充脹-偶聯(lián)體系改善楊木塑合木性能的研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：080215；學(xué)位論文充脹一偶聯(lián)體系改善楊木塑合木性能的研究指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：李永峰劉一星教授碩士2008。0420東北林業(yè)大學(xué)王逢瑚教授學(xué)科專業(yè)：論文答辯日期：授予學(xué)位日期：答辯委員會(huì)主席：王清文論文評(píng)閱人：◆索夕厶櫛素大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)木材科學(xué)與技術(shù)20080616摘要摘要將楊木制備成塑合木，既可較大程度的保留木材的天然特性，又可進(jìn)一步提高其利用價(jià)值，故深受人們的喜愛。然

2、而，塑合木制造成本昂貴，性價(jià)比低，導(dǎo)致其難以適應(yīng)市場的競爭。為此，本研究嘗試按以下思路試驗(yàn)，試圖較大幅度的提高傳統(tǒng)塑合木的綜合性能，以提高其性價(jià)比。(1)通過制備傳統(tǒng)塑合木，并性能檢測，再借助SEM、FTIR和XRD等先進(jìn)手段試圖從機(jī)理上解析塑合木性能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系，探源出塑合木綜合性能欠佳導(dǎo)致性價(jià)比高的根本原因。(2)依據(jù)根源，通過探尋合適的功能試劑、添0n齊IJ以及改進(jìn)制備工藝方法等途徑，制備改良的塑合木，并依據(jù)性能指標(biāo)尋求優(yōu)化工

3、藝，最后對(duì)優(yōu)化工藝下的塑合木機(jī)理表征和性能檢測，以評(píng)價(jià)改良塑合木的復(fù)合效果和綜合性能。按照上述思路，通過試驗(yàn)研究，得出如下結(jié)論：(1)利用SEM、FTIR和XRD等先進(jìn)手段從根源上探討了傳統(tǒng)塑合木性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，找到了其綜合性能欠佳的根源：傳統(tǒng)塑合木中高聚物與木材細(xì)胞壁鍵合微弱，導(dǎo)致其力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性等主要取決于高聚物和木材自身的性能優(yōu)劣，而未出現(xiàn)材料復(fù)合帶來的性能之大幅提高；同時(shí)由于木材與高聚物未很好的化學(xué)鍵合導(dǎo)致木

4、材細(xì)胞壁上大量羥基的存在及彼此間存在的界面縫隙，使得水分和微生物得以較容易的深入入侵細(xì)胞內(nèi)壁，故尺寸穩(wěn)定性和防腐性能等未得到大幅提高，僅有的改善主要是高聚物填充細(xì)胞腔，而略延緩了水分和微生物向細(xì)胞壁的入侵所致。(2)采用GMA作為偶聯(lián)劑，用于改善傳統(tǒng)塑合木的性能。通過優(yōu)化工藝確定了偶聯(lián)聚合體系中GMA與MMA的摩爾比為1：5，GMA與St的摩爾比為1：4，AIBN均為O5％：聚合反應(yīng)條件均為100℃，8h。通過SEM掃描電鏡觀察知，偶聯(lián)

5、一塑合木中高聚物廣泛填充在木材細(xì)胞腔中，與細(xì)胞壁結(jié)合緊密，無明顯縫隙。通過FTIR圖譜解析知，偶聯(lián)劑GMA既利用其自身帶的環(huán)氧基團(tuán)與木材細(xì)胞壁的羥基充分發(fā)生了親核取代反應(yīng)，消除了細(xì)胞壁S3層上的大量吸水基團(tuán)一羥基，又通過自身的雙鍵與乙烯單體充分自由基共聚合，形成的高聚物實(shí)現(xiàn)了與木材的鍵聯(lián)；另外，GMA還通過其與木材細(xì)胞壁上的羥基鍵合時(shí)產(chǎn)生的等量新羥基逐步發(fā)生親核取代反應(yīng)而生成聚酯鏈；聚酯鏈和高聚物鍵聯(lián)、交叉，于木材細(xì)胞腔中形成了體形網(wǎng)狀

6、固體樹脂。通過XRD定性分析知，偶聯(lián)一塑合木的相對(duì)結(jié)晶度較素材和對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)塑合木明顯降低，同樣表明偶聯(lián)劑GMA實(shí)現(xiàn)了高聚物與木材的充分結(jié)合。(3)偶聯(lián)一塑合木的各項(xiàng)力學(xué)性能大都較傳統(tǒng)塑合木提高0～1倍左右；較素材提高1～5倍不等：唯有沖擊韌性改善不一，較素材和傳統(tǒng)塑合木相比，從20％～4倍。偶聯(lián)一塑合木的耐久性大都較素材提高0～13倍，較傳統(tǒng)塑合木提高0～12倍；唯有熱穩(wěn)定性方面，偶聯(lián)一塑合木較傳統(tǒng)塑合木提高17一3l℃左右，較素材降低