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随着大径级优质材和名贵家具材供应量的日益减少,采用调色技术改良劣质材,仿制名贵木材,从而提高人工速生材的使用价值,以期满足人们对木材优雅色调的向往和要求。木材颜色是决定消费者印象的重要因素,为了提高木制品的装饰作用和产品价值,要对木材及木制品的表面进行调色,通过漂白和染色加工,仿制名贵木材,既可以节约成本,又可以增加速生材产品的附加值,对社会经济的发展具有重要作用。尾巨桉是广东种植面积较大、生长迅速的工业用材林树种,目前尾巨桉单板利用方式较单一,多用于人造板制造、造纸等领域,很少用于室内装饰、家具制造等高附加值领域。因此,为充分发挥广东这一优势树种木材的优势,进一步提高其加工利用范围,增加其产品附加值,提升尾巨桉单板加工业的核心竞争力,研究尾巨桉单板漂染机理与关键技术十分必要。论文采用红外光谱分析法研究尾巨桉单板漂染机理,结合不同漂染工艺对其染色效果的分析,采用正交试验设计,以H2O2浓度、漂液pH值、稳漂剂Na2SiO3浓度、漂白时间和漂白温度为考察因素,寻求尾巨桉单板的优化漂白工艺;采用单因素试验研究各因素对尾巨桉单板染色性能的影响,考查的因素分别为染液pH值、匀染剂NaCl用量、染料浓度、染色温度和渗透剂JFC用量,寻求尾巨桉单板的优化染色工艺。采用单因素试验研究壳聚糖溶液前处理,考查的因素为壳聚糖溶液的质量百分比,水平分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%,研究尾巨桉单板壳聚糖前处理对染色的影响,找出提高尾巨桉单板染色效果的新方法。旨在提高尾巨桉单板的漂染效果,改善尾巨桉单板视觉特性,以满足人们对木制品颜色的要求,提高尾巨桉木材利用的附加值。论文创新之处在于以提升尾巨桉单板利用附加值为着眼点,通过酸性湖蓝A染料对尾巨桉单板染色的优化工艺研究,为尾巨桉单板染色提供可行的技术,采用一种新的壳聚糖溶液前处理方法,改进尾巨桉单板染色效果,从而实现尾巨桉单板漂染关键技术上的突破。
论文得到如下主要结论:
(1)以白度和色差为指标,尾巨桉单板的优化漂白工艺条件是H2O2浓度9%、pH值10、稳漂剂Na2SiO3浓度1.2%、漂白时间50min、漂白温度70℃;以上染率和色牢度为指标,尾巨桉单板的最佳染色工艺条件是pH值2、NaCl用量2.0%、染料浓度0.9%、温度80℃C,渗透剂JFC用量0.5%。
(2)壳聚糖前处理尾巨桉单板染色效果研究表明,不同浓度壳聚糖处理材与未处理材染色效果相比,前者木材染色均一,没有色斑,颜色浓深,木材纹理清晰;明度减小,色饱和度增加,色差和色相差变化均很大。壳聚糖前处理单板染色时主要是壳聚糖膜染色,可望用少量的染料达到深色的染色效果,能降低成本。尾巨桉单板经壳聚糖处理与未处理在染色后光照6周,处理材色差变化比未处理材小很多。表明壳聚糖前处理的染色材其耐光性显著提高。通过壳聚糖涂饰难易程度、壳聚糖处理前后材色色差变化的大小和最终木材表面的染色效果的分析和讨论,在综合考虑三者的共同影响的前提下,确定壳聚糖前处理染色的优化浓度为2.0%。
(3)尾巨桉单板漂白前后红外谱图形状变化很小,官能团类型基本相同,但是吸收率A值均增大,另外,漂白材红外谱图中未见C=0;染色单板和漂白单板的红外光谱图形态基本未变,仅仅有一个新的吸收峰出现,在染色过程中官能团没有大幅度的变化,没有新的基团出现,染料的部分官能团占据了尾巨桉单板中部分官能团的位置,从而使得红外光谱吸收强度发生变化,新出现峰位836.495cm-1的官能团为芳环取代类型(C-H),属酸性湖蓝A分子中的官能团。研究表明尾巨桉单板在染色过程中没有发生太多的化学变化,大多为物理吸附。壳聚糖前处理尾巨桉单板染色后,旧峰峰位的吸收率均增大,相应的官能团含量增大,染色单板中出现了几个新峰,峰位2171.909cm-1的峰来源于染料酸性湖蓝A,其他的峰位在壳聚糖和染料中均未出现,分析后说明壳聚糖前处理尾巨桉单板在染色过程中发生了化学变化。