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硅溶胶用于木材改性

编辑:浙江德立信微纳科技有限公司  时间:2020-10-11

  杨木是我国人工林的主要树种,但因材质软、强度低等缺点限制了其使用,需进行提质增值加工来拓宽应用范围。研究表明,用无机物与木材结合制备无机复合木材,其密度、抗弯强度和阻燃等性能均可以得到明显改善。硅溶胶具有黏度低、粒径小的特点,能够有效渗入木材孔隙结构中,经过凝胶、干燥后得到稳定的空间结构和较高的硬度;硅溶胶安全环保,无游离甲醛,具有较好的热稳定性和生物相容性,是一种很好的木材改性剂。

  常用的木材改性硅溶胶分酸性和碱性两种,酸性硅溶胶对木材自身结构影响小;碱性硅溶胶会使木材发生一定程度降解,但也可以改善渗透性。酸性、碱硅溶胶改性对木材性能会产生不同的影响,改性处理后的木材弯曲性能和热降解特性等方面会存在差异。

  分别采用酸、碱性硅溶胶浸渍改性杨木,发现硅溶胶可沉积在细胞腔和纹孔等结构中,使改性材密度增加,增重显著。改性木材的弯曲性能均优于未改性木材,且酸性硅溶胶改性木材的弯曲性能更好。碱性硅溶胶改性木材的密度和增重率均大于酸性改性木材,而酸性胶改性的提升效果明显高于碱性胶,这可能是因为碱性硅溶胶处理木材时,在细胞壁中起粘结作用的半纤维素发生剥皮反应和碱性水解,使其内部闭塞的孔道打开,渗透性提高,更多的硅溶胶改性剂渗透进入木材的导管中,经干燥、缩聚、沉积在导管中,因此增重更多,同时又起了机械支撑作用,部分抵消因降解导致的性能降低,降低了抗弯强度,所以,碱性硅溶胶改性材的性能提升不如酸性胶明显。改性后的木材炭化温度降低,对木材起到了一定的保护作用;酸性硅溶胶处理材的表观活化能明显提高,可以对木材起到明显的阻燃效果。

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