为引发剂,乙酸乙烯酯为改性单体,对氧化木薯淀粉进行接枝共聚改性。实验结果表明:最佳工艺参数为过硫酸铵0.3 g,乙酸乙烯酯50 g,木薯淀粉50 g,以此配方压制的胶合板达到最佳胶合强度O.97 MPa,符合国家二类胶合板的标准要求。

非木材植物纤维改性研究进展

综述了非木材植物纤维化学改性技术的发展和现状。非木材植物包括麻类植物、禾草类植物和农林废弃物等,主要成分为纤维素、半纤维素、木质素。由于结构的特殊性,其用途受到了很大的限制,但经过改性后,这些丰富的可再生资源可用作化工原料。植物纤维改性前,通常需进行预处理,常用的方法有化学预处理、物理预处理和生物预处理3种。植物纤维改性途径主要有酯化和醚化,改性介质一般为水或有机溶剂。近年来,以离子液体为溶剂的改性方法成为了研究热点。改性非木材植物纤维用途广泛,可用于制造生物降解塑料、吸附剂、离子交换剂、分离膜等。

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。

微波辐射作用下氰乙基化木材的制备

利用微波辐射对杉木进行氰乙基化改性，研究了各种反应条件对氰乙基化反应的影响。并用红外光谱对氰乙基化木材进行了初步表征。结果表明，2g杉木粉用KSCN饱和低浓度NaOH浸渍60min，丙烯腈17mL，温度在40～50℃下，微波辐射20～60min，（实际反应时间为80～120min），辐射功率用650W的30％，可获得与传统的恒温水浴反应240min同样增重50％～60％的氰乙基化木材，但前者可缩短50％的反应时间。

化学改性制备豆粕基木材胶黏剂

采用化学改性剂聚乙二醇(PEG)、聚乙烯亚胺(PEI)、马来酸酐(MAH)、环氧树脂(EP)和尿素对豆粕进行改性,制备豆粕基木材胶黏剂。研究单一改性剂和复合改性剂对胶黏剂胶合强度的影响,以胶黏剂黏度值、胶合强度和固形物含量为指标,通过单因素实验和正交实验优化得到最佳改性条件。同时,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)分析了改性机理。结果表明:化学改性制备豆粕基木材胶黏剂的最佳工艺条件为PEG与PEI质量比7∶8、反应时间70 min、反应温度15℃、豆粕质量分数25%,此条件下制得的胶合板干、湿胶合强度分别为1.93 MPa和0.86 MPa,符合国标对Ⅱ类胶合板胶合强度(湿胶合强度≥0.70 MPa)的要求。化学改性剂可以破坏大豆蛋白分子结构,暴露出分子内部的极性与非极性基团,从而通过氢键、静电相互作用等与化学改性剂交联,增加了胶黏剂的黏结特性和耐水性。

木材表面的功能性改良

论述了木材表面功能性改良的目的、介绍了木材染色、表面强化、无电解电镀处理、化学表面修饰、等离子体聚合和表面活性化的功能性改良方法．概述了改良木材的性能和用途。

无胶人造板的研究进展与展望

从现有的人造板无胶胶合技术角度概述了国内外无胶人造板的研究进展,针对无胶人造板成形的机理总结了目前生产应用与研究中存在的问题和疑问,同时就无胶人造板成形技术对我国人造板的发展影响进行了展望。

日本在无机质复合木材领域的研究进展

无机质复合木材是近年来木材化学改性领域中研究活跃的主题之一 ,文中简要叙述了溶胶 -凝胶法制备木材 -无机质复合材料的基本反应历程 ,介绍了近年来日本在无机质复合木材研究方面的进展情况。

木材改性技术发展现状及应用前景

系统阐述了木材改性的背景、方法及意义,重点介绍了热改性、乙酰化、糠基化改性,及压密化和热处理组合改性的基本原理和工艺,及其对木材性质的影响;分析了这些改性方法的应用现状及工业化应用前景,并提出了今后需着重研究的关键问题。

工业木质素化学改性与制备减水剂的研究进展

木质素是自然界丰富的可再生植物资源,工业木质素属制浆造纸副产品,通过化学改性方法,既可拓宽木质素的应用范围,又可提高其利用价值。较详细地介绍了木质素的结构特点和化学改性的基本方法,分别结合制浆方法和原料种类,对制备改性减水剂的合理工艺进行分析总结。可很好地利用木质素资源,并为造纸废水的综合治理做出重要贡献。