纳米SiO_(2)/MUG复合改性剂的制备及其改性材性能研究

为进一步提升三聚氰胺-尿素-葡萄糖(MUG)生物质树脂改性木材尺寸稳定性,采用单一或复合硅源[纳米SiO_(2)、KH550(K5)、KH560(K6)单一或复配后]与MUG生物质树脂复合,制得K5/MUG、K6/MUG、Si/MUG、Si/K5/MUG、Si/K6/MUG 5种有机-无机复合改性剂,分别浸渍处理人工林杨木,考察不同改性剂对杨木密度、吸水性、尺寸稳定性和力学强度等性能的影响,优选出性能最佳的复合改性剂,利用SEM和FTIR分析改性剂的分布及与木材组分的反应情况,探明复合硅协同效应及复合体系之间的相互作用机制。结果表明,5种复合改性剂均具有良好渗透性,改性材的吸药量均>200%、增重率均>44%,吸水性均比素材显著降低;其中,以5%质量分数的KH550、1%质量分数的纳米SiO_(2)和30%质量分数的MUG复合改性杨木的径向、弦向和体积湿胀率最低,分别为1.14%、2.13%和3.20%;增容率最小(8.1%);抗胀缩率最高(77.5%);顺纹抗压强度最高(130.9 MPa),较素材提高了92.03%。纳米SiO_(2)经KH550接枝改性后,能更均匀分散于MUG树脂中,并被树脂包覆固化于木材内,有机-无机协同效应使复合体系的交联程度提高,无机Si元素的刚性增加了木材机械支撑强度。因此,硅烷偶联剂改性纳米SiO_(2)能进一步提升MUG改性材的尺寸稳定性和力学强度等性能。

改性杨树末对水中游离和络合态Cd(Ⅱ)吸附特性研究

采用溶剂法制备乙二胺四乙酸二酐改性杨树末(EPSD)吸附剂。采用SEM、FTIR和BET分析对EPSD进行了表征,并通过静态和动态吸附实验,探讨了EPSD对柠檬酸/酒石酸络合镉的吸附特性,并与对游离态镉的吸附特性进行了比较。结果表明,杨树末表面被引入羧基改性。EPSD吸附游离态和络合态Cd(Ⅱ)溶液体系的最优pH值均为6.0左右;吸附Cd(Ⅱ)的行为均符合拟二级动力学模型,主要由化学吸附控制重金属离子的吸附速率;Langmuir等温模型可以更好地描述Cd(Ⅱ)的吸附等温线,说明吸附都是单分子层的;热力学分析表明,吸附反应均为自发的吸热过程。随着进水流速增大,EPSD动态吸附游离态和络合态Cd(Ⅱ)到达穿透点的时间逐渐提前,进水流速为1.5 mL/min时最适合EPSD的动态吸附;对游离态Cd(Ⅱ)和酒石酸络合Cd(Ⅱ)的吸附容量利用率可分别达到54.93%~68.95%,53.17%~70.47%。EPSD对水中游离态和络合态Cd(Ⅱ)吸附均具有良好的应用前景。

糠醇-环氧植物油复合改性毛白杨木材的物理力学性能

【目的】采用糠醇-环氧植物油复合改性方法,改善糠醇改性降低木材韧性的问题,促进其在建筑结构领域的应用。【方法】将环氧大豆油和环氧亚麻油2种环氧植物油以不同添加量与糠醇溶液复配制备浸渍液,采用满细胞法处理毛白杨木材,获得不同环氧植物油添加量的糠醇-环氧植物油复合改性材。利用扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)探究糠醇、环氧植物油在木材细胞结构中的分布规律,揭示其化学反应关系。分析复合改性材的力学性能变化,优选适宜增韧剂添加量。【结果】复合改性材SEM观察并结合其增重率和密度测试结果(显著增加)证明,糠醇树脂和环氧植物油可浸渍到木材细胞结构中。FTIR分析表明,环氧植物油与糠醇发生开环反应。与糠醇改性材相比,环氧大豆油添加量为20%(质量分数,下同)时,复合改性材气干/吸水饱和的弦向和体积湿胀率降低幅度最大,分别降低36.9%、20.0%和35.9%、30.7%,且抗湿胀系数(ASE)最大;环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材气干/吸水饱和的弦向和体积湿胀率降低幅度最大,分别降低52.5%、65.6%和41.5%、46.0%,且ASE最大,环氧植物油加入能够显著提高糠醇改性材的尺寸稳定性。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为20%时,复合改性材的抗弯强度(MOR)和静态硬度提高幅度最大,与糠醇改性材相比,分别提高17.9%、25.3%和30.0%、25.1%。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材的抗弯弹性模量(MOE)提高幅度最大,与糠醇改性材相比,分别提高22.7%、21.1%。与其他力学性能相比,环氧植物油对糠醇改性材的韧性提高幅度最大。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材的冲击韧性分别提高88.7%、59.8%。环氧植物油添加可显著提高糠醇改性材的MOE、MOR和静态硬度,改善其韧性下降问题。【结论】环氧植物油添加量20%的复合改性材物理力学性能最优。环氧植物油与糠醇发生开环反应,其长柔性脂肪链引入糠醇树脂链中可改善糠醇改性降低木材韧性的问题,且可进一步提高其物理力学性能。

六环石改性杨木木材的制备

为提高木材利用率,改善人工速生林密度低、强度低、易皱缩变形等不足,本文以人工速生杨木为研究对象,以内蒙古自治区特有的矿物六环石为改性材料,采用真空加压浸渍改性技术将六环石注入木材中,并对改性材的性能进行测试与表征。结果表明:六环石改性杨木木材的最佳浸渍次数为8次,单次浸渍工艺为真空浸渍120 min,常压浸渍5 min,再进行绝干处理。改性后的木材其平均增重率及吸液率分别为15.33%和146.37%,较素材的气干密度和全干密度分别提高了23.25%和21.95%。研究结果为改性材的制备和利用提供了新思路。

稀土改性杨木材质初探

采用将稀土注入杨木试材中的方法,改善杨木材性,初步得出试材的稀土载药量、注入后试材的干燥程度是影响试材尺寸稳定性的重要因素,同时发现稀土的注入对提高杨木试材的硬度和耐腐性亦有良好效果。

改性速生杨木家具产品研发关键技术初探

阐述利用改性速生杨木开发家具产品的意义,结合改性速生杨木材料性能和家具设计的研究现状总结其在家具产品研发中存在的问题与局限,并探索改性速生杨木今后在家具产品研发过程中需要解决的关键技术性问题。

转抗虫基因三倍体毛白杨植株体内农杆菌残存与逃逸

用部分改造的BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂(API-A)基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法对三倍体毛白杨进行了转化,对转化后植株体内残存农杆菌在继代培养和移栽过程中进行了跟踪检测。结果表明:通过对转化再生植株的分子生物学检测,42个株系中,33个株系为阳性,阳性率达到80%;用Bt毒蛋白抗血清进行ELSA检测结果表明,7个转基因株系都有Bt杀虫蛋白表达;基因转化后,可采用附加50 mg/L卡那霉素,300 mg/L羧青霉素的筛选培养基消除细菌并进行抗性芽筛选。对28个转基因株系叶片、茎段和根段在含有卡那霉素50 mg/L YEB培养基上进行细菌培养,通过在T-DNA区、质粒Vir区和农杆菌基因组设计引物,进行PCR检测,证明有3个株系(333、7、5号)检测到残存工程农杆菌,并在组培瓶中存活24个月。将带菌的3个株系组培苗移栽到花盆中,室内培养1个月后,在33号株系根际土壤中检测到了目的农杆菌。

三聚氰胺脲醛树脂复配硼化物改性杨木的性能

采用硼酸、硼砂混合液,三聚氰胺脲醛(MUF)树脂及MUF树脂与硼酸、硼砂的复配改性剂处理人工林杨木,并对处理材的各项性能进行评价。结果表明:MUF树脂和MUF树脂复配硼化物的处理,均可显著降低木材的吸湿率,提高抗胀率、弹性模量和抗弯强度;3种改性材的氧指数均提高,点燃时间延迟,热释放速率、总热释放量、总烟释放量及CO产率均降低。以MUF树脂复配硼化物处理杨木的效果最优,杨木各项性能可全面改善。

改性速生杨木抗压性能试验研究

速生杨木在中国种植范围广,但由于力学性能差、变形大等缺点,其应用受到很大限制,迫切需要对速生杨木进行改性处理。主要考虑不同板材厚度(5、10、15、20mm)和不同纹理(径向、弦向)两个因素对改性速生杨木进行力学性能试验研究。试验表明:随着板材厚度的减小,试件破坏由单个斜截面破坏至连续斜截面破坏,再到水平压皱破坏,最后出现双曲破坏和单板弯曲破坏。不同板材厚度改性试件抗压试验中,与对比试件相比,改性试件的力学性能有较大提高,且随着板材厚度的减小,试件的抗压强度、峰值压应变、弹性模量等均显著增大。不同纹理组合改性试件抗压试验中,弦向与弦向纹理组合试件力学性能最优,其次为径向与径向纹理组合试件,最低为弦向与径向纹理组合试件。同时,在顺纹加顺纹的纹理组合方式下,与对比试件相比改性试件的抗压强度、峰值压应变、弹性模量等均有提高显著;在顺纹加横纹的纹理组合方式下,改性试件的抗压强度和弹性模量反而有所降低。

改性豆基蛋白胶杨木刨花板的制造工艺

探讨利用改性豆基蛋白胶压制杨木刨花板的工艺,分析热压温度、热压时间、施胶量和防水剂加入量对杨木刨花板性能的影响,提出厚12 mm、密度0.70 g/cm3杨木刨花板的最佳工艺条件为:热压温度170℃,热压时间14min,施胶量10%,防水剂加入量1.4%。在此条件压制的板材的性能超过GB/T 4897.4-2003的要求。

PF树脂浸渍ACQ防腐杨木的基本特性

采用低分子量酚醛树脂对ACQ防腐后的速生杨木进行浸渍处理、干燥定型后制得改性材。试验表明,ACQ防腐处理对酚醛树脂的浸渍没有影响,PF树脂对杨木具有较好的浸注性,但不同杨木试件的浸注性差异较大。通过分析杨木自身材性及试件不同尺寸与增重率的关系,发现不同的杨木树株和木材纹理对杨木浸注性有显著的影响。

速生杨木染色效果的色差分析

木材染色是人工林速生材常用的一种改性处理方法。以染液温度、染色时间和染液浓度作为变化因素,对速生杨木染色效果进行色差检验,分析了染液温度、染色时间和染液浓度对速生杨木染色后色差变化趋势的影响。

杨木材性对酚醛树脂浸渍改性材的影响

采用低分子量酚醛树脂对速生杨木进行浸渍处理、干燥定型,使树脂固化制得改性材。试验表明:低分子量酚醛树脂对杨木具有较好的浸注性,改性材的密度和力学强度均有明显的提高,两组试件改性后浸注性和密度相差不大,但前期经过热水处理的试件改性后密度相对均匀,力学强度略好于直接浸渍的试件。杨木自身材性对改性后物理力学性能的影响各不相同,在实际生产中要根据指标的重要性程度选取最佳方案。

背面裂隙对杨木胶合界面力学性能的影响

采用微观数字散斑干涉技术和宏观剪切强度试验相结合,分析并讨论了杨木单板背面裂隙的存在对其胶合界面微观力学性能和宏观剪切强度的影响;采用淀粉糊、淀粉糊/木粉、豆胶3种封闭剂处理杨木胶合界面上的背面裂隙,探讨改性试样微观应变分布和宏观力学性能之间的关联。结果表明：存在背面裂隙的杨木单板胶合界面上的应变数值较大,达到1.5×10^-3～4.0×10^-3,复合材料整体的强度显著减小;不同封闭剂处理背面裂隙的试件,其胶合界面的应变显著大于未处理的试件;封闭剂处理后,杨木单板层积材干强度未能全部提高,湿强度却出现不同程度的下降。

正硅酸乙酯-KH-570复合浸渍改性速生杨木

以正硅酸乙酯-KH-570为浸渍液浸渍改性速生杨木,提高其物理性能.利用单因素试验,采用常压浸渍方法对速生杨木进行浸渍处理,以正硅酸乙酯与KH-570物质的量比为变量,吸水率、体积湿涨率、气干缩率、疏水性为评价指标,优化正硅酸乙酯与KH-570的最佳物质的量比.通过红外光谱、DSC分析浸渍机理.结果表明:正硅酸乙酯与KH-570的最佳物质的量比为1∶0.75,吸水率降低47.76%,体积湿涨率降低28.16%,气干缩率降低15.32%,处理材表面与水滴接触角为91°,达到疏水级别.

改性速生杨的视觉物理量分析

从颜色、纹理及光泽度三方面,对改性速生杨的视觉物理量进行测量与研究。结果表明,改性速生杨的色相为黄色,明度值较高,饱和度较低,H、V、C分别为5.7Y、6.8、5.5;纹理细且稀疏,清晰度不高,纹理粗细与纹理间距分别为0.49 mm与5.91 mm,纹理灰度与背景灰度分别为194与212;光泽度较低,GZL、GZT、GZB分别为4.2%、3.6%与1.17。

改性豆基蛋白质胶黏剂用于杨木胶合板生产初探

利用碱对豆粉进行处理,使蛋白质水解成为低聚肽,低聚肽进一步与甲醛反应生成稳定的蛋白质。这种物质可与苯酚和甲醛反应生成改性豆基蛋白质胶黏剂。采用单因素试验方法,对改性豆基蛋白质胶黏剂压制杨木胶合板的生产工艺进行了探讨。经过生产性试验证明,利用这种胶黏剂压制的胶合板的强度和抗水性可以和商业酚醛胶黏剂相媲美。这种胶黏剂豆粉的含量为63%,因而可以大幅减少木材胶黏剂用苯酚的量。

PF树脂改性速生杨木浸注性分布规律研究

采用低分子量酚醛树脂对速生杨木进行增强浸注,改性后统计分析改性材的质量增加率情况,以了解浸注性的分布规律。结果表明:速生杨木改性后质量增加率的数据整齐,集中在平均数附近。经过假设并检验后得出,速生杨木改性材质量增加率服从均值为41.87%、总体标准差σ为0.069 0的正态分布;并由此计算出速生杨木改性后,质量增加率落在参考区间为35%～55%的概率值。

超声波杨木浆配抄装饰原纸的研究

超声波制浆技术具有将制浆和漂白合二为一的特点,并且相较于传统的制浆,制浆废液量明显减少,减少了污染,降低了能耗,生产的纸浆得率在70%左右。本研究中,以超声波杨木浆为原料抄造装饰原纸,确定了造纸过程中用的填料、湿强剂等助剂的最优添加量,并且使用自制的改性填料使纸张的各项指标达到或超出国家标准的助剂的最优添加量。在超声波纸浆∶松木硫酸盐浆为3∶7时,纸张的抗张强度、白度、不透明度等指标均能达到国家标准要求;当使用自制填料的改性剂添加量为3%时,纸张的性能得到了进一步提高,由此可见,超声波纸浆具有良好的应用发展前景。

高温花生粕蛋白基胶黏剂的制备与表征

【目的】以高温花生粕(HPM)为试验材料,通过复合改性交联制备胶合强度高、耐水性好的HPM蛋白基胶黏剂(HPMA),为HPMA的产业化应用提供技术和理论依据。【方法】采用十二烷基硫酸钠(SDS)、纳米SiO2(nSiO2)和聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)树脂复合改性交联制备HPMA,研究HPMA制备的杨木胶合板胶合强度以及HPMA外观、黏度、固体含量、pH、热稳定性、蛋白质二级结构和表面结构的变化。【结果】HPMA制备的杨木胶合板干态、温水湿态和沸水湿态胶合强度分别提高113%、114%和81%,达到国家Ⅰ类杨木胶合板标准。HPMA呈棕褐色,黏度、固体含量、pH分别为6448 mPa·s、31.33%和5.83,热分解温度高达317℃。HPMA制备过程中蛋白质二级结构和基团均发生显著变化,表面结构由粗糙无序变得紧致均一。【结论】HPMA胶合强度和耐水性显著提高的主要原因是SDS使蛋白质二、三级结构打开,疏水基团暴露,并与nSiO2和PAE发生超支化交联形成不溶水的三维网络结构。