CN114083632B - 一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及实木复合材料的领域，具体公开了一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法。一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，由实木原材经过聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液处理后制得，其中所述聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液的用量均至少能浸没实木原材。其制备方法为：S1：配制聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇溶液；S2：将实木原材烘干，用聚乙烯亚胺水溶液浸泡；S3：用聚乙烯醇水溶液浸泡；S4：经过步骤S3处理后的二次处理实木自然挥发水分，随后升温干燥，再进行养生处理，即可得到聚乙烯亚胺增强实木复合材料。本申请具有提高实木密度均一性以及各项物理性能的优点。

Description

一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及实木复合材料的领域，更具体地说，它涉及一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法。
背景技术
天然木材砍伐后在仓储、物流、加工等过程中存在易老化、腐朽、变形等问题，尤其是生长速度较快的实木种类，其原因在于木材在自然生长过程中，由于其自身结构特点与季节更替，会形成典型的从纳米到毫米的多尺度分级结构，导致木材的密度均一性较差。相同截面的木材中，芯材与边材吸水率、物理强度等性能存在较大差异时，会出现同一木材不同位置由于吸水率的差异导致的实木变形、开裂等情况，其会对实木加工与应用过程中使用设备精度、尺寸准确度等具有较高要求，从而影响速生实木在家具中的规模化应用。
目前，对于实木的增强处理通常采用无机盐溶液处理方式，但是盐类仅能在实木的孔隙中进行简单物理填充，经处理后仅木材密度有所增加，但理化性能与处理前相比未有明显提升。
发明内容
为了提高实木复合材料中各组分的相容性以及各项理化性能与尺寸稳定性，本申请提供一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，采用如下的技术方案：
一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，由实木原材依次经过聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液处理后制得，其中所述聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液的用量均至少能浸没实木原材。
通过采用上述技术方案，以聚乙烯亚胺为化学修饰剂，以聚乙烯醇为物理增强剂，化学修饰剂通过木材的各级孔道浸入其组织结构，与实木木质纤维素中羟基发生脱水缩合，以共价键形式进行化学修饰，有效提升各组分与实木相容性；物理增强剂在实木中析出后于实木孔隙及细胞腔内实现物理填充，使得实木的气干密度、抗弯强度、顺纹抗压强度、冲击韧性等性能均得到显著提升。
优选地，所述聚乙烯亚胺水溶液中的聚乙烯亚胺选用聚合度为50-5000之间的聚乙烯亚胺，所述聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇选用聚合度为200-5000之间的聚乙烯醇。
通过采用上述技术方案，经过试验，聚乙烯亚胺和聚乙烯醇选用该聚合度时，对于实木的各项性能提升最优。
优选地，所述聚乙烯亚胺水溶液的质量浓度选用0.1-25%，所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度选用0.1-30%。
通过采用上述技术方案，聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液的浓度过低会使得以聚乙烯亚胺为化学修饰剂和以聚乙烯醇为物理增强剂很难将实木中的空隙填充到各处密度均一稳定的程度，而且对于实木的各项物理性能也较难起到显著提升作用。同时聚乙烯亚胺水溶液的浓度以及聚乙烯醇水溶液的浓度过高会使得浸渍溶液的粘度过高，使得浸渍过程中浸渍液无法有效地渗入到实木内部，从而影响实木的增强效果。
优选地，所述实木原材选用椿木、奥古曼、杨木、松木、铅笔柏、大桤木中的一种。
通过采用上述技术方案，椿木、奥古曼、杨木、松木、铅笔柏、大桤木这几种实木原材对于聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液处理后的表现出的性能提高更为明显。
优选的，所述聚乙烯亚胺水溶液中还添加有与聚乙烯亚胺的质量比例为1∶20-30的丙酸钙。
通过采用上述技术方案，微量的丙酸钙会随着聚乙烯亚胺水溶液对实木的浸渍过程而渗入实木内部，从而使得实木的纤维缝隙中填充有少量的丙酸钙。丙酸钙具有较好的抑菌以及防霉效果，从而使得实木复合材料具有耐久更好的抑菌防霉效果。
优选的，所述聚乙烯醇水溶液中还添加有与聚乙烯醇的质量比例为1∶40-50的辅助增韧剂，所述辅助增韧剂包括质量比为1∶1的脲醛树脂和硫酸钠。
通过采用上述技术方案，在聚乙烯醇水溶液对实木进行第二次浸渍处理时，少量的脲醛树脂和硫酸钠也会一同渗入实木中，填充到实木内部纤维之间缝隙中。脲醛树脂具有较好的增韧效果，可以使得经过二次浸渍处理后的实木复合材料的韧性得到较大的提高。其次，少量的硫酸钠渗入实木内部的缝隙中后，会与一次浸渍处理过程中的丙酸钙结合，从而析出少量的硫酸钙。少量的硫酸钙晶体填充入实木纤维缝隙中，使得实木的韧性进一步增强。
第二方面，本申请提供一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：配制聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液；
S2：将实木原材烘干，随后用聚乙烯亚胺水溶液浸泡，浸泡后进行真空处理，真空处理时间≥24h，得到一次处理实木；
S3：将经过步骤S2处理后的一次处理实木升温干燥，随后用聚乙烯醇水溶液浸泡，浸泡后真空处理，真空处理时间≥24h，得到二次处理实木；
S4：经过步骤S3处理后的二次处理实木自然挥发水分，随后升温干燥，再进行养生处理，即可得到聚乙烯亚胺增强实木复合材料。
通过采用上述技术方案，采用真空浸渍工艺对实木原材进行处理，使得聚乙烯亚胺和聚乙烯醇能够在负压的作用下，更加快速均匀地对实木原材内部进行渗透填充，从而提高实木原材处理的效率和质量。
优选地，所述步骤S3中一次处理实木升温干燥和所述步骤S4中二次梳理实木升温干燥时，升温阶段升温速度为1-20℃/h，保温阶段温度控制为65-95℃，保温时间≥12h。
通过采用上述技术方案，采用1-20℃/h的升温速度升温进行干燥处理，可以很好地提高实木复合材料的气干密度、抗弯强度、顺纹抗压强度、冲击韧性。
优选地，所述步骤S2中实木原材烘干程度为控制实木原材的含水率为7±0.5%，所述步骤S3中一次处理实木的升温干燥程度为控制一次处理实木的含水率为7±0.5%，所述步骤S4中二次处理实木的升温干燥程度为控制二次处理实木的含水率为7±0.5%，所述养生处理控制养生处理后的二次处理实木的含水率为8-12%。
通过采用上述技术方案，因为聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液在对实木原材进行浸渍时，聚乙烯亚胺与聚乙烯醇随水一同渗入木材内部，所以在浸渍前控制含水率在7%左右可以使得浸渍过程中聚乙烯亚胺和聚乙烯醇更好地渗入木材内。养生处理后的最终木材保持含水率为8-12%，是为了使得实木复合材料产品在后续运输以及使用过程中避免含水率剧烈变化而导致开裂等情况发生。
优选地，所述真空处理时的温度保持25-60℃，压力保持-0.1-0.1MPa。
通过采用上述技术方案，控制真空处理时的温度保持25-60℃，压力保持-0.1-0.1MPa可以使得实木在真空处理时，聚乙烯亚胺与聚乙烯醇在实木内的扩展速度适中，从而起到较好地对实木处理的效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请以聚乙烯亚胺为化学修饰剂，以聚乙烯醇为物理增强剂对实木进行处理，使得实木的密度均一性提高，且气干密度、抗弯强度、顺纹抗压强度、冲击韧性也得到提高。
2、本申请中优选采用真空浸渍工艺对木材进行改性增强，提高了实木原材被处理时气干密度、抗弯强度、顺纹抗压强度、冲击韧性的提高程度。
3、本申请采用了程序升温对实木进行干燥处理，使得实木复合材料的气干密度、抗弯强度、顺纹抗压强度、冲击韧性等性能均得到显著提升。
附图说明
图1为实施例27所制备聚乙烯亚胺增强实木复合材料纵截面缝隙SEM照片。
图2为实施例27所制备聚乙烯亚胺增强实木复合材料纵截面缝隙内部SEM照片。
具体实施方式
以下结合附图1-2和实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
S1：配制聚乙烯亚胺水溶液。
在加热搅拌釜中加入400g聚合度为1500的聚乙烯亚胺，后加入4.6L蒸馏水进行搅拌溶解，同时开启加热将溶液温度保持在45℃，以200r/min的搅拌速度搅拌2h后即制得质量浓度为8%的聚乙烯亚胺溶液。
配制聚乙烯醇水溶液。
在加热搅拌釜中加入200g聚合度为1000的聚乙烯醇，后加入4.8L蒸馏水进行搅拌溶解，同时开启加热将溶液温度保持50℃，以200r/min的搅拌速度搅拌2h后即制得质量浓度为4%的聚乙烯醇溶液。
S2：将尺寸为300*210*32mm的速生杨木实木原材放置于干燥间中进行烘干处理，干燥间温度保持75℃，干燥至实木原材中含水率降至7%，自然冷却至室温25℃后放置于聚乙烯亚胺溶液中浸泡处理，浸泡6h，浸泡时聚乙烯亚胺溶液将实木原材完全浸没；浸泡完成后实木原材转移至真空设备中进行抽真空处理，抽真空温度调节至35℃，压力保持-0.1MPa，保持该状态48h，即可得到一次处理实木；
S3：将一次处理实木放置于干燥间中进行干燥处理，以10℃/h的速度将干燥间温度升高至90℃，并保持该温度状态12h对杨木进行干燥处理，将其干燥至含水率为7%，自然冷却至25℃后将其放置于聚乙烯醇溶液中浸泡处理，浸泡6h，浸泡时聚乙烯醇溶液需将木材完全浸没，浸泡完成后实木原材转移至真空设备中进行抽真空处理，抽真空温度调节至25℃，压力保持-0.1MPa，保持该状态48h，即可得到二次处理实木。
S4：将二次处理实木自然通风放置72h，使木材表面及内部水分自然挥发，后以5℃/h程序升温至90℃并保持该温度，将木材中残留水分继续干燥至含水率为7%；自然冷却后将二次处理实木转移至养生房内养生平衡处理，至木材含水率平衡至10%，即制得聚乙烯亚胺增强的杨木复合材料。
实施例2-5
实施例2-5与实施例1的区别在于聚乙烯亚胺的聚合度，如表1所示。
表1聚乙烯亚胺聚合度
实施例 聚乙烯亚胺聚合度
实施例1 1500
实施例2 50
实施例3 1800
实施例4 5000
实施例5 10000
实施例6-9
实施例6-9与实施例1的区别在于聚乙烯醇的聚合度，如表2所示。
表2聚乙烯醇的聚合度
实施例 聚乙烯醇
实施例1 1000
实施例6 200
实施例7 2000
实施例8 3000
实施例9 5000
实施例10-13
实施例10-13与实施例1的区别在于聚乙烯亚胺水溶液浓度不同，如表3所示。
表3聚乙烯亚胺水溶液浓度
实施例 聚乙烯亚胺水溶液质量浓度（%）
实施例1 8
实施例10 0.1
实施例11 5
实施例12 10
实施例13 25
实施例14-18
实施例14-18与实施例1的区别在于聚乙烯亚胺水溶液浓度不同，如表4所示。
表4聚乙烯亚胺水溶液浓度
实施例 聚乙烯醇水溶液质量浓度（%）
实施例1 4
实施例14 0.1
实施例15 2
实施例16 8
实施例17 10
实施例18 20
实施例19-20
实施例19-20与实施例1的区别在于实木原材的种类不同，如表5所示。
表5实木原材种类
实施例 实木种类
实施例1 速生杨木
实施例19 松木
实施例20 大桤木
实施例21-25
实施例21-25与实施例1的区别在于实木原材的种类、聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液以及真空处理时间不同，如表6所示。
表6实木原材的种类、聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液以及真空处理时间
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实施例26-37
实施例26-37与实施例1的区别在于干燥升温速度、烘干温度和干燥温度不同，如表7所示。
表7干燥升温速度、烘干温度和干燥温度
实施例 干燥升温速度（℃/h） 实施例 烘干温度（℃） 实施例 干燥温度（℃）
实施例1 10 实施例1 65 实施例1 90
实施例26 1 实施例30 50 实施例34 65
实施例27 5 实施例31 75 实施例35 75
实施例28 15 实施例32 85 实施例36 85
实施例29 20 实施例33 95 实施例37 95
实施例38-41
实施例38-41与实施例1的区别在于烘干、干燥以及养生后的含水率不同，如表8所示。
表8烘干、干燥以及养生后的含水率
实施例 烘干后含水率 一次处理实木干燥后含水率 二次处理实木干燥后含水率 养生处理后含水率
实施例1 7.00% 7.00% 7.00% 10.00%
实施例38 6.50% 6.50% 6.50% 9.00%
实施例39 7.50% 7.50% 7.50% 9.50%
实施例40 6.00% 6.00% 6.00% 8.00%
实施例41 8.00% 8.00% 8.00% 11.00%
实施例42-45
实施例42-45与实施例1的区别在于烘干、干燥以及养生后的含水率不同，如表9所示。
表9真空处理温度及压力
实施例 步骤S2中实木真空处理温度（℃） 步骤S3中实木真空处理温度（℃） 真空处理压力（MPa）
实施例1 35 25 -0.1
实施例42 25 28 0
实施例43 45 30 0
实施例44 55 33 0.1
实施例45 60 35 0.1
实施例46
实施例46与实施例1的区别在于，聚乙烯亚胺水溶液中添加有丙酸钙。
S1：配制聚乙烯亚胺水溶液。
在加热搅拌釜中加入400g聚合度为1500的聚乙烯亚胺，后加入4.6L蒸馏水进行搅拌溶解，同时开启加热将溶液温度保持在45℃，以200r/min的搅拌速度搅拌1h后，再投入20g的丙酸钙，以相同的搅拌速率继续搅拌0.5h，即制得聚乙烯亚胺溶液。
配制聚乙烯醇水溶液。
在加热搅拌釜中加入200g聚合度为1000的聚乙烯醇，后加入4.8L蒸馏水进行搅拌溶解，同时开启加热将溶液温度保持50℃，以200r/min的搅拌速度搅拌1h后即制得质量浓度为4%的聚乙烯醇溶液。
S2：将尺寸为300*210*32mm的速生杨木实木原材放置于干燥间中进行烘干处理，干燥间温度保持75℃，干燥至实木原材中含水率降至7%，自然冷却至室温25℃后放置于聚乙烯亚胺溶液中浸泡处理，浸泡6h，浸泡时聚乙烯亚胺溶液将实木原材完全浸没；浸泡完成后实木原材转移至真空设备中进行抽真空处理，抽真空温度调节至35℃，压力保持-0.1MPa，保持该状态48h，即可得到一次处理实木；
S3：将一次处理实木放置于干燥间中进行干燥处理，以10℃/h的速度将干燥间温度升高至90℃，并保持该温度状态12h对杨木进行干燥处理，将其干燥至含水率为7%，自然冷却至25℃后将其放置于聚乙烯醇溶液中浸泡处理，浸泡6h，浸泡时聚乙烯醇溶液需将木材完全浸没，浸泡完成后实木原材转移至真空设备中进行抽真空处理，抽真空温度调节至25℃，压力保持-0.1MPa，保持该状态48h，即可得到二次处理实木。
S4：将二次处理实木自然通风放置72h，使木材表面及内部水分自然挥发，后以5℃/h程序升温至90℃并保持该温度，将木材中残留水分继续干燥至含水率为7%；自然冷却后将二次处理实木转移至养生房内养生平衡处理，至木材含水率平衡至10%，即制得聚乙烯亚胺增强的杨木复合材料。
实施例47-49
实施例47-49与实施例46的区别在于聚乙烯亚胺水溶液中添加的丙酸钙含量不同，具体如表10所示。
表10聚乙烯亚胺水溶液中丙酸钙含量
实施例 含量（g）
实施例47 13.3g
实施例48 15g
实施例49 18g
实施例50
实施例50与46的区别在于，聚乙烯醇水溶液中还添加有辅助增韧剂。
S1：配制聚乙烯亚胺水溶液。
在加热搅拌釜中加入400g聚合度为1500的聚乙烯亚胺，后加入4.6L蒸馏水进行搅拌溶解，同时开启加热将溶液温度保持在45℃，以200r/min的搅拌速度搅拌2h后，再投入20g的丙酸钙，以相同的搅拌速率继续搅拌1h，即制得聚乙烯亚胺溶液。
配制聚乙烯醇水溶液。
在加热搅拌釜中加入200g聚合度为1000的聚乙烯醇，后加入4.8L蒸馏水进行搅拌溶解，同时开启加热将溶液温度保持50℃，以200r/min的搅拌速度搅拌2h后，加入2.5g脲醛树脂，2.5g硫酸钠，继续以相同的搅拌速度搅拌1h，即制得聚乙烯醇溶液。
S2：将尺寸为300*210*32mm的速生杨木实木原材放置于干燥间中进行烘干处理，干燥间温度保持75℃，干燥至实木原材中含水率降至7%，自然冷却至室温25℃后放置于聚乙烯亚胺溶液中浸泡处理，浸泡6h，浸泡时聚乙烯亚胺溶液将实木原材完全浸没；浸泡完成后实木原材转移至真空设备中进行抽真空处理，抽真空温度调节至35℃，压力保持-0.1MPa，保持该状态48h，即可得到一次处理实木；
S3：将一次处理实木放置于干燥间中进行干燥处理，以10℃/h的速度将干燥间温度升高至90℃，并保持该温度状态12h对杨木进行干燥处理，将其干燥至含水率为7%，自然冷却至25℃后将其放置于聚乙烯醇溶液中浸泡处理，浸泡6h，浸泡时聚乙烯醇溶液需将木材完全浸没，浸泡完成后实木原材转移至真空设备中进行抽真空处理，抽真空温度调节至25℃，压力保持-0.1MPa，保持该状态48h，即可得到二次处理实木。
S4：将二次处理实木自然通风放置72h，使木材表面及内部水分自然挥发，后以5℃/h程序升温至90℃并保持该温度，将木材中残留水分继续干燥至含水率为7%；自然冷却后将二次处理实木转移至养生房内养生平衡处理，至木材含水率平衡至10%，即制得聚乙烯亚胺增强的杨木复合材料。
实施例51-52
实施例51-52与实施例50的区别在于辅助增韧剂的添加量不同，具体如表11所示。
表11辅助增韧剂的添加量
实施例 脲醛树脂（g） 硫酸钠（g）
实施例51 2 2
实施例52 2.3 2.3
实施例53
实施例53与46的区别在于，聚乙烯醇水溶液中添加有辅助增韧剂。
S1：配制聚乙烯亚胺水溶液。
在加热搅拌釜中加入400g聚合度为1500的聚乙烯亚胺，后加入4.6L蒸馏水进行搅拌溶解，同时开启加热将溶液温度保持在45℃，以200r/min的搅拌速度搅拌2h后，即制得聚乙烯亚胺溶液。
配制聚乙烯醇水溶液。
在加热搅拌釜中加入200g聚合度为1000的聚乙烯醇，后加入4.8L蒸馏水进行搅拌溶解，同时开启加热将溶液温度保持50℃，以200r/min的搅拌速度搅拌2h后，加入2.5g脲醛树脂，2.5g硫酸钠，继续以相同的搅拌速度搅拌1h，即制得聚乙烯醇溶液。
S2：将尺寸为300*210*32mm的速生杨木实木原材放置于干燥间中进行烘干处理，干燥间温度保持75℃，干燥至实木原材中含水率降至7%，自然冷却至室温25℃后放置于聚乙烯亚胺溶液中浸泡处理，浸泡6h，浸泡时聚乙烯亚胺溶液将实木原材完全浸没；浸泡完成后实木原材转移至真空设备中进行抽真空处理，抽真空温度调节至35℃，压力保持-0.1MPa，保持该状态48h，即可得到一次处理实木；
S3：将一次处理实木放置于干燥间中进行干燥处理，以10℃/h的速度将干燥间温度升高至90℃，并保持该温度状态12h对杨木进行干燥处理，将其干燥至含水率为7%，自然冷却至25℃后将其放置于聚乙烯醇溶液中浸泡处理，浸泡6h，浸泡时聚乙烯醇溶液需将木材完全浸没，浸泡完成后实木原材转移至真空设备中进行抽真空处理，抽真空温度调节至25℃，压力保持-0.1MPa，保持该状态48h，即可得到二次处理实木。
S4：将二次处理实木自然通风放置72h，使木材表面及内部水分自然挥发，后以5℃/h程序升温至90℃并保持该温度，将木材中残留水分继续干燥至含水率为7%；自然冷却后将二次处理实木转移至养生房内养生平衡处理，至木材含水率平衡至10%，即制得聚乙烯亚胺增强的杨木复合材料。
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于仅采用聚乙烯亚胺水溶液对实木原材进行处理。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于仅采用聚乙烯醇水溶液对实木原材进行处理。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于先采用聚乙烯醇水溶液对实木原材进行处理，再采用聚乙烯亚胺水溶液对实木原材进行处理。
对比例4
对比例4采用未经任何处理的尺寸为300×210×32mm速生杨木板。
对比例5
对比例5采用未经任何处理的尺寸为300×210×32mm松木板。
对比例6
对比例6采用未经任何处理的尺寸为300×210×32mm大桤木板。
性能检测试验
检测方法/试验方法
气干密度测试采用GB/T 1933-2009《木材密度测定方法》中的气干密度测试方法；
顺纹抗压强度采用GB/T 1935-2009《木材顺纹抗压强度试验方法》进行测定；
抗弯强度采用GB/T 1936.1-2009《木材抗弯强度试验方法》进行测定；
抗弯弹性模量采用GB/T 1936.2-2009《木材抗弯弹性模量测定方法》进行测定；
冲击韧性采用采用GB/T 1940-2009《木材冲击韧性试验方法》进行测定。
对实施例1-实施例51以及对比例1-6采用上述测试方法进行测试，上述测试测定的结果如表12所示。
表12测试结果
实施例 气干密度（g/cm<sup>3</sup>） 顺纹抗压强度（MPa） 抗弯强度（MPa） 抗弯弹性模量（MPa） 冲击韧性（KJ）
实施例1 0.63 69.6 117.4 13877 88
实施例2 0.61 68.5 115.3 12869 86
实施例3 0.68 71.3 119.2 14595 90
实施例4 0.65 70.8 118.3 14152 89
实施例5 0.62 69.7 117.6 13894 88
实施例6 0.61 67.8 116.8 13123 87
实施例7 0.62 69.1 115.1 13345 87
实施例8 0.6 68.7 113.2 12945 86
实施例9 0.59 67.4 112.5 12456 86
实施例10 0.59 57.3 98.6 9843 71
实施例11 0.61 61.5 104.2 11254 78
实施例12 0.65 71.2 120.4 14578 91
实施例13 0.69 73.8 123.5 15486 94
实施例14 0.59 58.5 98.8 9875 72
实施例15 0.62 62.9 105.1 11358 79
实施例16 0.65 72.4 121.3 14598 91
实施例17 0.68 74.6 124.3 15426 93
实施例18 0.64 70.3 119.2 13265 90
实施例19 0.54 50.6 87.1 9845 75
实施例20 0.58 69.1 115.6 13779 87
实施例21 0.57 58.2 95.1 12320 81
实施例22 0.57 55.6 91.1 11785 81
实施例23 0.57 58 94.9 12167 80
实施例24 0.62 68.3 118.6 13768 87
实施例25 0.63 69.1 115.6 13779 87
实施例26 0.62 69.7 117.3 13805 86
实施例27 0.62 69.7 117.5 13763 86
实施例28 0.64 69.6 117.4 13892 89
实施例29 0.62 69.7 117.5 13810 87
实施例30 0.62 69.7 117.4 13847 86
实施例31 0.65 69.7 117.4 13802 89
实施例32 0.64 69.6 117.1 13840 86
实施例33 0.65 69.6 117.4 13776 89
实施例34 0.64 69.7 117.3 13838 87
实施例35 0.65 69.7 117.1 13807 86
实施例36 0.63 69.6 117.4 13856 88
实施例37 0.63 69.6 117.1 13817 89
实施例38 0.62 68.5 115.6 13698 86
实施例39 0.61 69.1 116.2 13789 85
实施例40 0.59 653 113.6 13289 82
实施例41 0.59 65.8 114.2 13458 81
实施例42 0.65 69.6 117.1 13763 86
实施例43 0.64 69.7 117.4 13892 89
实施例44 0.65 69.7 117.3 13810 86
实施例45 0.63 69.7 117.1 13847 89
实施例46 0.63 68.6 117.6 13845 86
实施例47 0.64 69.7 117.5 13894 89
实施例48 0.62 68.7 117.8 13835 87
实施例49 0.64 69.8 117.7 13840 86
实施例50 0.63 68.9 117.6 13832 93
实施例51 0.64 68.5 117.8 13864 91
实施例52 0.64 69.3 117.1 13878 90
实施例53 0.63 69.5 117.6 13869 88
对比例1 0.49 32.7 62.2 7685 63
对比例2 0.49 32.9 62.5 7695 63
对比例3 0.51 33.2 63.1 7968 63
对比例4 0.48 31.7 61.2 7655 62
对比例5 0.45 29.8 58.4 7426 60
对比例6 0.46 30.6 31.2 7531 62
结论：由实施例1、实施例21-25以及对比例3-5的各项物理性能检测数据可以看出，经过本申请中聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液处理后的实木各项物理性能与处理前均有显著提升，而且再跟对比例1和对比例2进行对比，可以看出单独采用聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液中的任一一种进行处理均达不到实施例1以及实施例21-25中的物理性能要求。而且，聚乙烯亚胺水溶液和乙烯醇水溶液的质量浓度对于松木的影响最大。
由实施例1-9的实木检测数据可以看出，聚合度为1800的聚乙烯亚胺和聚合度为1000的聚乙烯醇对实木的处理效果最优。由实施例10-19的实木性能检测数据可以看出，聚乙烯亚胺的浓度为8%以及聚乙烯醇的浓度为4%时对于实木的浸泡处理效果最好。由实施例1、实施例21和实施例20以及对比例4、5、6的数据对比可以看出，聚乙烯亚胺和聚乙烯醇对于速生杨木的增强效果最好。
由实施例38-41的数据对比可以看出，控制含水率对于实木的性能具有一定的影响，控制烘干后含水率在7%，以及养生处理后的含水率在10%，实木的物理性能得到更好地提高。
其次，由图1可以说明聚乙烯亚胺有效填充于实木锯材内部缝隙中。由图2可以说明聚乙烯亚胺与实木锯材具有良好的相容性。
抗菌性试验：分别取10g实施例1、46、47、48、49制得的木板切屑得到的木屑，并将上述木屑分别浸入浓度为103个/ml的金黄色葡萄球菌菌液中，然后置于40W灯光下照射，25℃下震荡1h，结束后采用平板计数测出菌数，与实施例1的数据进行比较，计算实施例46、47、48、49的抑菌率，抑菌率越大，抗菌性越好。结果如下表13。
表13抗菌测试
实施例 抑菌率（%）
实施例46 86.3
实施例47 42.8
实施例48 67.2
实施例49 78.3
结论：通过实施例46-49的抗菌性测试可知，随着第一次浸渍时的浸渍液中的丙酸钙含量增多，丙酸钙渗入木板内的含量也增多，从而使得木板的抗菌能力得到显著的提高。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，其特征在于，由实木原材依次经过聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液处理后制得，其中所述聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇水溶液的用量均至少能浸没实木原材；所述聚乙烯亚胺水溶液中的聚乙烯亚胺选用聚合度为50-5000之间的聚乙烯亚胺，所述聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇选用200-5000之间的聚乙烯醇；所述聚乙烯亚胺水溶液的质量浓度选用0.1-25%，所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度选用0.1-30%；所述聚乙烯亚胺增强实木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：配制聚乙烯亚胺水溶液和聚乙烯醇溶液；
S2：将实木原材烘干，随后用聚乙烯亚胺水溶液浸泡，浸泡后进行真空处理，真空处理时间≥24h，得到一次处理实木；
S3：将经过步骤S2处理后的一次处理实木升温干燥，随后用聚乙烯醇水溶液浸泡，浸泡后真空处理，真空处理时间≥24h，得到二次处理实木；
S4：经过步骤S3处理后的二次处理实木自然挥发水分，随后升温干燥，再进行养生处理，即可得到聚乙烯亚胺增强实木复合材料；
所述步骤S2中实木原材烘干程度为控制实木原材的含水率为7±0.5%；所述步骤S3中一次处理实木的升温干燥程度为控制一次处理实木的含水率为7±0.5%，
所述步骤S4中二次处理实木的升温干燥程度为控制二次处理实木的含水率为7±0.5%，所述养生处理控制养生处理后的二次处理实木的含水率为8-12%。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，其特征在于：所述实木原材选用椿木、奥古曼、杨木、松木、铅笔柏、大桤木中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，其特征在于：所述聚乙烯亚胺水溶液中还添加有与聚乙烯亚胺的质量比例为1∶20-30的丙酸钙。
4.根据权利要求3所述的一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，其特征在于：所述聚乙烯醇水溶液中还添加有与聚乙烯醇的质量比例为1∶40-50的辅助增韧剂，所述辅助增韧剂包括质量比为1∶1的脲醛树脂和硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯亚胺增强实木复合材料，其特征在于：所述步骤S3中一次处理实木升温干燥和所述步骤S4中二次梳理实木升温干燥时，升温阶段升温速度为1-20℃/h，保温阶段温度控制为65-95℃，保温时间≥12h。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯亚胺增强实木复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述真空处理时的温度保持25-60℃，步骤S3中所述真空处理时的温度保持25-35℃，压力保持-0.1MPa-0.1MPa。
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