响应面法优化低共熔溶剂增加木材渗透性的工艺研究

摘要

为了探索一种绿色高效提高木材渗透性的方法,选取氯化胆碱(ChCl)与乳酸(LA)组成的低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)作为处理液,对轻木进行增渗处理。基于单因素试验结果,采用响应面优化法综合探究DES中氯化胆碱与乳酸的量比,即n(ChCl)∶n(LA),DES体积分数和处理时间对木材渗透性的影响,以1 h吸水增重率作为木材渗透性的评价指标,确定优化处理方案。试验结果表明,各因素对响应值的影响顺序为:处理时间>DES体积分数>n(ChCl)∶n(LA);优化的工艺为:n(ChCl)∶n(LA)=1∶10、DES体积分数73%、处理时间6.6 h、处理温度90℃,在此条件下处理材1 h吸水增重率为416.34%,较未处理材提高了168.81%。场发射扫描电镜与压汞测试结果表明,纤维细胞壁结构保持完整,但在胞间层与细胞角隅处产生大量的微观孔隙,射线薄壁细胞与轴向排列的纤维间产生裂隙,孔隙率较未处理材提高了7.28%。