CN110919804B - 一种竹木材增强增效处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种竹木材增强增效处理方法。本发明采用硫酸水解法制备纳米纤维素分散液，以一定浓度的纳米纤维素分散液为前驱液，在纳米纤维素表面原位生成纳米氧化锌，并对纤维素分散液进行复配改良，采用特定的方式浸渍到竹木材孔隙中，起填充、粘结和增强木材组织的作用，使处理材的硬度强度、尺寸稳定增强，同时对防霉防腐性有明显的提高。本发明方法适合于速生材、人工林等材质比较疏松的木材增强增效处理，也适合于轻度腐朽材的增强修复。

Description

一种竹木材增强增效处理方法
(一)技术领域
本发明涉及一种竹木材增强增效处理方法。
(二)背景技术
我国天然林资源匮乏，而人工林面积占世界第一。人工速生材到了成熟期，可以砍伐利用，但是速生材材质相对疏松，强度、硬度等不够，且防霉防腐性能较差。若能对速生材进行适当的材性改良，则能有效替代进口硬阔叶材，减少我国对进口材的依存度。
纳米纤维素(CNC)是从天然纤维中提取的一种纳米级纤维材料，具有高结晶度、高强度、较大的表面积、高反应活性和强吸附能力，纳米纤维素原料来源丰富，提取过程比较简单，具有生物降解性、环保性和生物相容性，其强度超过钢铁，被广泛应用于纸张、涂膜及合成材料增强处理。CNC的优异性能，如强吸附能力及生物相容性可用于木材的仿生固结剂。由于纳米材料的高比表面积和高反应活性，特别能够与木材组织或在木材孔隙内部相互作用。
纳米氧化锌在紫外光遮蔽、光催化和抗菌材料等方面表现出优越性。然而纳米粒子表面能大，直接沉积在木材表面或者细胞腔中容易发生团聚，若借助纳米纤维素将其均匀的分散后导入，可望解决这个难题。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种竹木材增强增效处理方法。
本发明采用的技术方案是：
一种竹木材增强增效处理方法，所述方法包括：
(1)纳米纤维素分散液A制备：以脱脂棉或棉短绒为纤维来源，与浓度为60～70％的硫酸进行混合，硫酸溶液用量为10～40mL/g纤维；在40～60℃水浴反应30～40min后，加入8～10倍(蒸馏水体积为反应液体积8～10倍)蒸馏水终止反应，1200rpm离心15min，将沉淀物置于透析袋中在去离子水中透析至pH值恒定，使用孔径为0.22um的滤膜抽滤，稀释至终浓度为1～2％，即获得纳米纤维素分散液A；
(2)纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B制备：以纳米纤维素分散液A作为纳米氧化锌的前驱体和保护液，加入ZnCl2水溶液，配制的纳米纤维素分散液A与ZnCl2混合液中ZnCl2浓度为0.1～1mmol/L，在60～80℃水浴中搅拌10～30min，生成的纳米ZnO晶体直接在纤维素基材上成核，获得纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B；
(3)增强处理液配制：分别以质量浓度为0.8～1.0％的聚二甲基硅氧PDMS、质量浓度为1～1.5％的羟丙基纤维素HMC、质量浓度为0.5～1.0％的碱木质素Lignin和质量浓度为3～5％的酚醛树脂PF为处理液的增效剂，按下述体积比例与纳米纤维素分散液A(即CNC)进行复配，得到增强处理液a～e，具体如下：
a：CNC：PDMS＝2：1混合，pH＝8.4，常温磁力搅拌60min；
b：CNC：Lignin＝2：1混合，pH＝7.5，常温磁力搅拌60min；
c：CNC：PDMS:Lignin＝2：1：1混合，pH＝8.0，常温磁力搅拌60min；d：CNC：HMC＝5：2混合，10000rpm高速搅拌混合；
e：CNC：PF＝1：1混合，10000rpm高速搅拌混合。
(4)增强增效处理液1～5配制：步骤(4)增强处理液a～e与纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B按照体积比1:0.8～1比例混合；
(5)竹木材增强、增效处理：样品用步骤(4)得到的增强增效处理液1～5浸渍处理，得到增强增效后的竹木材。
步骤(1)中硫酸用量优选为18～25mL/g纤维。
具体的，步骤(5)中所述浸渍可在真空度20mbar的真空釜中进行，浸渍时间3～6h，浸渍完成后103℃干燥至恒重，根据样品腐朽状况或预期目标情况，再继续浸渍，浸渍-干燥3～15个周期。
或者，步骤(5)中所述浸渍在100～200MPa压力下进行，浸渍时间30～60min，浸渍完成后再微波干燥。
又或者，步骤(5)中所述浸渍采用超高压浸渍-高温固化联合处理，浸渍压力100～200MPa，浸渍时间30～60min，浸渍完成后采用150～160℃高温进行固化。需要注意的是，采用增强增效处理液5时，必须使用超高压浸渍-高温固化联合处理的方法。
本发明采用硫酸水解法制备纳米纤维素分散液，以一定浓度的纳米纤维素分散液为前驱液和保护液，在纳米纤维素表面原位生成纳米氧化锌，并对纤维素分散液进行复配改良，采用特定的方式浸渍到竹木材孔隙中，起粘结和增强木材组织的作用，使处理材的硬度强度、尺寸稳定增强，同时对防霉、防腐性有明显的提高。本发明方法适合于速生材、人工林等材质比较疏松的木材增强增效处理，也适合于轻度腐朽材的增强修复。
本发明的有益效果主要体现在：采用本发明方法，竹木材经处理后硬度强度增强和尺寸稳定性增加，同时其防霉防腐性能也有明显的提高，非常适用于速生材、人工林等材质比较疏松的竹木材的增强增效处理，也适合于轻度腐朽材的增强修复。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
纳米纤维素分散液A制备：
以脱脂棉为纤维来源，与浓度为64％(w/w)的硫酸溶液进行混合，硫酸溶液用量为21mL/g纤维；在60℃水浴反应40min后，加入10倍蒸馏水终止反应，1200rpm离心15min，取沉淀物置于透析袋中在去离子水中透析至pH值恒定，然后使用孔径为0.22um的滤膜抽滤，稀释至终浓度为1.2％，即获得纳米纤维素分散液A。
纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B制备：
以纳米纤维素分散液A作为纳米氧化锌的前驱体和保护液，加入浓度ZnCl2水溶液，纳米纤维素分散液A与ZnCl2混合液中ZnCl2的浓度为0.5mmol/L，在55℃水浴中搅拌20min，生成的纳米ZnO晶体直接在纤维素基材上成核，获得纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B。
其他试剂配制：
CNC：浓度1％(w/w)；
PDMS：浓度1％(w/w)；
HMC：浓度1％(w/w)；
Lignin：浓度1％(w/w)；
PF：浓度5％(w/w)。
增强处理液a：CNC：PDMS＝2：1混合(pH＝8.4)，常温磁力搅拌60min；
增强处理液b：CNC：Lignin＝2：1混合(pH＝7.5)，常温磁力搅拌60min；
增强处理液c：CNC：Lignin：PDMS-NH＝2：1：1混合(pH＝8.0)，常温磁力搅拌60min；
增强处理液d：CNC：HMC＝5：2混合，10000rpm高速搅拌混合；
增强处理液e：CNC：PF＝1：1混合，10000rpm高速搅拌混合；
增强增效处理液1：增强处理液a与纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B按照体积比1：0.8比例混合；
增强增效处理液2：增强处理液b与纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B按照体积比1：0.8比例混合；
增强增效处理液3：增强处理液c与纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B按照体积比1：0.8比例混合；
增强增效处理液4：增强处理液d与纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B按照体积比1：0.8比例混合；
增强增效处理液5：增强处理液e与纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B按照体积比1：0.8比例混合。
实施例1：初腐马尾松增强处理
试材：初腐马尾松(50×50×20mm长×宽×厚)
将增强增效处理液1置于真空反应釜，将样品完全浸没，抽真空至20mbar，保持真空度3～6h，103℃干燥到恒重，再次浸渍，浸渍-干燥4个周期。再将增强增效处理液3如上步骤，浸渍-干燥3个周期。
初腐马尾松处理前后的性能测试结果见表1：
表1
Figure BDA0002264000270000051
Figure BDA0002264000270000061
由此可见，经处理后硬度及抗压强度增强，体积干缩率降低。
实施例2：毛竹材增效处理
试材：毛竹材(50×50×20mm长×宽×厚)
将增强、增效处理液2置于真空反应釜，将样品完全浸没，抽真空至20mbar，保持真空度3～6h，103℃干燥到恒重，再次浸渍，浸渍8个周期。
毛竹材处理前后的性能测试结果见表2：
表2
Figure BDA0002264000270000062
由此可见，经处理后体积干缩率降低，同时其防霉性能也有明显的提高。
实施例3：速生杨木增强增效处理
试材：杨木速生材(500×50×20mm长×宽×厚)
将增强增效处理液5置于厚塑料袋中，放入杨木速生材样品至浸没，抽真空塑封，然后置于超高压设备中，在100-200MPa条件下浸渍30min，103℃干燥到恒重，在100-200MPa条件下浸渍40min，取出后陈放1小时，置于150-160℃烘箱高温固化。
杨木速生材处理前后的性能测试结果见表3：
表3
Figure BDA0002264000270000071
由此可见，经处理后硬度和抗压强度增强，体积收缩率降低增加，同时防腐性能有明显的提高。

Claims (6)

1.一种竹木材增强增效处理方法，所述方法包括：
(1)纳米纤维素分散液A制备：以脱脂棉或棉短绒为纤维来源，与浓度为60～70％的硫酸进行混合，硫酸用量为10～40mL/g纤维；在40～60℃水浴反应30～40min后，加入8～10倍蒸馏水终止反应，1200rpm离心15min，将沉淀物置于透析袋中在去离子水中透析至pH值恒定，使用孔径为0.22um的滤膜抽滤，稀释至终浓度为1～2％，即获得纳米纤维素分散液A；
(2)纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B制备：以纳米纤维素分散液作A为纳米氧化锌的前驱体和保护液，加入ZnCl2水溶液，配制的纳米纤维素分散液A与ZnCl2混合液中ZnCl2的浓度为0.1～1mmol/L，在60～80℃水浴中搅拌10～30min，生成的纳米ZnO晶体直接在纤维素基材上成核，获得纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B；
(3)增强处理液配制：分别以质量浓度为0.8～1.0％的聚二甲基硅氧PDMS、质量浓度为1～1.5％的羟丙基纤维素HMC、质量浓度为0.5～1.0％的碱木质素Lignin和质量浓度为3～5％的酚醛树脂PF为处理液的粘合剂或增强剂，按下述体积比例与纳米纤维素分散液A进行复配，得到增强处理液a～e，具体如下：
a：CNC：PDMS＝2：1混合，pH＝8.4，常温磁力搅拌60min；
b：CNC：Lignin＝2：1混合，pH＝7.5，常温磁力搅拌60min；
c：CNC：PDMS:Lignin＝2：1：1混合，pH＝8.0，常温磁力搅拌60min；
d：CNC：HMC＝5：2混合，10000rpm高速搅拌混合；
e：CNC：PF＝1：1混合，10000rpm高速搅拌混合；
(4)增强增效处理液1～5配制：步骤(4)增强处理液a～e与纳米氧化锌-纳米纤维素复合液B按照体积比1:0.8～1.0比例混合，分别得到增强增效处理液1～5；
(5)竹木材增强、增效处理：样品用步骤(4)得到的增强增效处理液1～5进行浸渍处理，得到增强增效后的竹木材。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中硫酸用量为18～25mL/g纤维。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)中所述浸渍在真空度20mbar的真空釜中进行，浸渍时间3～6h，浸渍完成后103℃干燥到恒重，根据样品腐朽状况或预期目标情况，再继续浸渍，浸渍-干燥周期3～15个周期。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)中所述浸渍在100～200MPa压力下进行，浸渍时间30～60min，浸渍完成后再微波干燥。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)中所述浸渍采用超高压浸渍-高温固化联合处理，浸渍压力100～200MPa，浸渍时间30～60min，浸渍完成后采用150～160℃高温进行固化。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所用增强增效处理液为增强增效处理液5。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112536875A (zh) * 2020-12-21 2021-03-23 苏州闻洲包装工业有限公司 一种基于纤维素的运输包装箱木材防腐及强化工艺
CN112895048B (zh) * 2021-01-18 2022-08-02 浙江农林大学 一种霉腐竹木材再利用的方法
CN113999509B (zh) * 2021-12-09 2023-07-11 万华化学（宁波）有限公司 一种改性纳米纤维素与聚乳酸复合膜及其制备方法和应用
CN114559511B (zh) * 2022-02-28 2023-03-17 宜丰县永安建材有限责任公司 一种片状物料的烘干方法
CN116061279A (zh) * 2022-12-30 2023-05-05 山东农业大学 木材原位增强增韧的改性处理剂及其改性方法
CN116079849B (zh) * 2022-12-30 2024-04-02 山东农业大学 基于表层微纳米加固与密实化结合的高强韧木材制备方法
CN116728930B (zh) * 2023-06-21 2024-03-29 青岛泰博聚合标签有限公司 一种高透明聚乙烯热收缩膜及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010139911A1 (fr) * 2009-06-05 2010-12-09 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) Procédé de préparation d'une composition organocompatible et hydrocompatible de nanocristaux métalliques et composition obtenue
CN104018235A (zh) * 2014-06-09 2014-09-03 浙江理工大学 一种兼具抗菌与光催化降解特性的氧化锌-纤维素钠米晶复合纤维膜的制备方法
CN105670500A (zh) * 2016-04-15 2016-06-15 南京林业大学 一种氧化锌/纤维素纳米晶体复合超疏水涂层的制备方法
CN107955363A (zh) * 2017-12-06 2018-04-24 陕西科技大学 一种ZnO@NCC复合粒子改性生物基水性聚氨酯乳液的方法及其产品
CN107972144A (zh) * 2017-11-23 2018-05-01 北京林业大学 一种基于碱木质素复合热处理改性木材的方法
CN108659266A (zh) * 2018-05-18 2018-10-16 中国人民大学 一种氧化锌/纤维素纳米晶复合材料及其制备方法与应用
CN110181632A (zh) * 2019-05-22 2019-08-30 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种用纳米纤维素对木材进行加固封护的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070131136A1 (en) * 2004-04-27 2007-06-14 Osmose, Inc. Composition And Process For Coloring Wood

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010139911A1 (fr) * 2009-06-05 2010-12-09 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) Procédé de préparation d'une composition organocompatible et hydrocompatible de nanocristaux métalliques et composition obtenue
CN104018235A (zh) * 2014-06-09 2014-09-03 浙江理工大学 一种兼具抗菌与光催化降解特性的氧化锌-纤维素钠米晶复合纤维膜的制备方法
CN105670500A (zh) * 2016-04-15 2016-06-15 南京林业大学 一种氧化锌/纤维素纳米晶体复合超疏水涂层的制备方法
CN107972144A (zh) * 2017-11-23 2018-05-01 北京林业大学 一种基于碱木质素复合热处理改性木材的方法
CN107955363A (zh) * 2017-12-06 2018-04-24 陕西科技大学 一种ZnO@NCC复合粒子改性生物基水性聚氨酯乳液的方法及其产品
CN108659266A (zh) * 2018-05-18 2018-10-16 中国人民大学 一种氧化锌/纤维素纳米晶复合材料及其制备方法与应用
CN110181632A (zh) * 2019-05-22 2019-08-30 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种用纳米纤维素对木材进行加固封护的方法

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