木材具有可再生、分布广、强重比高等众多优异性质,因而在人类历史发展过程中广泛应用于船舶、建筑、家具等方面,进而成为了人类社会不可或缺的重要材料之一。随着生产力的不断发展,木材也逐渐应用于制备各类先进功能材料,但以实体木材为原料加工而成的木制品仍然是木材最重要的应用途径,促成当下最为核心的人·木关系。然而,实体木材不可避免地保留着不利于应用的天然属性,尤其在尺寸稳定性、阻燃性方面有较大提升空间。在此背景下,木材改性显然是木材科学研究领域中的一项关键任务。当前,部分传统改性方法成本较高,而新型改性方法机理尚未明确,在大规模产业化应用过程中存在一定掣肘。因此,大力开发新型木材改性剂仍然是驱动木材改性科学研究及产业应用的一种重要途径。热膨胀微球（Thermally expandable microspheres,TEMs）是一种具有核壳结构的高分子材料,其外壳与芯材在加热条件下分别达到玻璃化转变温度及沸点,进而发生软化与气化,最终实现TEMs的膨胀。若TEMs可被浸渍入木材之中,并在木材细胞腔内膨胀,有望利用TEMs膨胀后较低的密度,实现在较低增重率条件下改善木材性质。然而目前还存在如下不足:TEMs高压制备过程不安全;粒径不匹配木材细胞腔尺寸;制备周期较长。针对上述问题,本研究对常压下、短周期制备小粒径TEMs进行了探究。然后对TEMs在木材防水、阻燃改性中的应用进行了研究,以期为TEMs应用于木材改性提供有益的理论参考及实际经验。本研究主要结论如下:（1）调节水、油相成分的均化转速可实现对TEMs粒径的调控,随着均化转速在800～3000 r·min-1范围内增大,TEMs的平均粒径先减小至约4μm,然后趋于稳定。1900～2100 r·min-1为优化均化转速,可实现在常压下制得平均粒径为3.82～4.06μm的小粒径TEMs,其烷烃含量达16～18%,膨胀倍率为3.4～4.3,膨胀温度为112℃。2100 r·min-1条件下制备所得TEMs具有明显核壳结构,在应用于木材时具有相对较优的潜力,可浸渍入木材中,并在木材细胞腔中实现膨胀;（2）相比于热分解型引发剂,氧化还原引发体系在TEMs的常压制备过程中表现出更高的聚合引发效率,优化引发及聚合条件为AIBN用量0.20 g、三乙胺用量270μL以及反应温度55℃,可使TEMs制备周期缩短43%。在该条件下,增大水相用量可进一步减小TEMs粒径,同时使膨胀倍率降低。T54及T57组TEMs的平均粒径分别为4.56μm与3.84μm,膨胀倍率分别为7.08与3.78,在木材中应用潜力相对较高。（3）在氧化还原引发体系下制备所得TEMs样品中,存在易膨胀与难膨胀两种TEMs,易膨胀TEMs对于样品的整体膨胀性能具有关键作用。升温条件下,TEMs样品总吸热量与烷烃含量呈正相关关系,但两种TEMs的吸热过程分别位于较低（110～120℃）及较高（120～150℃）温度范围内,这主要由外壳性质决定。外壳Tg及分解温度越小,TEMs膨胀越易,吸热过程所处温度范围越低。膨胀后,TEMs外壳中链段运动能力下降,有助于TEMs在木材中长效保持膨胀状态。与此同时,TEMs表面-CN水解、-COO-断裂,可能影响其改性木材的效果。（4）膨胀后的TEMs填充于细胞腔中,自身具有一定防水作用,也可与分散体系产生协同防水作用。在六水合氯化镁、氢氧化钠、二氧化硅组成的分散体系下,T54及T57组TEMs可使处理材在192 hours时的吸水率分别下降6.5%和15.9%,吸水体积膨胀率分别下降22.0%和20.9%。若将二氧化硅以改性氢氧化镁代替,则吸水率分别下降9.3%和13.0%,吸水体积膨胀率分别下降16.6%和7.6%。TEMs处理材抗流失性较好,吸水试验后,其表面仍然保留膨胀后的TEMs所形成的粗糙结构,进而表现出较好的疏水性,T57组TEMs可使处理材静态接触角增大20.3%。（5）物理填充是决定TEMs改性效果主要因素,化学环境的改变则作为次要因素使不同TEMs的改性效果存在差异。T54及T57组TEMs的处理材中,TEMs浸渍深度均可达1 mm以上,且填充、堵塞细胞腔情况相近。但T57组TEMs在膨胀后,其表面因含-CN及-CO-相对更少而具有更弱的亲水性,从而使处理材普遍表现出相对更优的防水性及疏水性。（6）P-TEMs的膨胀性能因磷酸三丁酯的加入而减弱,但烷烃含量得到保持,达到19.3%。P-TEMs在表面活性剂作用下单独处理木材时,集中于木材表面,导致自熄时间较长。当P-TEMs与Mg（OH）2/Si O2分散体系一同处理木材时,可使处理材在燃烧过程中实现自熄并形成界限分明的炭层,具备较好的阻燃性能。