杉木粉液化與杉木粉-SiO-,2-雜化陶瓷材料的研究.pdf

1、杉木是一種是優(yōu)良的速生用材樹種,在我國種植面積廣泛.但由于技術(shù)上的原因,木材加工剩余物的利用率很低,不僅造成浪費也對環(huán)境產(chǎn)生影響.本文以杉木粉為原料,通過使用液化、雜化等方法對杉木粉進(jìn)行利用,以提高杉木的利用率. 本文的工作主要集中在以下幾個方面: 一、以硫酸為催化劑苯酚為液化劑進(jìn)行杉木粉液化,研究了反應(yīng)溫度、液比(苯酚/木粉的質(zhì)量比)和催化劑用量對杉木粉液化效率的影響.結(jié)果表明隨著反應(yīng)溫度的升高,液化產(chǎn)物殘渣率下降,液化效率提

2、高;液比對殘渣率的影響在低液比范圍內(nèi)更加敏感,液比由0.5提高到1.5,杉木液化產(chǎn)物的殘渣率有顯著的降低;隨著催化劑用量的增加,杉木粉液化反應(yīng)的液化產(chǎn)物殘渣率降低,液化反應(yīng)的效率提高,在低用量范圍內(nèi)(0.5﹪～2﹪),效果更加明顯. 二、以液化產(chǎn)物為主要原料,采用兩步法制備出酚醛樹脂,研究了液化產(chǎn)物殘渣含量對酚醛樹脂性能的影響.結(jié)果表明隨著液化產(chǎn)物殘渣率含量的上升,樹脂的粘度增大,固含量降低:在殘渣含量比較低時,制備的酚醛樹脂能

3、夠滿足普通酚醛樹脂的使用要求. 三、以杉木粉為原料和正硅酸乙酯(TEOS)為無機(jī)前驅(qū)體,依據(jù)溶劑熱法反應(yīng)原理,采用溶膠.凝膠的方法制備了杉木粉/SiO<,2>雜化材料.通過紅外光譜分析、X射線衍射分析、熱失重分析、掃描電子顯微鏡分析等方法,研究了該雜化材料的結(jié)構(gòu)和性能.結(jié)果表明使用這種方法,木材的增重率顯著提高;木材中的羥基與正硅酸乙酯水解后的羥基發(fā)生了縮合反應(yīng),體系中存在Si-O-C交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),微觀上形成了納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);木質(zhì)纖維

4、素的結(jié)晶被破壞,結(jié)晶度顯著下降;交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成顯著提高了該材料的耐熱性能,而吸水性則顯著下降. 四、以杉木粉/SiO<,2>雜化材料為原料,在真空中高溫?zé)Y(jié),制備了木材陶瓷.并用紅外光譜、X射線衍射和掃描電子顯微鏡分析等分析方法研究了該木材陶瓷的結(jié)構(gòu).結(jié)果表明該木材陶瓷主要由SiO<,2>和C組成,是一種多孔性材料,其平均孔徑約為140μm.隨著雜化材料中SiO<,2>含量地增加和碳化溫度地升高,木材陶瓷中四方晶系的SiO<,2