[发明专利]一种弹性木材的制备方法及制得的弹性木材及其应用

说明书

本发明提供了一种弹性木材的制备方法及制得的弹性木材及其应用，其中制备方法包括步骤有干燥，浸泡乙醇、真空处理、与低共熔溶剂反应、微波处理、再次与低共熔溶剂反应和超临界CO₂干燥。本发明以常规木材为原料，经上述方法制得弹性木材。本发明制得的弹性木材具有较高的弹性变形能力，木材的回弹性性能较之前更加优异。

技术领域

本发明涉及新型木材技术开发及改性领域，特别是涉及一种弹性木材的制备方法及其应用。

背景技术

木材作为天然的生物质材料，被广泛地用于建筑行业、室内外家具、纤维素工业等。但天然木材是一种刚性材料，很难进行弯折与压缩，脆性较大，这种特性限制了它更多的功能应用。而弹性木材具有良好的弹性、柔韧性、回弹性和冲击吸收性，这对提高木材利用率，使木材获得在家具、室内装饰、建筑等领域更高的附加值利用具有重要意义。

木材具有可再生性、质轻、环境友好等特性，被视为天然的生态环境材料，因此研究人员期望通过研究新技术来改变木材的固有特性，从而使其获得新的功能，进而拓展木材的应用领域。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种弹性木材的制备方法，该方法采用的是与低共熔溶剂加热、辅助微波处理和超临界CO₂干燥的工艺，具有反应时间更短、效率更高，同时绿色环保、经济节能的优点。

本发明的另一个目的是提供了上述方法制备的弹性木材产品及其应用，制得的弹性木材具有较高的弹性变形能力，部分力学性能较之前更加优异，如木材具有良好的弹性、柔韧性、回弹性和冲击吸收性，本方法工艺较为简单，所用的低共熔溶剂绿色环保，具有可回收性和重复使用性。

本发明提供一种弹性木材的制备方法，包括以下步骤：

(1)：挑选无虫眼的木材，在100-110℃条件下干燥10-15h，备用；

(2)：将步骤(1)制备的干燥木材浸泡在乙醇溶液中，浸泡温度为40-60℃，浸泡时间为10-12h，乙醇浸泡时间内进行真空处理1-2h，浸泡结束后取出木材，用去离子水浸渍木材1-2h，取出木材备用；

(3)：制备低共熔溶剂，将步骤(2)制得的木材置于低共熔溶剂中反应，设定反应温度和反应时间，反应结束后取出木材备用；

(4)：将步骤(3)制得的木材进行微波处理，设定微波功率和微波时间，在设定条件下微波处理重复3-5次，微波处理结束后，取出木材备用；

(5)：将步骤(4)制得的木材再次置于上述低共熔溶剂中反应，反应温度为80-90℃，反应时间为1-2h；

(6)：将步骤(5)制得的木材用去离子水冲洗后，采用超临界CO₂干燥，设定干燥时间、干燥温度和干燥压力，干燥结束后得到弹性木材。

作为优选，步骤(1)中所述木材为杨木、杉木或者椴木中任意一种，所述木材密度为0.3～0.6g/cm³。

作为优选，步骤(3)中所述低共熔溶剂的制备方法为由一定摩尔比的氢键供体(HBD)和氢键受体(HBA)混合，在设定温度下搅拌制得低共熔溶剂。

作为优选，所述氢键供体(HBD)和氢键受体(HBA)的摩尔比为10:1-1:3，所述设定温度为50-100℃。

作为优选，所述的氢键受体(HBA)为氯化胆碱、组氨酸和脯氨酸中任意一种，所述氢键供体(HBD)为乳酸、苹果酸和草酸中任意一种。

作为优选，步骤(3)中所述反应温度为90-120℃，所述反应时间为8-12h。

作为优选，步骤(4)中所述微波功率为600-900W，微波时间为10-20s。