N/P/B摻雜水性丙烯酸樹脂浸漬單側表層壓縮楊木的力學和阻燃性能

張興,樊奇,陳川富,郝笑龍,歐榮賢,王清文

(華南農業大學生物質工程研究院,農業農村部能源植物資源與利用重點實驗室,生物基材料與能源教育部重點實驗室(華南農業大學材料與能源學院),廣州 510642)

楊木作為重要的速生人工林木材,具有生長速度快、成材時間早、輪伐周期短等優點,但速生楊木材質疏松、力學性能低、尺寸穩定性差、易燃,難以用于建筑結構及高檔家裝等領域[1-2]。因此,亟須對速生楊木進行改性以提升其機械性能、阻燃性能,使其滿足更多場景應用需求。已有大量關于楊木改性的研究,并取得了良好的效果[3-4]。

常用的化學改性方法包括乙酰化[5]、糠醇改性[6-7]、DMDHEU改性[8-9]、無機礦化[10-11]等。物理改性方法包括熱處理[12-13]、壓縮密實化[14]等。物理改性方法中濕熱機械壓縮密實化用于改善低密度速生木材的物理力學性能效果最為顯著[15]。整體密實化造成木材材積損失和能源浪費[16],在滿足產品表面性能需求的前提下,表層密實化具有更高的材積利用率[17],而單側表面密實化可以以最小的材積損失生產增值木材產品,成本效益和能源效益最為突出[18]。但密實化木材隨環境濕度變化易發生形變,導致產品翹曲瓦彎[14],需對其壓縮形變進行固定。

水溶性樹脂浸漬固化處理木材成本低、環境友好、工藝簡單,可有效減少密實化木材的壓縮形變回彈[14]。然而,在保留速生楊木低密度的前提下,如何同時提升其機械性能與防火性能仍然具有挑戰性。在樹脂中添加阻燃劑是提高木材防火性能的有效途徑。……