论文部分内容阅读
作为速生材,橡胶木因其材质差、易腐朽等原因,应用范围受限,而热处理可以改善木材尺寸稳定性和耐腐性能。本文基于热处理橡胶木工艺条件,探讨浸渍/热处理改性橡胶木的研究,论文首先探讨了热处理温度和时间对橡胶木物理及力学性能影响,通过力学性能、尺寸稳定性和颜色等性能测试,确定了较佳热处理橡胶木工艺条件。由于热处理材存在力学性能损失问题,利用已获得热处理橡胶木工艺,探讨浸渍橡胶木和浸渍-热处理橡胶木对力学性能的补偿效果,确定了浸渍橡胶木和浸渍-热处理的最佳工艺。主要研究内容如下:(1)以热处理温度和时间为工艺因子,探讨热处理橡胶木工艺参数。结果表明:热处理后橡胶木抗弯强度和冲击韧性明显下降,且随着温度升高和时间增加,下降越明显,热处理温度200℃,保温4h时,抗弯强度和冲击韧性分别下降49.34%和62.44%,温度是抗弯强度和冲击韧性下降起主要因素。热处理后抗弯弹性模量和顺纹抗压强度在170℃达到最大值。热处理后橡胶木尺寸稳定性得到很大提高,最大降幅达89.51%。瞬时接触角上升,颜色加深。微观分析中,热处理材的3300cm-1变弱,羟基减少;XRD显示热处理橡胶木的相对结晶度增加。回归分析中,以明度和相对结晶度为自变量存在很强的线性相关性。(2)以力学性能为参考,加压和常压条件下,浸渍不同浓度前驱液氯化钙和碳酸钠(CC&NC)及乙酸钙和尿素(CA&CN)。加压条件下,选择浓度适中(1.0-1.5mol/L),使得力学性能最大。常压条件下,均选择浓度1.0mol/L。红外和XRD分析中,浸渍CC&NC有较好力学性能,是由于氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙附着于木材表面与内部。(3)浸渍-热处理材采用先浸渍再热处理的工艺,选择四种热处理前干燥处理方法,浸渍CA&CN力学补偿优于CC&NC,根据干燥顺序与次数不同,至多一次干燥处理适合浸渍-热处理橡胶木工艺;同时浸渍CA&CN-热处理材与热处理材的尺寸稳定性相当;微观及热重分析中,高温下浸渍乙酸钙和尿素并没有发生化学反应,只是起到延缓橡胶木分解作用。(4)通过失重率表征,橡胶木耐褐腐性能优于耐白腐性能;热处理材、浸渍CA&CN、浸渍CA&CN-热处理和浸渍氧化锌热处理材耐白腐的失重率变化均在30%以下,耐褐腐的失重率在10%左右,说明以上四种方法均可耐腐,另外,加入防腐剂的处理材耐腐性能更加优异,失重率最低到3.36%;浸渍不同处理方法的叠加试验获得各种因素对橡胶木耐腐性能影响的主次顺序,对于耐白腐而言,防腐剂>浸渍CA&CN>热处理>浸渍氧化锌。对于耐褐腐而言,防腐剂>热处理>浸渍CA&CN>浸渍氧化锌。