楊木是我國人工林的主要樹種
,但因材質軟
、強度低等缺點限製了其使用
,需進行提質增值加工來拓寬應用範圍
。研究表明
,用無機物與木材結合製備無機複合木材
,其密度
、抗彎強度和阻燃等性能均可以得到明顯改善
。矽溶膠具有黏度低
、粒徑小的特點
,能夠有效滲入木材孔隙結構中
,經過凝膠
、幹燥後得到穩定的空間結構和較高的硬度
;矽溶膠安全環保
,無遊離甲醛
,具有較好的熱穩定性和生物相容性
,是一種很好的木材改性劑
。
常用的木材改性矽溶膠分酸性和堿性兩種
,酸性矽溶膠對木材自身結構影響小
;堿性矽溶膠會使木材發生一定程度降解
,但也可以改善滲透性
。酸性
、堿矽溶膠改性對木材性能會產生不同的影響
,改性處理後的木材彎曲性能和熱降解特性等方麵會存在差異
。
分別采用酸
、堿性矽溶膠浸漬改性楊木
,發現矽溶膠可沉積在細胞腔和紋孔等結構中
,使改性材密度增加
,增重顯著
。改性木材的彎曲性能均優於未改性木材
,且酸性矽溶膠改性木材的彎曲性能更好
。堿性矽溶膠改性木材的密度和增重率均大於酸性改性木材
,而酸性膠改性的提升效果明顯高於堿性膠,這可能是因為堿性矽溶膠處理木材時
,在細胞壁中起粘結作用的半纖維素發生剝皮反應和堿性水解
,使其內部閉塞的孔道打開
,滲透性提高
,更多的矽溶膠改性劑滲透進入木材的導管中
,經幹燥
、縮聚
、沉積在導管中
,因此增重更多
,同時又起了機械支撐作用
,部分抵消因降解導致的性能降低
,降低了抗彎強度
,所以
,堿性矽溶膠改性材的性能提升不如酸性膠明顯
。改性後的木材炭化溫度降低
,對木材起到了一定的保護作用
;酸性矽溶膠處理材的表觀活化能明顯提高
,可以對木材起到明顯的阻燃效果
。