CN106827140B - 木材软化剂及方法 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34—Organic impregnating agents

Abstract

本发明提供一种木材软化剂，包括N‑甲基吗啉‑N‑氧化物的水溶液，N‑甲基吗啉‑N‑氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％。本发明还提供一种木材软化方法，将木材试样放置在装有如上所述的木材软化剂的容器中，并将容器置于(85±5)℃的恒温水浴中。本发明使用N‑甲基吗啉‑N‑氧化物的水溶液(NMMO)润胀软化纤维素，NMMO中的N‑O键极性很强，与木材试样内的纤维素分子间氢键发生络合作用，进而软化纤维素分子的非结晶区以及结晶区，达到快速软化的效果，降低能耗；此外经过本发明所提供的木材软化试剂及软化方法得到的软化木材，其结构特征没有发生改变，且软化后木材始终保持处理后状态，不因环境条件改变而反弹。

Description

木材软化剂及方法
技术领域
本发明涉及木材解剖领域，特别涉及一种木材软化剂及方法。
背景技术
木材解剖，是在植物学分类的基础上，依据木材内部的解剖特征进行识别和分类，从而确定木材的使用价值和价格。木材解剖切片制作的主要过程包括以下4个步骤：
1、锯制：将木材锯切成10mm×10mm×10mm的试样若干块，注意锯切方向和角度，确保三切面(横切面、径切面、弦切面)能够完整而准确的获得。
2、软化：一般直接水煮软化或微波软化，也可用化学试剂软化。
3、切片：将试样固定于切片机的试样夹中，调整刀片角度及切片厚度切片，并用毛笔接片置于盛有蒸馏水的培养皿中。
4、制片：将培养皿中切片取出，分别用番红溶液染色、用蒸馏水漂洗、用酒精脱水、用透明剂透明。将处理后的切片放置在载玻片上，用中性树脂封样处理，盖上盖玻片；阴干或低温烘干即可。
在上述步骤中，软化环节一直是重中之重，直接影响着切片质量乃至最终鉴定结果。
现有软化方式主要有水煮软化、微波软化和化学软化三种，各有其优缺点。常规水煮软化，即沸水蒸煮法，是将锯制好的木材试样，置于100℃的沸水中持续蒸煮，直到试样硬度适中为止。一般地，需要1周左右，费工费时，效率颇低；试样从水中取出后容易再次硬化。但是此法不破坏木材结构及内部组成，无废弃污染，故实验室多采用。微波软化是将锯制好的木材试样，以水为载体，置于特殊的微波设备中持续处理，直到试样硬度适中为止。一般地，需要24小时以上，连续处理时间较长并需特殊设备；试样从水中取出后发生硬化。故实验室较少采用。化学软化配方多样，软化时长和效果不一，但多因有毒有害、破坏木材结构以及废弃污染等，不被实验室采用。
综上所述，对现有木材软化技术进行改进，尤其是软化试剂的改进是必不可少的。
发明内容
本发明提供一种木材软化剂及方法，用于解决上述问题。
为达到上述目的，本发明提供一种木材软化剂，包括N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液，所述N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％。
作为优选，将木材试样放置在装有如上所述的木材软化剂的容器中，并将容器置于(85±5)℃的恒温水浴中。
作为优选，将所述容器置于(85±5)℃的恒温水浴中持续1-8h。
作为优选，所述木材试样为径切面试样、弦切面试样和横切面试样。
作为优选，放置有所述径切面试样或者所述弦切面试样的所述容器在所述恒温水浴中放置1-4h。
作为优选，放置有所述横切面试样的所述容器在所述恒温水浴中放置4-8h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明使用N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液(NMMO)润胀软化纤维素，NMMO中的N-O键极性很强，与木材试样内的纤维素分子间氢键发生络合作用，进而软化纤维素分子的非结晶区以及结晶区，达到快速软化的效果，降低能耗；
2.经过本发明所提供的木材软化试剂及软化方法得到的软化木材，其结构特征没有发生改变，且软化后木材始终保持处理后状态，不因环境条件改变而反弹。
附图说明
图1为香核果木显微镜横切面；
图2为香核果木显微镜径切面；
图3为香核果木显微镜弦切面；
图4为翼红铁木显微镜横切面；
图5为翼红铁木显微镜径切面；
图6为翼红铁木显微镜弦切面；
图7为双柱苏木显微镜横切面；
图8为双柱苏木显微镜径切面；
图9为双柱苏木显微镜弦切面；
图10为重蚁木显微镜横切面；
图11为重蚁木显微镜径切面；
图12为重蚁木显微镜弦切面；
图13为柯鲁派显微镜横切面；
图14为柯鲁派显微镜径切面；
图15为柯鲁派显微镜弦切面；
图16为黑黄蕊木显微镜横切面；
图17为黑黄蕊木显微镜径切面；
图18为黑黄蕊木显微镜弦切面。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例一
本实施例提供一种木材软化剂，包括N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液，也叫N-甲基吗啉水溶液、氧化甲基吗啉，无毒性，英文简称为NMMO，所述N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％。
本实施例提供使用上述木材软化剂的木材软化方法，将香核果木制作成径切面试样、弦切面试样和横切面试样，将上述三种香核果木木材试样分别放置在装有如上所述的木材软化剂的容器中，并将盛有香核果木木材试样的容器置于(85±5)℃的恒温水浴中1-8h。
其中，放置有所述径切面试样或者所述弦切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置1-4h，放置有所述横切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置4-8h，将软化后的香核果木木材试样制作切片，放置显微镜下观察，得到如图1～3所示的照片。
本发明使用N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液(NMMO)润胀软化纤维素，NMMO中的N-O键极性很强，与木材试样内的纤维素分子间氢键发生络合作用，进而软化纤维素分子的非结晶区以及结晶区，达到快速软化的效果，降低能耗；
经过本发明所述试剂及处理方法得到的软化木材，其仅仅将木材的纤维素软化，并未使木材的结构特征发生改变，且软化后木材始终保持处理后状态，不因环境条件改变而反弹。
实施例二
本实施例提供一种木材软化剂，包括N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液，也叫N-甲基吗啉水溶液、氧化甲基吗啉，无毒性，英文简称为NMMO，所述N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％。
本实施例提供使用上述木材软化剂的木材软化方法，将翼红铁木制作成径切面试样、弦切面试样和横切面试样，将上述三种翼红铁木木材试样分别放置在装有如上所述的木材软化剂的容器中，并将盛有翼红铁木木材试样的容器置于(85±5)℃的恒温水浴中1-8h。
其中，放置有所述径切面试样或者所述弦切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置1-4h，放置有所述横切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置4-8h，将软化后的翼红铁木木材试样制作切片，放置显微镜下观察，得到如图4～6所示的照片。
实施例三
本实施例提供一种木材软化剂，包括N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液，也叫N-甲基吗啉水溶液、氧化甲基吗啉，无毒性，英文简称为NMMO，所述N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％。
本实施例提供使用上述木材软化剂的木材软化方法，将双柱苏木制作成径切面试样、弦切面试样和横切面试样，将上述三种双柱苏木木材试样分别放置在装有如上所述的木材软化剂的容器中，并将盛有双柱苏木木材试样的容器置于(85±5)℃的恒温水浴中1-8h。
其中，放置有所述径切面试样或者所述弦切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置1-4h，放置有所述横切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置4-8h，将软化后的双柱苏木木材试样制作切片，放置显微镜下观察，得到如图7～9所示的照片。
实施例四
本实施例提供一种木材软化剂，包括N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液，也叫N-甲基吗啉水溶液、氧化甲基吗啉，无毒性，英文简称为NMMO，所述N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％。
本实施例提供使用上述木材软化剂的木材软化方法，将重蚁木制作成径切面试样、弦切面试样和横切面试样，将上述三种重蚁木木材试样分别放置在装有如上所述的木材软化剂的容器中，并将盛有重蚁木木材试样的容器置于(85±5)℃的恒温水浴中1-8h。
其中，放置有所述径切面试样或者所述弦切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置1-4h，放置有所述横切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置4-8h，将软化后的重蚁木木材试样制作切片，放置显微镜下观察，得到如图10～12所示的照片。
实施例五
本实施例提供一种木材软化剂，包括N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液，也叫N-甲基吗啉水溶液、氧化甲基吗啉，无毒性，英文简称为NMMO，所述N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％。
本实施例提供使用上述木材软化剂的木材软化方法，将柯鲁派制作成径切面试样、弦切面试样和横切面试样，将上述三种柯鲁派木材试样分别放置在装有如上所述的木材软化剂的容器中，并将盛有柯鲁派木材试样的容器置于(85±5)℃的恒温水浴中1-8h。
其中，放置有所述径切面试样或者所述弦切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置1-4h，放置有所述横切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置4-8h，将软化后的柯鲁派木材试样制作切片，放置显微镜下观察，得到如图13～15所示的照片。
实施例六
本实施例提供一种木材软化剂，包括N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液，也叫N-甲基吗啉水溶液、氧化甲基吗啉，无毒性，英文简称为NMMO，所述N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％。
本实施例提供使用上述木材软化剂的木材软化方法，将黑黄蕊木制作成径切面试样、弦切面试样和横切面试样，将上述三种黑黄蕊木木材试样分别放置在装有如上所述的木材软化剂的容器中，并将盛有黑黄蕊木木材试样的容器置于(85±5)℃的恒温水浴中1-8h。
其中，放置有所述径切面试样或者所述弦切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置1-4h，放置有所述横切面试样的所述容器在(85±5)℃恒温水浴中放置4-8h，将软化后的黑黄蕊木木材试样制作切片，放置显微镜下观察，得到如图16～18所示的照片。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种木材软化方法，其特征在于，使用的木材软化剂包括N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液，所述N-甲基吗啉-N-氧化物的水溶液中的水含量为15～20wt％，将木材试样放置在装有所述的木材软化剂的容器中，并将容器置于(85±5)℃的恒温水浴中持续1-8h，所述木材试样为径切面试样、弦切面试样和横切面试样，放置有所述径切面试样或者所述弦切面试样的所述容器在所述恒温水浴中放置1-4h，放置有所述横切面试样的所述容器在所述恒温水浴中放置4-8h，软化后木材试样的木材的结构特征没有发生改变，将软化后木材试样制作切片，放置显微镜下观察。
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