林业科学

作者：平立娟1,2,柴宇博1,刘君良1,孙柏玲1,*

单位：1. 中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 1000912. 北新建材集团有限公司 北京 100048

关键词：橡胶木,改性,硅溶胶,GU树脂,GMU树脂

基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(CAFYBB2021QA002)

目的: 采用硅溶胶与乙二醛-尿素（GU）/乙二醛-三聚氰胺-尿素（GMU）树脂混合溶液浸渍处理橡胶木，探究改性剂种类和浓度对橡胶木物理力学性能和热稳定性的影响，以扩大橡胶木的应用范围，提升橡胶木的附加值。方法: 以乙二醛、三聚氰胺和尿素为主要原料，分别合成GU、GMU树脂，与硅溶胶以不同比例配制成均一稳定的水溶性混合溶液。采用混合溶液浸渍处理橡胶木，并与硅溶胶改性橡胶木的增重率、尺寸稳定性和力学性能进行比较，通过热重（TG）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和场发射扫描电子显微镜-X射线能谱仪（FESEM-EDS）等手段，分析改性材的热性能、化学分子结构变化和微观构造。结果: 1）混合溶液改性材的增重率和尺寸稳定性随改性剂浓度增加而增大，当改性剂浓度相同时，S-GMU改性材的增重率和尺寸稳定性优于S-GU改性材；S-20% GMU改性材的增重率（28.32%）和抗胀缩率（42.02%）最大，相比S-20% GU改性材分别提高16.98%和14.40%。2）混合溶液改性材的抗弯强度随增重率增大而增加，S-20% GMU改性材的抗弯强度（114.96 MPa）相比S-20% GU改性材提高11.97%，弹性模量变化不大。3）S-GMU混合溶液起到稳定木材残留物的作用，S-GMU改性材热稳定性增强，S-20% GMU改性材残灰率分别是素材、硅溶胶改性材和S-20% GU改性材的5.25、1.20和1.12倍。4）S-GMU改性材在470 cm-1和1 110 cm-1附近出现Si—O—Si键和C—O—C醚键，说明硅溶胶和GMU树脂能够进入木材；同时，改性材在1 656 cm-1和1 510 cm-1处波峰强度下降，说明改性材的木质素和碳水化合物发生一定程度降解，其中S-20% GMU改性材降解程度最低。5）改性剂成功渗透并沉积在木材细胞腔和细胞壁中，S-20% GMU改性材中Si元素较多，Si元素与混合溶液分布均匀，改性剂浸渍效果更好；S-20% GMU改性材中N元素含量增多，说明GMU树脂能够进入木材。结论: 1）硅溶胶与GU/GMU树脂混合溶液浸渍处理橡胶木的增重率、尺寸稳定性和力学性能均优于硅溶胶改性材，且相同质量分数S-GMU改性材的性能优于S-GU改性材；2）硅溶胶和GMU树脂成功渗透并沉积在木材细胞腔和细胞壁中，S-GMU混合溶液起到稳定木材残留物的作用，S-GMU改性材热稳定性增强。

来源：2021年第10期

《林业科学》期刊编辑部

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