糠醇改性木材和热压碳化性能的研究

摘要：阐述了以糠醇为原料酸为催化剂制成的糠醇改性溶液改善或改变木材的物理、力学、化学性质和构造特征，介绍了该材料的制备工艺；并检测加入改性剂木材的密度、尺寸稳定性、木材抗弯强度和模量测试、木材质量损失、颜色和表面接触角，了解糠醇改性溶液的最佳配比量和最佳加入量以及碳化的最佳时间和温度。

关键词：糠醇；热压碳化；改性木材

1. 前言

随着我国天然林保护工程的实施，我国已全面禁止商业性采伐天然林木材，加之国际木材进出口贸易的限制，人工林已成为我国木材供应的主要来源。目前，因为杨木、桉木、马尾松、杉木、泡桐等为代表的人工速生材具有生长速度快、成材周期短等优点，所以现在这些人工木材已成为国内主要用材树种。但人工林木材普遍存在密度低、尺寸稳定性差、力学强度低、耐久性差等问题，在很多方面的应用不尽人意。而对人工林木材进行改性，可改善其性能，扩大应用范围，提高利用率和附加值，所以人工林的木材改性已是必然的发展趋势。目前，热处理、乙酰化、脲醛树脂改性、氮羟甲基改性等木材改性技术已实现了商业化生产。其中，热处理生产设备和工艺较简单，但是热处理后木材的颜色加深，力学性能降低^[1]；乙酰化改性材的尺寸稳定性和耐久性均提高，力学性能无显著变化，但是乙酰化木材中残留的醋酸副产物，酸味较大，催化剂从废液中回收亦较困难^[2]；脲醛树脂改性剂的价格低廉，但脲醛改性液在储存时易发生聚合，贮存期较短，且改性材存在甲醛释放问题^[3]；氮羟甲基改性材具有良好的耐腐性和抗光老化性能，但也存在甲醛释放问题^[4]。所以，我们要寻找更优化的改性方法，来更好更全面的提升木材性能，糠醇就是一个对木材改性的优良技术。

与其他木材改性技术相比，糠醇树脂改性技术具有独特的优势：1）糠醇是一种可再生的天然改性剂，主要由玉米芯、甘蔗渣和稻壳等农作物废料生产而得^]；2）改性后木材的尺寸稳定性和耐久性等 性能显著提高，木材颜色变深，可模仿珍贵热带阔 叶树材；3）对生物和环境毒性小。因此，近年来糠醇树脂木材改性技术引起研究者的广泛关注^[5]。

1. 糠醇

糠醇是一种重要的有机化工原料。主要用于生产糠醛树脂、呋喃树脂、糠醇-尿醛树脂、酚醛树脂等。也用于制备果酸、增塑剂、溶剂和火箭燃料等。另外，在染料、合成纤维、橡胶、农药和铸造等工业部门也有广泛的用途。

糠醇作为有机合成的原料之一，可制乙酰内酸和各种性能的呋喃树脂。作为选择性溶剂，分散剂、润滑剂用于糠醇树脂，泥沙醛树脂及酚醛树脂等。加氢可制四氢糠醇。也是清漆、颜料的良好溶剂和火箭燃料。此外，还可用于合成纤维，橡胶，农药和铸造工业等。同时可制造增塑剂，耐寒性优于丁醇和辛醇的酯类。生产果糖酸钙。合成染料、医药的中间体，制造化学中间体，制作吡啶。

糠醇除用作呋喃树脂的原料外,还可作染料,清漆、酚醛树脂、呋喃树脂的溶剂或分散剂、润湿剂等。以它为原料制成的增塑剂,耐寒性优于丁醇和辛醇的酯类^[6]。