硅酸盐仿生呼吸法改性杉木的工艺及性能

编号 zgly0001716720

文献类型 期刊论文

文献题名 硅酸盐仿生呼吸法改性杉木的工艺及性能

作者 李萍  张源  左迎峰  吕建雄  王向军  吴义强 

作者单位 中南林业科技大学材料科学与工程学院  中国林业科学研究院木材工业研究所  天盈(广东)木业科技有限公司 

母体文献 林业工程学报 

年卷期 2020年06期

年份 2020 

分类号 S781.7 

关键词 杉木  木材改性  硅酸盐  仿生呼吸法  物理力学性能  耐热性能 

文摘内容 杉木存在结构疏松、材质轻软、强度低等缺陷,对其进行浸渍改性是提高其性能的重要方法,然而传统有机树脂浸渍改性存在释放有毒害气体、易燃等危害人居环境安全的严重问题。鉴于此,采用无机物质对杉木进行浸渍改性可显著提高杉木力学性能、尺寸稳定性、阻燃抑烟等性能,实现低值杉木的高值化利用。以硅酸钠为浸渍改性剂,硫酸盐、钙盐和磷酸盐复配物为固化剂,通过仿生呼吸法制得硅酸盐改性杉木。探讨了硅酸钠模数、硅酸钠质量分数、浸渍压力、浸渍时间、呼吸次数和呼吸频率(负压时间/正压时间)对改性杉木质量增加率和力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对其微观形貌和耐热性能进行了表征。结果表明,当硅酸钠模数为3.4、硅酸钠浓度为30%、浸渍压力为0.5 MPa,浸渍时间为3 h、呼吸次数为6次、呼吸频率为2∶4时,改性杉木的质量增加率、抗弯强度、抗压强度和三切面硬度均为最佳。经过硅酸盐仿生改性后,改性杉木的横切面和纵切面都被硅酸盐较好填充,这也是杉木力学性能提高的原因。TGA分析表明,与杉木素材相比,改性杉木的耐热性能显著提高。