本技术涉及一种糠醇丙烯酰胺复合改性木材及其制备方法,旨在解决传统糠醇改性木材韧性降低和尺寸稳定性不足的问题。该复合改性木材通过糠醇/丙烯酰胺改性剂处理获得,改性剂由糠醇、马来酸酐、硼砂、丙烯酰胺和溶剂混合制成。制备过程包括称量原料、制备糠醇低聚物、混合糠醇低聚物与丙烯酰胺、木材浸渍改性剂、真空加压处理以及加热固化和烘干。该技术有效提升木材韧性和尺寸稳定性,适用于木材改性领域。
背景技术
人工速生林以其生长周期短、生长速度快和单位面积产量高等优势,在建筑、家具和装饰等领域展现出巨大的应用潜力。由于这些树木生长迅速,它们通常存在材质软、密度低和易变形等问题,从而限制了其在高附加值产品领域的应用。采用物理或化学手段对人工速生林木材进行改性处理,可以提升其基本物理性能或赋予其功能特性。
目前,常见的化学改性方法包括乙酰化处理、氮羟甲基树脂改性、脲醛树脂处理、糠醇树脂处理、有机单体处理以及溶胶-凝胶法处理等。根据改性剂与木材的作用机理不同,化学改性木材可通过以下几种不同的方式进行:与细胞壁发生接枝反应、填充细胞壁、填充细胞腔。不同的改性方法也可以通过一种或多种方式改性木材,以实现最佳效果。
糠醇是一种由农林废弃物(如甘蔗渣、秸秆和玉米芯等)衍生的极性有机单体,相较于其他改性剂更为绿色环保。糠醇单体会发生脱水缩合反应,形共轭短链,共轭链之间继续交联,可形成高度聚合的糠醇树脂。糠醇单体分子量为98,能够轻松渗透到木材细胞壁,进而原位聚合形成树脂填充在木材细胞壁中,实现对疏松木材的密实化,糠醇改性木材技术目前已实现产业化。由于糠醇树脂几乎不与木材组分发生化学反应,只能通过物理填充的方式堵塞水分运输通道,提高尺寸稳定性方法较为单一。此外由于糠醇树脂固化后形成的三维网络分子结构过于致密,限制了分子的移动,使得在受到外力作用时下分子链难以滑移,而且糠醇树脂的玻璃态转化温度在70℃~130℃之间,在室温下糠醇树脂处于玻璃态,所以糠醇改性木材往往存在脆性增加的问题。
实现思路