阴沉化防腐木材的制备及性能研究

作者:张振新 刊名: 上传者:于庆伟

【摘要】阴沉木作为一种极其珍贵的木材资源,在自然界中具有极高的科学、文化价值,被誉为“植物界的木乃伊”。其芳香致密、色彩光鲜、经久耐腐。本论文通过对阴沉木形成和变化原因的思考,模拟形成的微生态环境,对速生林木材进行处理,进而制备一种绿色、优质的新型防腐木材——阴沉化防腐木材。本研究首先对楠木阴沉木与速生林木材(杨木、杉木)的性能进行对比,分析阴沉木较速生林木材的主要性能及化学成分差异,然后基于纳米物质与植物源提取物合成的基质土壤在一定温度、时间真空条件下对木材作用,制备阴沉化防腐木材,再对该防腐木材的耐腐性能进行分析、评价,最终通过扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等设备分析阴沉化防腐木材的微观结构、化学结构、元素的变化,阐述阴沉化防腐木的防腐机理。以下为本试验所获得的主要结论:1.本研究通过对楠木阴沉木、北京杨、杉木三种木材进行了密度、耐腐性能及微观结构、化学表征分析,结果表明楠木阴沉木与北京杨、杉木的密度相比较大,同周期耐腐测试后,其耐腐性能较好,楠木阴沉木的细胞管壁内含晶状物较多,半纤维素存在部分降解,结晶度较高,其内部含有丰富的方解石型碳酸钙,较速生林相比其钙的含量极高。2.本研究通过单因素试验设计、正交试验设计对合成基质土壤中纳米碳酸钙、桐油与土壤的分别配比、处理温度、处理时间的调控,制备阴沉化防腐木材。结果表明:阴沉化防腐处理可显著提升木材的增重率、密度及耐腐性能,在正交设计中的阴沉化防腐处理木材均达到II级耐腐等级以上,经验证,纳米碳酸钙的添加量为25g,桐油的添加量为300g,处理温度为175℃,处理时间为7h,阴沉化防腐木材的增重率达到最大为140.61%,密度达到最大为1.024g/cm~3,失重率达到最低为4.95%,较未处理素材防腐性能提升了89.77%,耐腐等级为I级强耐腐等级。3.本研究通过扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等设备对阴沉化防腐木材与未处理木材进行了对比检测分析,探究防腐机理及化学变化。结果表明,使用混合土壤包覆进行阴沉化防腐处理后,桐油与纳米碳酸钙可以有效地进入了木材内部,并与木材发生了紧密的化学结合,处理材微量元素的含量会有所改变,这些物质可以在木材的导管上均匀分布,同时,细胞壁内壁由于桐油渗入形成的高聚物变得极为光滑,使得木材的特征峰官能团有所改变,最后,处理材的非结晶区有所改变,峰间距变宽,出现方解石型碳酸钙结晶峰。

参考文献

引证文献

问答

我要提问