脲醛树脂与纳米二氧化硅复合改善木材性能的研究2010-09-1013:45:28|分类：板材增强工艺|标签：|字号大中小订阅时尽书李建章周文瑞张德荣(北京林业大学材料科学与技术学院)摘要:为提高三倍体毛白杨木材的多项性能,该研究以脲醛(UF)树脂和纳米SiO2为主要改性剂,并使用偶联剂和阻燃剂,制成5种木材处理剂,利用减压—加压的方法浸渍处理杨木,并通过加热使处理剂在木材中固化,制成UF--SiO2--Wood复合材料.以尺寸稳定性、阻燃性、抗吸水性和硬度作为主要指标对复合材料的性能进行评价,考察了处理剂对杨木性能的影响.结果表明,此5种处理剂均能提高木材的抗吸水性、阻燃性,并显著提高了木材的硬度,纳米SiO2的添加对木材硬度的提高有显著作用;除UF--C--SiO2共缩聚物外,其他4种处理剂均不同程度地提高了木材的尺寸稳定性.UF与纳米SiO2复合处理杨木可以提高杨木的综合性能.关键词:木材改性,脲醛树脂,纳米SiO2,三倍体毛白杨中图分类号:S781·43文献标识码:A文章编号:1000--1522(2006)02--0123—06SHIJin-shu;LIJian-zhang;ZHOUWen-rui;ZHANGDe-rong.Improvementofwoodpropertiesbyurea-formaldehyderesinandnano-SiO2.JournalofBeijingForestryUniversity(2006)28(2)123--128[Ch,35ref.]CollegeofMaterialScienceandTechnology,BeijingForestryUniversity,100083,P.R.China.InordertoimprovepropertiesoftriploidclonesofPopulustomentosa,urea-formaldehyde(UF)resinwascompoundedwithnano-SiO2,couplingagentsandflameretardantsindifferentwaystopreparefivekindsofmodifiers.ThepoplarwoodsampleswereimpregnatedwiththemodifiersandheatedtoprepareUF-SiO2-woodcomposites.Theantiswellingefficiency,oxygenindex,andhardnessofthecompositesweremeasured.Resultsshowedthatallofthemodifiersreducedwaterabsorptionofpoplarwoodandenhanceditsflameresistanceandhardness.Nano-SiO2showedamarkedeffectinimprovingthehardnessofwood.Inaddition,allofthemodifiersexceptUF-C-SiO2-polymercouldimprovethedimensionalstabilityofpoplarwood.ThecompoundofUFresinandnano-SiO2couldimprovegeneralpropertiesofpoplarwood.Keywordswoodmodification,UFresin,nano-SiO2,triploidclonesofPopulustomentosa实现木材(尤其是低劣质木材)的高性能化、充分利用低劣质木材、提高木材资源的利用率已经成为许多国家的共识[1].杨树是我国重要的速生树种之一.为充分利用杨木资源,缓解木材的供需矛盾,迫切需要开展杨树木材高性能化的研究.应用木材改良技术正是解决此问题的有效途径之一[2].木材改性一直受到世界各国研究者的重视.Saka等人[3--8]利用溶胶--凝胶法制备了无机木质复合材料,提高了木材的尺寸稳定性和阻燃性.Takeshi等人[9--11]以水玻璃为主要无机改性剂处理木材,提高了木材的阻燃性、耐腐性和尺寸稳定性,但降低了木材的力学性能和抗吸湿性.Yamaguchi[12--13]用硅酸钠溶液通过阳离子交换法制备了硅酸单体溶液,并在硅溶胶中添加磷酸制成一定pH值的溶液,用该溶液浸渍处理木材,改善了木材的抗弯强度和尺寸稳定性.Fumie等[14]通过溶胶--凝胶法处理日本扁柏木材并加入抗微生物药剂,制备了抗菌性较高的SiO2/木材无机木质复合材料.李建章等[15]分别用乙酸酐和丙酸酐对木材进行乙酰化和丙酰化处理,然后再用水玻璃处理乙酰化木材和丙酰化木材,制备了具有优良尺寸稳定性和一定阻燃性的乙酰化--SiO2--木材复合材和丙酰化--SiO2--木材复合材.钱俊[16]等人用UF树脂浸渍并热压杉木,提高了杉木的力学强度.沈晓玲[17]等人用天然有机物处理杉木,提高了木材的硬度、耐磨性等性能.方桂珍等人[18]用低分子量PF树脂处理大青杨木材,提高了木材的尺寸稳定性和力学强度.Furuno等[19]用低分子量PF树脂浸渍处理日本雪松木材,提高了木材的尺寸稳定性和抗腐蚀性.王西成等[20--22]将主要成分为正硅酸乙酯的前驱体溶液注入木材,经水解、缩合反应,制成了木材--二氧化硅复合材料,具有一定的尺寸稳定性.许福等[23]用正硅酸乙酯、钛酸丁酯等作为改性木材的前驱体改性木材,提出了改善木材渗透性能,提高木材硬度的改性方法.这些研究...
