[发明专利]一种安全环保的化学浸渍改性杉木的新方法

说明书

本发明公开了一种安全环保的化学浸渍改性杉木的新方法，该方法是将杉木木块通过提供负压‑浸渍丙交酯/辛酸亚锡/杉木木块混合溶液‑释放负压的方法进行循环浸渍处理，处理结束后将木块取出进行原位合成。其中用来合成聚乳酸的丙交酯和辛酸亚锡的质量比为2000:1。本发明采用绿色可降解的聚乳酸对杉木进行浸渍，对人体和环境无毒无害；原位合成聚乳酸后，聚乳酸通过羧基接枝到木材细胞腔中，实现化学浸渍；采用先浸渍再原位合成的新方法，提高了杉木木材的浸渍效率以及浸渍液的循环利用率；采用负压‑释放负压的浸渍方式，提高了浸渍过程的安全性和批量生产的可行性。

技术领域：

本发明属于木材化学增强改性技术领域，涉及一种安全环保的化学浸渍改性杉木的新方法，具体涉及一种安全环保的可降解聚乳酸浸渍改性杉木的新方法。

背景技术：

作为一种储量丰富、生物相容性好、可生物降解、绿色环保、成本低廉、易于加工的天然生物质材料，木材具有丰富、精细、复杂、层级的多孔结构，同时具有各向异性、低密度、高弹性、机械性能优异等特点。尤其是起到水分和养料运输作用的纵向排列的管孔构造，为流体吸收提供了天然的管道结构。杉木木材内部含有丰富的微纳米孔道，为营养物质提供了天然的毛细管作用。杉木具有易加工、尺寸稳定性好、坚韧轻盈、含油量低、经济实用等优点。但是在高温环境下，杉木就会很脆弱，不仅不耐碰，也容易变形，并且杉木木质松软，日常的清洁和护理做的不好，会造成难以修复的开裂。对杉木进行浸渍改性能够提高杉木木材的尺寸稳定性、力学强度和耐热性等性能，扩大杉木在建筑、家具以及装饰等方面的应用领域。

目前国内外研究较多的是低分子量树脂改性，如脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和酚醛树脂等，但改性处理使木材颜色加深，并且醛类树脂会释放甲醛气体，伤害人体健康，限制了酚醛树脂改性木材的应用范围。现有的浸渍方法中，多为物理浸渍，容易产生化学性质不稳定、化学泄漏等诸多问题。浸渍工艺方面还存在很多问题，在目前的研究中，所有浸渍需要的树脂均在聚合后浸渍木材，但聚合后的树脂已由小分子单体逐步相连形成大分子链或带有支链的大分子结构，使浸渍过程难以实现。因此，许多学者将目光转向扩大木材孔结构中来，通过去除木材中半纤维素或木质素来改善和扩大木材孔结构，但在纳米级别扩大孔结构对木材浸渍的效果改善甚微，同时又增加了制作工艺的步骤，对扩大产业链进行批量生产具有不利影响。在浸渍过程中，多数研究者们主要采用负压-常压-加压的方式，将木材压入浸渍液中进行浸渍处理，这种浸渍方式有助于加大浸渍效率并且提高木材增重率，但操作过程具有一定危险性，稍有不慎就会出现爆炸。

综合上述情况，迫切需要开发一种安全环保的化学浸渍改性杉木的新方法，以期改善物理浸渍导致化学泄漏的问题、提高浸渍效率、规避浸渍木材对环境的污染问题、提高浸渍过程的安全性，解决浸渍材的关键技术问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是克服现有浸渍工艺的缺点，提供一种负压-释放负压的重复循环式安全浸渍工艺和先浸渍再合成的处理步骤，以期提高木材的浸渍效率、化学稳定性、绿色环保性、浸渍过程的安全性、批量生产的可行性以及浸渍液的循环利用性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种安全环保的化学浸渍改性杉木的新方法，所述方法是通过负压-释放负压的重复循环浸渍处理，再取出杉木木块进行原位合成的方法，得到绿色环保的浸渍改性杉木。

优选的，包含以下步骤：

(1)将原料丙交酯与辛酸亚锡在烧杯中混合均匀，将杉木木块浸没在混合溶液中，将烧杯置于恒温真空干燥箱中，先抽真空保持负压，使混合溶液充分进入木块后，释放负压。重复此过程进行浸渍处理；

(2)将浸渍好的木块取出，擦去表面液体，置于恒温真空干燥箱中，抽真空并保持负压，进行原位合成处理；

(3)取出合成好的木块，固化，得到安全环保的聚乳酸浸渍改性杉木。