無機(jī)/有機(jī)復(fù)合木材的組織結(jié)構(gòu)與復(fù)合機(jī)理

借鑒天然生物材料的結(jié)構(gòu)特征，采用膠體化學(xué)的合成方法，以[硅溶膠/有機(jī)單體]共混乳液浸漬木材，微波加熱提高乳液凝/聚反應(yīng)速度和均勻性，在木材組織中合成出互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合體，并實(shí)現(xiàn)無機(jī)、有機(jī)、木材間的化學(xué)鍵合，從而賦予人工林木材優(yōu)良的綜合性能。研究內(nèi)容包括，一、滲透傳質(zhì)過程；二、凝/聚反應(yīng)過程；三、復(fù)合相界面結(jié)構(gòu)；四、復(fù)合組織的結(jié)構(gòu)分析及其對性能的影響。研究目標(biāo)：探討制備過程和組織結(jié)構(gòu)方面的基本問題；制備具有特殊復(fù)合結(jié)構(gòu)和優(yōu)良綜合性能的木基復(fù)合材料。.我國人工林木材儲量已躍居世界首位，今后我國木材原料市場將以人工林木材為主。為解決天然林保護(hù)與市場需求的矛盾，開展人工林木材改性方面的的基礎(chǔ)研究，對提高木材性能，擴(kuò)大人工林木材的應(yīng)用領(lǐng)域具有現(xiàn)實(shí)意義。

《無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材性能和工藝學(xué)原理》是作者近年來針對木材無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化處理及其過程中的工藝學(xué)特性、復(fù)合木材的強(qiáng)化機(jī)理等問題，應(yīng)用宏觀特性、微觀結(jié)構(gòu)和微觀力學(xué)等分析手段，在國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目和中國林業(yè)科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)的研究成果之上撰寫完成的?！稛o機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材性能和工藝學(xué)原理》分別從無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化處理劑、強(qiáng)化處理工藝、強(qiáng)化復(fù)合木材的制備，以及無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材的性能評價(jià)、微觀結(jié)構(gòu)與強(qiáng)化機(jī)理及改性研究等幾個(gè)方面，以比較翔實(shí)的研究數(shù)據(jù)和結(jié)果分析為依據(jù)，系統(tǒng)闡述了無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材的性能和工藝學(xué)原理與相應(yīng)的科學(xué)問題。

無機(jī)質(zhì)復(fù)合木材是指通過陽離子和陰離子交替擴(kuò)散浸透到木材孔隙中發(fā)生無機(jī)反應(yīng)，生成非水溶性鹽}fib制得的復(fù)合木材.

本京都大學(xué)木材研究所將原木在水中浸泡后，放進(jìn)含硫酸鋇溶液中，再放進(jìn)含硼酸的磷酸二氫氨水溶液中浸泡，最后經(jīng)洗滌、干燥I fib制得無機(jī)質(zhì)復(fù)合木材，由十生成的不溶十水的無機(jī)鹽填充在木材孔隙內(nèi)，可阻止木材的熱分解，腐朽真菌絲體的成長和白蟻的侵食等，可獲得良好的阻燃性，抗腐蝕及抗蟻性，同時(shí)保持了木材原有的自然質(zhì)感，提高了硬度.用類似的工藝方法中請了稱之為陶瓷木材制備方法的中國專利.用一定濃度的工業(yè)級氯化稀土溶液處理木材.當(dāng)載藥量為3. 8 mg / cm3時(shí)，木材的斷口硬度提高約30，經(jīng)防腐實(shí)驗(yàn)，10周后檢查未有任何腐爛跡象。

以松木為原料，利用水玻璃溶液和硫酸兩種溶液交替處理經(jīng)干燥后獲得被稱之為陶瓷木材的復(fù)合材料.為改善二倍體毛白楊木材的性質(zhì)，先后用水玻璃和硫酸鋁溶液處理毛白楊木材，浸入木材的硫酸根離子和鋁離子結(jié)合，在細(xì)胞間隙和導(dǎo)管的胞腔中生成硅酸鋁沉淀，得到毛白楊無機(jī)復(fù)合木材，其阻燃性和硬度有較大的改善。

美國報(bào)道了一種石化木材(instant petrified wood)的方法，將木材浸入含有硅、鋁化合物的溶液中，讓其填充在木材的孔隙內(nèi)，然后在140 0C下窯干固化，在常壓下浸入深度為5mm,若在一定的壓力下或在高溫下固化會得到像巖石一樣堅(jiān)硬的木質(zhì)陶瓷化合物，比一般木材硬度提高}0%一1}0}，但結(jié)構(gòu)外觀仍像木材「}} }6}.木材是多孔體，具有流體可滲透性，但是其滲透性大小表現(xiàn)出的差異非常大，這是木材構(gòu)造特點(diǎn)所致，木材的孔隙包括細(xì)胞腔、細(xì)胞間隙、紋孔以及微毛細(xì)管，這些孔隙尺度大小從納米級到微米級、毫米級均有分布;溶膠流體滲透木材的難易程度與紋孔構(gòu)造有關(guān)系，不同木材或同種木材的不同部位常因?yàn)槌槌鑫锏亩氯?、結(jié)殼物的鑲嵌和紋孔膜的偏移，從IfIJ使木材具有不同的滲透性。

將無機(jī)粘土與木材廢料用高溫?zé)Y(jié)的方法制成了被稱之為木陶瓷復(fù)合材的復(fù)合材料.開展了粘土與木材的比例對材料孔隙率及噪音衰減系數(shù)和透水率影響的相關(guān)研究。

前言

第一章 緒論 1

第一節(jié) 強(qiáng)化復(fù)合木材的概念及種類 1

第二節(jié) 無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材的研究概述 2

參考文獻(xiàn) 10

第二章 強(qiáng)化處理劑的種類及物化指標(biāo) 13

第一節(jié) 強(qiáng)化處理劑的種類 13

第二節(jié) 浸漬強(qiáng)化處理劑的物化指標(biāo) 15

參考文獻(xiàn) 19

第三章 浸漬強(qiáng)化處理工藝 21

第一節(jié) 浸漬強(qiáng)化處理工藝的種類 22

第二節(jié) 影響浸漬強(qiáng)化處理效果的因素 24

第三節(jié) 改善浸漬強(qiáng)化處理效果的方法 25

第四節(jié) 浸漬工藝對強(qiáng)化復(fù)合木材性能的影響 27

參考文獻(xiàn) 36

第四章 浸漬強(qiáng)化復(fù)合木材的制備與物理力學(xué)性能 38

第一節(jié) 浸漬強(qiáng)化復(fù)合木材的制備 38

第二節(jié) 強(qiáng)化復(fù)合木材的物理力學(xué)性能 39

參考文獻(xiàn) 55

第五章 無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材的性能評價(jià) 57

第一節(jié) 強(qiáng)化復(fù)合木材的膠合性能 57

第二節(jié) 強(qiáng)化復(fù)合木材的阻燃性能 59

第三節(jié) 強(qiáng)化復(fù)合木材的尺寸穩(wěn)定性 61

第四節(jié) 強(qiáng)化復(fù)合木材的潤濕性 64

第五節(jié) 本章小結(jié) 67

參考文獻(xiàn) 67

第六章 無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材的微觀結(jié)構(gòu)與強(qiáng)化機(jī)理 69

第一節(jié) 無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材的微觀結(jié)構(gòu) 69

第二節(jié) 復(fù)合木材強(qiáng)化機(jī)理的分析 81

第三節(jié) 復(fù)合木材的微觀力學(xué)研究 86

參考文獻(xiàn) 95

第七章 無機(jī)質(zhì)強(qiáng)化復(fù)合木材的改性研究 97

第一節(jié) 硅溶膠復(fù)合乳液的研究現(xiàn)狀 97

第二節(jié) 硅溶膠復(fù)合增強(qiáng)乳液的合成 100

第三節(jié) 復(fù)合乳液強(qiáng)化效果分析 105

第四節(jié) 復(fù)合乳液強(qiáng)化木材的性能 111

第五節(jié) 增強(qiáng)實(shí)木地板產(chǎn)品 120

參考文獻(xiàn) 122

圖版