基于呼吸浸渍法硅酸钠强化杉木木材工艺优化

摘要

以杉木为改性基材、硅酸钠为浸渍改性剂,通过对木材交替施加"负压-正压"使其内部产生"呼液-吸液"的作用,从而改善木材的渗透性,并提高改性剂在木材中的浸注量以及浸渍效率.以硅酸钠的模数、浓度和浸渍时间作为试验因素,采用正交实验法优选出硅酸钠浸渍杉木的最佳工艺条件.研究结果表明,在硅酸钠改性剂的模数为3.4、浓度为30%、浸渍时间为1 h时,杉木木材的浸渍效果最佳.对最优条件的改性材进行FTIR、XRD、TGA分析表征.结果发现,杉木改性材的游离羟基数量减少,缔合羟基数量增加,出现Si-O-Si的特征吸收峰,说明硅酸钠对杉木的改性不只是物理填充,还存在化学键的结合;由于硅酸钠的润胀作用和化学键的形成,改性杉木的结晶度降低;杉木改性材的热稳定性提高,起始分解温度降低,在炭化阶段的质量损失显著减少,最终的残留质量增加.