[发明专利]一种对木材进行海藻酸钠改性提高木材弹性模量的加工工艺

说明书

本发明公开了一种对木材进行海藻酸钠改性提高木材弹性模量的加工工艺，涉及木材加工技术领域，具体工艺如下：1）采用硝酸银作为银源，制得银纳米线；2）分别配制分散液和浸渍液，备用；3）将分散液和浸渍液先后浸入到木材中，得到预处理木材；4）将十八烷基三氯硅烷/二甲苯溶液浸入到预处理木材中，即可得到所需的高弹性模量木材。本发明中，通过在木材的空隙中形成复合凝胶，形成复合凝胶具有完整的网络结构，此时的木材内部空隙中填充的复合凝胶宏观上呈现有一定机械强度的凝胶状，并且随着银纳米线的加入，使得复合凝胶网络结构得到不断完善，复合凝胶的储能模量与损耗模量的差值越来越大，从而使得木材的弹性模量得到显著提升。

技术领域

本发明属于木材加工技术领域，具体涉及一种对木材进行海藻酸钠改性提高木材弹性模量的加工工艺。

背景技术

近年来，我国木材资源的有效供给与不断增长的社会需求之间的矛盾日趋突出。在我国天然林全面禁伐以及进口木材管制越来越严的形势下，高效利用我国丰富的人工林木材资源（如杨木、杉木、桉木、马尾松、泡桐等）是缓解木材供求矛盾的根本途径。但人工林木材普遍存在密度小、强度低、尺寸稳定性差、耐久性差等问题，致使其应用受到极大限制。对人工林木材进行改性处理，克服木材各种缺陷，改善木材物理力学性能，是提升人工林木材品质及其利用价值的重要手段。采用水溶性低分子量树脂溶液浸渍处理木材，可大幅提高其密度、尺寸稳定性、抗弯强度和弹性模量等物理力学性能，是一种有效的木材改性方法，而且这种树脂改性剂也存在稳定性差、难以长期储存、降低木材韧性、功能相对单一、成本较高等缺陷或问题，所以不利于推广。

目前，现有技术中，通过赋予木材疏水性能，能够隔离木材与水分接触，改善木材的部分缺陷，可以有效的增强木材的弹性模量，而且这类工艺方法简单，制备周期短，成本较低，清洁无污染。例如中国专利CN2018115535676公开了一种疏水木材及其制备方法，具体公开了通过将纳米二氧化硅与聚丙烯蜡联用，渗入到木材中，在木材细胞壁形成薄膜，堵塞液态水扩散浸入木材的微观通道，同时木材中的羟基能够与纳米二氧化硅发生反应，减少木材本身的亲水基团，从而增强木材的疏水性，使得木材的弹性模量得到增强；但是，通过对木材进行疏水改性，木材的力学性能提升幅度较小，并不能满足实际生产中的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种对木材进行海藻酸钠改性提高木材弹性模量的加工工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种对木材进行海藻酸钠改性提高木材弹性模量的加工工艺，具体工艺方法如下：

1）分别称取适量的硝酸银和聚乙烯吡咯烷酮，溶解于乙二醇中，得到浓度为28-30mg/mL的硝酸银溶液和浓度为27.5-28.5mg/mL的聚乙烯吡咯烷酮溶液，按照体积比为1:80-85，将浓度为0.01-0.015mol/L的三氯化铁溶液与乙二醇混合后在150-155℃下预热10-15min，得到混合液，将等体积的硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮溶液分别以500-550μL/min的速率缓慢加入到混合液中，控制硝酸银溶液与混合液的体积比为2.0-2.3:1，以300-400r/min磁力搅拌1-2h，待形成的分散液冷却至室温，用丙酮和乙醇洗涤离心3-4次，每次离心洗涤的转速为5000-6000rpm，洗涤时间15-20min，烘干后得到银纳米线；

2）将质量浓度为1.5-3.0%的氯化钙和乙二胺四乙酸混合后用浓度为4-5mol/L的氢氧化钠溶液滴定至pH值至7，控制氯化钙与乙二胺四乙酸的摩尔比为1:1，将适量的银纳米线加入到上述溶液中，400-500r/min磁力搅拌10-15min，再经200-300W超声处理10-20min，得到银纳米线质量含量为4.5-7.5%的分散液，备用，将适量的葡糖酸内酯加入到浓度为0.1-0.2mol/L的海藻酸钠溶液中，200-300W超声处理30-40min，得到葡糖酸内酯质量含量为1.5-2.5%的浸渍液，备用；