基于氮羥甲基樹脂處理的木材功能性改良.pdf

1、從改善木材尺寸穩(wěn)定性和賦予其阻燃性出發(fā)，本文選取滲透性良好的楊木（Populus ussuriensis Kom）和滲透性較低的柞木(Quercus mongolica Fischer exLedebour)為典型試材，以氮羥甲基樹脂類改性劑和阻燃劑配合處理木材。將二羥甲基二羥亞乙基脲(DMDHEU)樹脂分別與磷酸脒基脲(Guanylurea Phosphate，GUP)、硼酸、磷氮硼復(fù)合阻燃劑FRW（主要成分為GUP和硼酸）、羥甲基化

2、磷酸脒基脲(Methylolated Guanylurea Phosphate，MGUP)及其與硼酸的復(fù)配物等木材阻燃劑配合處理木材，對改性后木材的尺寸穩(wěn)定性、吸濕性、力學(xué)性能、膠合與涂飾性能、阻燃性能等進(jìn)行了研究和評價。
　　以DMDHEU樹脂作為木材改性浸漬的主劑，以水為溶劑，氯化鎂、檸檬酸、硼酸等分別作為催化劑，F(xiàn)RW、GUP、硼酸、MGUP分別作為阻燃劑，配制成木材改性溶液，通過真空加壓法將改性溶液浸注到木材內(nèi)，然后在12

3、0℃環(huán)境下對處理材進(jìn)行干燥固定。通過增重率和固定率的測試評價浸注的效果。結(jié)果顯示，DMDHEU樹脂與1.5％的氯化鎂、5％以內(nèi)的FRW或GUP、15％以內(nèi)的MGUP配合使用，可取得預(yù)期的增重率，固定率可達(dá)90％以上。這是因?yàn)闃渲诟邷叵驴梢耘c木材組分中的游離羥基發(fā)生交聯(lián)，自身發(fā)生縮聚，從而固定在木材內(nèi)，同時阻燃劑被固定。DMDHEU樹脂濃度在15％以內(nèi)處理的試材的甲醛釋放量滿足國家室內(nèi)強(qiáng)制排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18580-2001)。為了進(jìn)一步

4、降低DMDHEU樹脂處理木材的甲醛釋放量，采用醚化二羥甲基二羥亞乙基脲樹脂(mDMDHEU)處理?xiàng)钅荆⑴cDMDHEU樹脂處理材進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，mDMDHEU處理材的甲醛釋放量比并DMDHEU處理材顯著降低，但是固定率明顯降低，因此改善木材尺寸穩(wěn)定性的作用不及DMDHEU。
　　DMDHEU樹脂配合阻燃劑處理柞木，其抗脹縮率(ASE)達(dá)到50％，增容率(BE)達(dá)到6％左右，表明處理材的尺寸穩(wěn)定性得到改善。MGUP的添加對DM

5、DHEU樹脂處理材的ASE和BE影響不大。DMDHEU樹脂濃度越高，試材徑向、弦向和體積全干干縮率越低，MGUP的濃度越高試材的徑向、弦向和體積全干干縮率越高，但總體均較未處理材大幅度降低，即經(jīng)DMDHEU樹脂和MGUP處理，試材的干縮率降低。DMDHEU樹脂配合阻燃劑處理試材的吸濕性有所降低，F(xiàn)TIR證實(shí)處理材內(nèi)的羥基呈降低趨勢。接觸角測試表明，DMDHEU樹脂和MGUP處理使水和脲醛樹脂膠在處理材表面的潤濕性提高，甘油的潤濕性則降低

6、。
　　DMDHEU樹脂處理則可提高楊木的密度、抗彎彈性模量、硬度和抗壓強(qiáng)度，抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性則會降低。動態(tài)彈性模量測試結(jié)果表明，DMDHEU樹脂配合阻燃劑處理試材在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度前儲能模量大于未處理材，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度后則低。柞木未處理材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫區(qū)為211℃～228℃，純DMDHEU樹脂處理材為203℃～250℃，樹脂添加氯化鎂催化劑的處理試材為195℃～239℃，樹脂添加MGUP和硼酸的處理試材為220℃～238℃。

7、r>　　將DMDHEU樹脂處理的柞木單板用三聚氰胺改性脲醛樹脂膠合制備膠合板。采用浸漬單板高溫干燥固定-施膠熱壓膠合工藝制備的膠合板，其膠合強(qiáng)度比采用未處理單板降低;而采用浸漬單板常溫干燥-施膠熱壓固定膠合工藝制備的膠合板，其膠合強(qiáng)度比采用未浸漬單板提高80％。添加MGUP配合DMDHEU樹脂處理對木材的漆膜附著力影響不大。
　　采用錐形量熱儀法(CONE)系統(tǒng)評價了DMDHEU樹脂配合阻燃劑處理柞木的燃燒性能。結(jié)果表明，單獨(dú)采用

8、DMDHEU樹脂處理木材，其可燃性提高，進(jìn)行阻燃處理十分必要。DMDHEU樹脂中加入FRW、GUP、MGUP、硼酸或者M(jìn)GUP+硼酸，處理試材的阻燃抑煙性能明顯提高，而硼酸與MGUP或者GUP復(fù)配的效果更佳。SEM和SEM-EDX觀察表明，DMDHEU樹脂和少量阻燃元素成分可能浸入了木材細(xì)胞壁，并在木材細(xì)胞壁內(nèi)分散較均勻。TG實(shí)驗(yàn)表明DMDHEU樹脂處理試材的熱解溫度提高，殘?zhí)苛繙p少;添加阻燃劑，殘?zhí)苛刻岣撸瑹峤鉁囟冉档?，說明阻燃劑可能