原位聚合酯化改性欧洲赤松的尺寸稳定性

摘要

【目的】针对木材在环境温湿度变化时易发生干缩或湿涨,导致木材尺寸不稳定的问题,提出以柠檬酸−山梨醇混合溶液作为改性剂,通过真空加压浸渍和高温固化改性木材。探究柠檬酸与山梨醇在木材内部原位聚合酯化对木材尺寸稳定性的影响,进而优化改性工艺。【方法】以欧洲赤松为原料,改性剂质量分数、固化温度、固化时间为考察因素,改性材的吸水抗胀率和改性剂的水溶流失率为响应值,采用响应面设计法,建立工艺与改性材性能之间的数学模型,通过方差分析各因素的显著性和交互作用,同时求解拟合方程获得柠檬酸−山梨醇原位聚合酯化改性欧洲赤松的优化工艺水平。并对改性材的尺寸稳定性、微观形貌和化学组分变化进行分析。【结果】固化温度对试样的吸水抗胀率影响极显著(P<0.01),溶液质量分数和固化温度的交互作用对试样的吸水抗胀率影响显著(P<0.05);固化温度对改性剂的水溶流失率影响极显著(P<0.01)。根据回归模型,结合可操作性和成本,提出最佳工艺条件−溶液质量分数30%、固化时间16 h、固化温度160℃。此条件下,改性材的吸水抗胀率为58.47%。电镜结果表明聚酯润胀了细胞壁,填充了部分细胞腔。红外光谱显示有酯键生成。【结论】利用柠檬酸−山梨醇原位聚合酯化改性木材,可大幅提升木材的防水性能和尺寸稳定性。这种改性方法对改善木材天然缺陷,实现木材高效利用具有一定的指导意义。