木材化学改性是能够显著增强木材的尺寸稳定性、防腐和老化等性能,但大多数改性木材都存在一个共性问题,就是木材的冲击性能会降低,这就限制改性木材在一些承重场合中的使用。针对这一现状,本研究以杨木为处理材料、羟甲基组分的树脂为改性剂、醇为添加剂,系统调查改性后对木材力学性能的影响,重点讨论对冲击性能的影响。本论文用乙二醇(EG)和丙二醇(PG)分别与二羟甲基二羟基乙烯脲树脂(DMDHEU)复配,并与素材和DMDHEU处理的木材作对比,研究添加醇对力学能能影响,DMDHEU/EG和DMDHEU/PG溶液的最佳浓度、最适合的催化剂和最优的溶液酸碱度(pH值)。所用的评价指标与方法主要有:物理性能为增重率(WPG)、流失率(LR)、吸湿性(WA)和平衡含水率(EMC);力学性能有冲击强度、弹性模量(MOE)、弯曲模量(MOR)、抗压强度和硬度;微观分析有扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶转变红外光谱(FTIR)和动态机械性能分析(DMA);冲击断裂木材的断面实体观察分析。综合分析,得到如下结果:1)随着DMDHEU/醇的浓度的增加(10～30%),处理木材的WPG也逐渐增大20～70%,处理木材的平衡含水率低于素材,氯化镁有助DMDHEU在木材中的固定。EG或PG分别与DMDHEU复配,可进一步促进改性剂的固定率,WPG增加21～65%,流失率控制在5～16%。柠檬酸和酒石酸作为催化剂,pH为5的DMDHEU/醇溶液改良杨木WPG和流失率较其它效果好。2)经过DMDHEU处理后的杨木,MOE、抗压强度和硬度相对于素材都得到提高,但是 MOR 和冲击强度分别降低 14～29%和 9～35%。20%DMDHEU/EG 或 30%DMDHEU/PG溶和氯化镁催化剂改良杨木,冲击性能相对于素材分别降低13.04%和17.39%。用柠檬酸和酒石酸处理的杨木试样,冲击强度比素材低,但是比用氯化镁和DMDHEU处理的木材冲击强度高。用柠檬酸处理的杨木MOE、MOR和抗压强度都相对于氯化镁和DMDHEU改良的杨木都得到改善。经pH为5的DMDHEU/EG和DMDHEU/PG处理试样的MOE 比素材高25%和38%,在长度方向上的抗压强度增大55～68%,但MOR减小4%。3)用DMDHEU/EG或DMDHEU/PG处理的木材,冲击断裂口呈不规则形状,细胞壁上有撕裂的碎片残留,细胞壁与细胞壁之间有微纤丝“拔出”的效果,断裂界面比较粗糙,而且不规则、不平滑,DMDHEU/醇处理杨木冲击断裂截面呈“半脆/韧性断裂”形态。素材的冲击断裂面参差不齐,裂口凹凸不平,锯齿状和复杂的非线性断裂,是韧性断裂。DMDHEU/氯化镁处理的木材冲击破坏截面比较平整、光滑,为脆性断裂。4)经DMDHEU/醇处理并水洗后的木材,在红外吸收峰,1730 cm-1、1400～1550 cm-1、1200cm-1和750～725 cm-1分别代表羟基羰基(C=O)、酰胺基团(-CH2—N-C=O)、醚键(C-O-C)和醇类的亚甲基(-(CH2)n-)的特征峰,这些基团的吸收峰都增强。这表明改性试剂已经在木材微结构中反应固定。醚键吸收峰强可能是由于DMDHEU与木材或醇羟基生化学反应。在1730 cm-1、1400～1550 cm-1处的红外吸收增强归结于DMDHEU分子中引入的羰基和酰胺。5)木材的动态力学性能分析显示,在-25～160℃内,随着温度的增加,储能模量(E’)逐渐降低,DMDHEU/醇处理的木材比素材的E’大,可能是DMDHEU/醇与木材发生交联反应形成刚性的结构,同时DMDHEU处理之后的木材含水率较素材低,等同于减少塑化剂,所以DMDHEU/醇处理之后的木材刚性较大。从-25℃至室温,损耗模量(E")和损耗角正切(tanδ)有增加的趋势,在0℃以下水分子以冰晶的形势存在,水分子的热振动较微弱。室温至100℃,DMDHEU/醇处理的木材随着温度的升高E"增大,tanδ平缓过渡,可能是木材内部分子热运动增加和水分子逐渐向木材表面迁移。100～120℃,DMDHEU/醇处理的木材E"和tanδ都降低,因为该温度内水分子蒸发。大于120℃,DMDHEU/醇处理的木E"和tanδ都增大,可能是木材组分中的木质素发生热降解。综上所述,DMDHEU和氯化镁处理的木材脆性最大,经加入醇(EG或GP)“增韧”后,DMDHEU/醇处理的木材相对于DMDHEU和氯化镁改性的木材力学性能得到一定程度的改善,冲击强度的降低也得到抑制。但这种抑制程度非常有限,需要继续开展相关工作,进一步改善DMDHEU处理木材的韧性。