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由于保护森林和木材需求矛盾的增大,人们迫切需要寻找解决的办法。现行的办法有两种:一是利用技术扩大木制品的加工对象,将低质、劣等材转化成可利用材,例如,采用麻杆、稻草、枝桠、树皮等加工成人造板。二是利用防腐、防虫、防霉的化学试剂来延长木质材料的使用寿命:例如,利用ACQ、CCA、AAC、CDDC、CTL、IPBC等防腐剂来延长木质材料的使用年限。本论文主要研究: 一是通过添加CHC添加剂,研制以ACQ防腐剂与环保型脲醛树脂(UF)为组分的相溶性环保型复合改性剂,其中UF达到E1级环保型指标、ACQ防腐剂达到美国AWPA标准,CHC添加剂无毒不污染环境,不影响ACQ与UF性能。 二是采用真空浸渍将环保型复合改性剂压入杉木间伐材,探索其优化工艺参数,并进行强化物理力学性能、扫描电镜检测。其优化工艺参数为:浸渍压力0.6Mpa、加压时间2h、ACQ/UF(液体体积比例)为4。经检测,浸渍强化可以提高各项力学性能指标为,其中顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、径面、弦面(磨耗量)各增加21%、11.2%、32.9%、160%、162%。在对其处理材进行扫描电镜微观结构分析中,扫描电镜揭示了其良好的渗透性。 三是对其处理材进行表面密实化处理,探索其表面密实化工艺最佳工艺路线,并对其处理材和素材进行力学性能对比试验。试验表明:在含水率为15%、浸水时间为4min、微波加热时间为1min、热压时间为15min为最优工艺路线。经检测其力学性能各项指标均比素材增加50%以上。 四是对其浸渍材与ACQ浸渍材进行抗煮沸和抗水、酸、碱抽提、防腐性能对比试验以及探索其最佳固化工艺路线。结果表明其处理材的抗煮沸性能比单项ACO处理材有所提高,抗水、酸、碱抽提性能稍好于ACQ处理材。在探索不同固化温度对其固化率的影响试验中,结果反映常温固化,其固化率最高。 五是采用铜离子跟踪法进行X-射线荧光光谱仪实验,测定了浸渍材中环保型复合改性剂的含量和分布情况,进一步确定一次性浸渍优化工艺参数的较佳效果,目的是可实现生产过程的在线检测,为推广利用服务。 通过对杉木间伐材的复合改性浸渍工艺、密实化工艺和物理性能、防腐性能、抗流失性能、环保等指标进行分析,并观察木材的微观结构的变化、追踪铜离子的分布情况,得出以下结果:①环保型复合改性剂是一种优良的复合改性剂,有很好的渗透性,其防腐性能、抗流失性能要稍好于ACO防腐剂。②利用环保型复合改性剂对杉木间伐材进行防腐和密实化改性是可行的。