弱酸改性对高温热处理杉木结构及性能的影响

摘要

为改善高温热处理木材的力学性能,采用亚硫酸钠/亚硫酸浸渍改性杉木,对木质素结构进行磺化修饰,以促进木质素在高温热处理过程中的迁移与重新分布。在高湿高压的环境下对改性杉木进行高温热处理,通过场发射扫描电子显微镜分析热处理前后杉木细胞壁表面微观构造,通过共聚焦激光扫描显微镜确定木质素在细胞壁中的半定量分布,测量了不同热处理条件下杉木的热稳定性、表面润湿性和抗弯性能。研究表明:热处理会破坏杉木细胞壁微观构造,细胞壁表面会出现球状或鳞片状熔融体,而经过亚硫酸氢根磺化改性后进行热处理的杉木细胞壁破坏程度减少,且细胞壁表面为分布更均匀的球状熔融体;亚硫酸氢根磺化处理以及高湿度使木质素玻璃化温度与熔点降低,亲水性增强,在热处理过程中木质素从浓度较高的细胞角和复合胞间层向细胞壁内侧迁移,并在细胞壁各壁层均匀分布,增加了微纤丝间的黏结强度;改性后的杉木经热处理后,静曲强度及弹性模量均高于未改性处理材。