利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010281955.0

申请日:

2010.09.15

公开号:

CN101954662A

公开日:

2011.01.26

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B27K 3/08申请公布日:20110126|||实质审查的生效IPC(主分类):B27K 3/08申请日:20100915|||公开

IPC分类号:

B27K3/08; B27K3/50

主分类号:

B27K3/08

申请人:

东北林业大学

发明人:

李永峰; 董晓英; 刘一星

地址:

150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号

优先权:

专利代理机构:

哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109

代理人:

韩末洙

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内容摘要

利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,它涉及一种木材的改性方法。本发明解决了现有木材改性方法难以同时改善木材的力学性能和耐久性的问题。本方法如下:一、有机酸酐溶液的配置;二、有机酸酐溶液对木材的浸注;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁;四、有机可聚合单体溶液的配置;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充。本发明利用有机功能小分子先进入木材细胞壁,实现充胀与键合,消除细胞壁内的大量羟基,进而提高木材的耐久性;然后借助有机可聚合单体浸注木材细胞腔,并引发聚合实现细胞腔填充,进而赋予木材更高的力学性能和耐久性。

权利要求书

1: 利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法, 其特征在 于利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸 酐溶液的配置 : 将有机酸酐溶于丙酮或四氢呋喃中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成有机酸酐 质量分数为 10 ~ 30%的有机酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对木材的浸注 : 将木材浸入到有 机酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸 酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 110℃~ 130℃条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆 除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的木材 ; 四、 有机可聚合单体溶 液的配置 : 将有机可聚合单体与引发剂混合, 制得有机可聚合单体溶液, 有机可聚合单体溶 液中引发剂的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三 得到的经过有机酸酐处理的木材浸入有机可聚合单体溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条 件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过 有机酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的 聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在 80℃~ 110℃加 热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用有机单体充胀接枝细胞 壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。
2: 根据权利要求 1 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木 材的方法, 其特征在于步骤一中所述的有机酸酐是马来酸酐、 琥珀酸酐及邻苯二甲酸酐中 的两种或三种的混合物。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改 性木材的方法, 其特征在于步骤四中所述的有机可聚合单体是甲基丙烯酸甲酯, 甲基丙烯 酸乙酯, 甲基丙烯酸正丁酯, 甲基丙烯酸异丁酯, 甲基丙烯酸正己酯, 甲基丙烯酸苄酯, 甲基 丙烯酸癸酯, 甲基丙烯酸月桂酯, 甲基丙烯酸硬酸酯, 甲基丙烯酸 -α- 羟乙酯, 甲基丙烯 酸 -α- 羟丙酯, 甲基丙烯酸二甲氨乙酯, 甲基丙烯酸二乙氨乙酯, 甲基丙烯酸 -3- 氯 -2- 羟 丙酯, 甲基丙烯酸 -2, 3- 二溴丙酯, 甲基丙烯酸环己酯, 乙二醇二甲基丙烯酸酯, 二乙二醇 二甲基丙烯酸酯, 三乙二醇二甲基丙烯酸酯, 四乙二醇二甲基丙烯酸酯, 聚乙二醇二甲基丙 烯酸酯, 一丙二醇二甲基丙烯酸酯, 二丙二醇二甲基丙烯酸酯, 三丙二醇二甲基丙烯酸酯, 1, 3- 丁二醇二甲基丙烯酸酯, 1, 4- 丁二醇二甲基丙烯酸酯, 双酚 A 二甲基丙烯酸酯, 2, 2- 双 [ 甲基丙烯酰丙氧基酚 ] 丙烷, 丙三甲醇三甲基丙烯酸酯, 甲基丙烯酸缩水甘油酯, 苯乙烯, 丙烯腈, 甲基丙烯腈, 醋酸乙烯酯, 对二乙烯基苯, 对氯苯乙烯, 甲基丙烯酰胺, N- 羟甲基丙 烯酰胺, 异丁基乙烯醚, 富马酸二乙酯, 马来酸二乙酯, 甲基丙烯酮, 烯丙基氯, 乙烯吡啶, 萘 乙烯, 聚马来酸 - 邻苯二甲酸 -1, 2- 丙二酯及聚马来酸 - 邻苯二甲酸 - 氧联二乙酯中的一 种或其中几种的混合物。
4: 根据权利要求 3 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木 材的方法, 其特征在于步骤四中所述的引发剂是偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
5: 根据权利要求 1、 2 或 4 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改 性木材的方法, 其特征在于步骤一有机酸酐溶液中有机酸酐的质量分数为 15 ~ 25%。
6: 根据权利要求 1、 2 或 4 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改 性木材的方法, 其特征在于步骤一有机酸酐溶液中有机酸酐的质量分数为 20%。 2
7: 根据权利要求 6 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木 材的方法, 其特征在于步骤三中将用铝箔纸包覆木材在 120℃条件下加热。
8: 根据权利要求 1、 2、 4 或 7 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合 改性木材的方法, 其特征在于步骤四有机可聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为 0.8%。
9: 根据权利要求 8 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木 材的方法, 其特征在于步骤六中将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木 材在 90℃~ 100℃加热。
10: 根据权利要求 8 所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木 材的方法, 其特征在于步骤六中将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木 材在 95℃加热。

说明书


利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性 木材的方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种木材的改性方法。背景技术 木材自古以来即为一种人类赖以生存的天然可再生的生物质高分子复合材料。 它 独特的化学成分, 包含带有大量羟基的纤维素及周围包裹的无定形半纤维素和木质素等, 构成了木材细胞壁基质, 进而形成了具有高强重比的天然蜂窝状结构。这些特性使其在许 多领域优于其他材料。 但依据不同用途, 木材, 尤其速生木材如杨木、 杉木等, 也呈现一些不 利特性。 例如, 速生树种力学性能较差, 难以作为结构用材使用 ; 绝大多数木材耐久性低, 木 材基质易于腐朽降解、 尺寸随环境湿度变化易于膨胀收缩等缺陷, 使之难以作为被长久利 用的有效材料等。 而致使木材具有低耐久性的原因, 从某种程度上讲, 归因于木材组分中最 主要的功能性基团——羟基对水分的吸着。 基于此认识, 人们尝试了许多处理方法, 如用有
     机或无机的小分子化学试剂渗透处理细胞壁、 木材压密化处理、 高温炭化热处理等以减少 木材细胞壁中自由羟基的数量, 并因此取得了一定的改善效果 ; 但这些方法往往只能改善 木材的耐久性, 却难以有效地改善木材尤其速生木材的力学强度。
     近期, 研究者们探索了利用乙烯类不饱和单体于木材内原位聚合形成高聚物, 制 得塑合木, 以赋予木材优良的力学性能, 并同时延缓或阻止水分及微生物向木材细胞壁渗 透与入侵, 进而改善木材耐腐性、 尺寸稳定性等耐久性的方法。但令人遗憾的是, 由于大多 数不饱和单体极性较低, 且为单官能团单体, 难以进入木材细胞壁继而与之羟基实现化学 键合, 且于木材细胞腔中聚合形成的高聚物难与木材细胞壁实现接枝键联, 致使两相化学 复合效果差, 木材内的大量羟基依旧孤立存在, 故此种方法有效提高木材力学性能的同时, 却往往对木材防腐性、 尺寸稳定性等耐久性能改善不够理想。 发明内容
     本发明的目的是为了解决现有木材改性方法难以同时改善木材的力学性能和耐 久性的问题, 提供了一种利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的 方法。
     本发明利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如 下: 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将有机酸酐溶于丙酮或四氢呋喃中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成有机酸酐质量分数为 10 ~ 30%的有机酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对木材的浸注 : 将 木材浸入到有机酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加 热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 110℃~ 130℃条件下加 热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的木材 ; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将有机可聚合单体与引发剂混合, 制得有机可聚合单体溶液,有机可聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可聚合单体溶液对木材 的浸注 : 将步骤三得到的经过有机酸酐处理的木材浸入有机可聚合单体溶液中, 在真空度 为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单 体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材 在 80℃~ 110℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用有机 单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材 ; 步骤一中所述的有机酸酐是马来酸 酐、 琥珀酸酐及邻苯二甲酸酐中的两种或三种的混合物 ; 步骤四中所述的有机可聚合单体 是甲基丙烯酸甲酯, 甲基丙烯酸乙酯, 甲基丙烯酸正丁酯, 甲基丙烯酸异丁酯, 甲基丙烯酸 正己酯, 甲基丙烯酸苄酯, 甲基丙烯酸癸酯, 甲基丙烯酸月桂酯, 甲基丙烯酸硬酸酯, 甲基丙 烯酸 -α- 羟乙酯, 甲基丙烯酸 -α- 羟丙酯, 甲基丙烯酸二甲氨乙酯, 甲基丙烯酸二乙氨乙 酯, 甲基丙烯酸 -3- 氯 -2- 羟丙酯, 甲基丙烯酸 -2, 3- 二溴丙酯, 甲基丙烯酸环己酯, 乙二醇 二甲基丙烯酸酯, 二乙二醇二甲基丙烯酸酯, 三乙二醇二甲基丙烯酸酯, 四乙二醇二甲基丙 烯酸酯, 聚乙二醇二甲基丙烯酸酯, 一丙二醇二甲基丙烯酸酯, 二丙二醇二甲基丙烯酸酯, 三丙二醇二甲基丙烯酸酯, 1, 3- 丁二醇二甲基丙烯酸酯, 1, 4- 丁二醇二甲基丙烯酸酯, 双 酚 A 二甲基丙烯酸酯, 2, 2- 双 [ 甲基丙烯酰丙氧基酚 ] 丙烷, 丙三甲醇三甲基丙烯酸酯, 甲 基丙烯酸缩水甘油酯, 苯乙烯, 丙烯腈, 甲基丙烯腈, 醋酸乙烯酯, 对二乙烯基苯, 对氯苯乙 烯, 甲基丙烯酰胺, N- 羟甲基丙烯酰胺, 异丁基乙烯醚, 富马酸二乙酯, 马来酸二乙酯, 甲基 丙烯酮, 烯丙基氯, 乙烯吡啶, 萘乙烯, 聚马来酸 - 邻苯二甲酸 -1, 2- 丙二酯及聚马来酸 - 邻 苯二甲酸 - 氧联二乙酯中的一种或其中几种的混合物 ; 步骤四中所述的引发剂是偶氮二异 丁腈或过氧化苯甲酰。
     本发明利用有机功能小分子先进入木材细胞壁, 实现充胀与键合, 消除细胞壁内 的大量羟基, 进而提高木材的耐久性 ; 然后借助有机可聚合单体浸注木材细胞腔, 并引发聚 合实现细胞腔填充, 进而赋予木材更高的力学性能和耐久性, 从而实现对木材综合性能的 改良。
     从分子结构上有机酸酐小分子具有较高的活性, 在少量催化剂的作用下极易与木 材细胞壁上的活性羟基发生亲核取代反应 ; 且环酐小分子具有较高的极性参数, 在极性溶 剂的辅助下, 容易渗透入木材细胞壁内部, 故此类有机单体可实现对木材细胞壁的充胀与 键合, 进而有效改善木材的耐久性。 另外, 当有机酸酐小分子与木材细胞壁上的羟基发生单 取代反应时, 会附带产生羧基基团, 赋予木材一定的酸性, 可起一定的酸性催化作用 ; 当第 二步引入有机可聚合单体, 尤其带有功能基团如环氧基的可聚合单体时, 该羧基会参与有 机可聚合单体的反应, 利于单体聚合形成的聚合物与木材基质的接枝, 从而提高木材与聚 合物的两相界面相容性, 能在赋予木材更高力学性能的同时, 赋予木材潜在的更优异的耐 久性。
     通过本发明方法改性的低质速生木材, 可广泛用于建筑材料、 家具、 木雕材料、 运 动器材、 纺织机具、 乐器、 房屋装饰板、 地板、 天棚、 枪托及各种交通运输工具的装饰材料等。 附图说明
     图 1 是具体实施方式十三中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的扫描电镜照片 ; 图 2 是未经任何处理的木材的扫描电镜照片 ; 图 3 是具体实 施方式十九中采用马来酸酐处理后木材的扫描电镜照片 ; 图 4 是具体实施方式二十中利用 有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的扫描电镜照片 ; 图 5 是与图 4 对应的 N 元素分布图。 具体实施方式
     本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式, 还包括各具体实施方式间的 任意组合。
     具体实施方式一 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔 联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将有机酸酐溶于丙酮或四氢呋喃中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成有机酸酐质量分数为 10 ~ 30%的有机酸酐溶液 ; 二、 有机酸 酐溶液对木材的浸注 : 将木材浸入到有机酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽 真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压 下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 110℃~ 130℃条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机 酸酐处理的木材 ; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将有机可聚合单体与引发剂混合, 制得 有机可聚合单体溶液, 有机可聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为 0.5%~ 1%; 五、 有机可 聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过有机酸酐处理的木材浸入有机可聚合单 体溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸 酐处理的木材在 80℃~ 110℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重, 即 完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。
     本实施方式中所用木材的树种来源为任意树种, 特别是速生树种 ( 桦木、 杨木和杉木 )。 本实施方式步骤一中分别将马来酸酐、 琥珀酸酐或邻苯二甲酸酐作为充胀剂溶于 丙酮或四氢呋喃中, 然后利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材, 经过改性的木材性能如表 1 :
     表1
     由表 1 数据可知, 不同有机酸酐作充胀剂时, 均可实现对木材细胞壁的充胀, 充胀 效果从高到底的顺序依次为 : 马来酸酐>丁二酸酐>邻苯二甲酸酐。
     具体实施方式二 : 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的有机酸 酐是马来酸酐、 琥珀酸酐及邻苯二甲酸酐中的两种或三种的混合物。其它与具体实施方式 一相同。
     本实施方式中有机酸酐是混合物时各成分间为任意比。
     具体实施方式三 : 本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤四中所述 的有机可聚合单体是甲基丙烯酸甲酯, 甲基丙烯酸乙酯, 甲基丙烯酸正丁酯, 甲基丙烯酸异 丁酯, 甲基丙烯酸正己酯, 甲基丙烯酸苄酯, 甲基丙烯酸癸酯, 甲基丙烯酸月桂酯, 甲基丙烯 酸硬酸酯, 甲基丙烯酸 -α- 羟乙酯, 甲基丙烯酸 -α- 羟丙酯, 甲基丙烯酸二甲氨乙酯, 甲基 丙烯酸二乙氨乙酯, 甲基丙烯酸 -3- 氯 -2- 羟丙酯, 甲基丙烯酸 -2, 3- 二溴丙酯, 甲基丙烯 酸环己酯, 乙二醇二甲基丙烯酸酯, 二乙二醇二甲基丙烯酸酯, 三乙二醇二甲基丙烯酸酯, 四乙二醇二甲基丙烯酸酯, 聚乙二醇二甲基丙烯酸酯, 一丙二醇二甲基丙烯酸酯, 二丙二醇 二甲基丙烯酸酯, 三丙二醇二甲基丙烯酸酯, 1, 3- 丁二醇二甲基丙烯酸酯, 1, 4- 丁二醇二 甲基丙烯酸酯, 双酚 A 二甲基丙烯酸酯, 2, 2- 双 [ 甲基丙烯酰丙氧基酚 ] 丙烷, 丙三甲醇三 甲基丙烯酸酯, 甲基丙烯酸缩水甘油酯, 苯乙烯, 丙烯腈, 甲基丙烯腈, 醋酸乙烯酯, 对二乙 烯基苯, 对氯苯乙烯, 甲基丙烯酰胺, N- 羟甲基丙烯酰胺, 异丁基乙烯醚, 富马酸二乙酯, 马 来酸二乙酯, 甲基丙烯酮, 烯丙基氯, 乙烯吡啶, 萘乙烯, 聚马来酸 - 邻苯二甲酸 -1, 2- 丙二 酯及聚马来酸 - 邻苯二甲酸 - 氧联二乙酯中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实施 方式一或二之一相同。
     本实施方式中所述的有机可聚合单体是混合物时各成分间为任意比。
     具体实施方式四 : 本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤四中所述 的引发剂是偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。其它与具体实施方式一至三之一相同。
     具体实施方式五 : 本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一有机酸 酐溶液中有机酸酐的质量分数为 15 ~ 25%。其它与具体实施方式一至四之一相同。
     具体实施方式六 : 本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一有机酸 酐溶液中有机酸酐的质量分数为 20%。其它与具体实施方式一至五之一相同。
     具体实施方式七 : 本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤三中将用 铝箔纸包覆木材在 120℃条件下加热。其它与具体实施方式一至六之一相同。
     具体实施方式八 : 本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四有机可 聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为 0.8%。其它与具体实施方式一至七之一相同。
     具体实施方式九 : 本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤六中将经 过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在 90℃~ 100℃加热。其它与具体 实施方式一至八之一相同。
     具体实施方式十 : 本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤六中将经 过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在 95℃加热。 其它与具体实施方式 一至九之一相同。
     具体实施方式十一 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将马来酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成马来酸酐质量分数为 25 ~ 30%的马来酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对 木材的浸注 : 将木材浸入到马来酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 110℃~ 120℃ 条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的木 材; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将苯乙烯 (St) 与偶氮二异丁腈 (AIBN) 混合, 制得苯 乙烯 (St) 溶液, 苯乙烯 (St) 溶液中偶氮二异丁腈的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可 聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过马来酸酐处理的木材浸入苯乙烯 (St) 溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过马来酸 酐处理的木材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用 有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。
     具体实施方式十二 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将马来酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成马来酸酐质量分数为 25 ~ 30%的马来酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对 木材的浸注 : 将木材浸入到马来酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 110℃~ 120℃ 条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的 木材 ; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 与偶氮二异丁腈混合, 制 得甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 溶液, 甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 溶液中偶氮二异丁腈的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过有马来酸酐处 理的木材浸入甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木 材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步 骤五处理的用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改 性木材。
     具体实施方式十三 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将马来酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成马来酸酐质量分数为 25 ~ 30%的马来酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对 木材的浸注 : 将木材浸入到马来酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 110℃~ 120℃ 条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的 木材 ; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 与偶氮二异丁腈 (AIBN) 混合, 制得甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 溶液, 甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 溶液中 偶氮二异丁腈 (AIBN) 的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过马来酸酐处理的木材浸入甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 溶液中, 在真 空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常 压, 用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现 单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木 材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用有机单体充 胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。
     由图 1 清晰地表明, 经马来酸酐充胀细胞壁, 接着甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 填 充细胞腔后, 木材原有的多孔结构被聚合物完全填充, 达到了预期的设想。
     具体实施方式十四 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将马来酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成马来酸酐质量分数为 25 ~ 30%的马来酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对 木材的浸注 : 将木材浸入到马来酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 110℃~ 130℃ 条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的木 材; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将有机可聚合单体与偶氮二异丁腈 (AIBN) 混合, 制得 有机可聚合单体溶液, 有机可聚合单体溶液中偶氮二异丁腈 (AIBN) 的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过马来酸酐处理的木材浸 入有机可聚合单体溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的 压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材并在常温常压下 陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔 纸包覆经过马来酸酐处理的木材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸, 再于 110℃条件下 进一步加热 8 ~ 10h, 并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚 合填充细胞腔联合改性木材 ; 步骤四中有机可聚合单体由马来酸酐 (MAn)、 甲基丙烯酸缩 水甘油酯 (GMA) 和苯乙烯 (St) 按照 0.1 ∶ 1 ∶ 5 的摩尔比组成。
     具体实施方式十五 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将琥珀酸酐溶于丙酮中, 然后滴加3 ~ 5 滴嘧啶, 制成琥珀酸酐质量分数为 25 ~ 30%的琥珀酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对 木材的浸注 : 将木材浸入到琥珀酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 115℃~ 120℃ 条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的木 材; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将苯乙烯 (St) 与偶氮二异丁腈 (AIBN) 混合, 制得苯 乙烯 (St) 溶液, 苯乙烯 (St) 溶液中偶氮二异丁腈 (AIBN) 的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过琥珀酸酐处理的木材浸入苯乙 烯 (St) 溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加 压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过琥珀酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经 过琥珀酸酐处理的木材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重, 即 完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。
     具体实施方式十六 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将琥珀酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成琥珀酸酐质量分数为 15 ~ 20%的琥珀酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对 木材的浸注 : 将木材浸入到琥珀酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 115℃~ 120℃ 条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的 木材 ; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 与偶氮二异丁腈 (AIBN) 混合, 制得甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 溶液, 甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 溶液中 偶氮二异丁腈 (AIBN) 的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过琥珀酸酐处理的木材浸入甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 溶液中, 在真 空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常 压, 用铝箔纸包覆经过琥珀酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现 单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过琥珀酸酐处理的木 材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸, 再于 110℃条件下进一步加热 8 ~ 10h, 并在常温 下抽真空至恒重, 即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。
     具体实施方式十七 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将邻苯二甲酸酐溶于丙酮中, 然后 滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成邻苯二甲酸酐质量分数为 10 ~ 15%的邻苯二甲酸酐溶液 ; 二、 有 机酸酐溶液对木材的浸注 : 将木材浸入到邻苯二甲酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条 件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常 温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木 材在 120℃~ 130℃条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经 过有机酸酐处理的木材 ; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将苯乙烯 (St) 与偶氮二异丁腈 (AIBN) 混合, 制得苯乙烯 (St) 溶液, 苯乙烯 (St) 溶液中偶氮二异丁腈 (AIBN) 的质量浓度 为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过邻苯二甲酸酐处理的木材浸入苯乙烯 (St) 溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再 在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过邻苯二甲酸酐处理的木材 并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤 五处理的用铝箔纸包覆经过邻苯二甲酸酐处理的木材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔 纸并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合 改性木材。
     具体实施方式十八 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将邻苯二甲酸酐溶于丙酮中, 然后 滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成邻苯二甲酸酐质量分数为 10 ~ 15%的邻苯二甲酸酐溶液 ; 二、 有 机酸酐溶液对木材的浸注 : 将木材浸入到邻苯二甲酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条 件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常 温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木 材在 120℃~ 130℃条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经 过有机酸酐处理的木材 ; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 与偶氮二异丁腈 (AIBN) 混合, 制得甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 溶液, 甲基丙烯酸缩水甘 油酯 (GMA) 溶液中偶氮二异丁腈 (AIBN) 的质量浓度为 0.5%~ 1%; 五、 有机可聚合单体溶 液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过邻苯二甲酸酐处理的木材浸入甲基丙烯酸缩水甘油 酯 (GMA) 溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加 压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过邻苯二甲酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包 覆经过邻苯二甲酸酐处理的木材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸, 再于 110℃条件下 进一步加热 8 ~ 10h, 并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚 合填充细胞腔联合改性木材。
     具体实施方式十九 : 本实施方式中采用马来酸酐处理木材的方法如下 : 一、 有机 酸酐溶液的配置 : 将马来酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成有机酸酐质量分数 为 10 ~ 15%的有机酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对木材的浸注 : 将木材浸入到有机酸酐溶 液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复 常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h。
     由图 2 可清楚地观测到木材的天然蜂窝状多孔结构 ; 由图 3 可知, 经马来酸酐处理 后, 木材仍保持了多孔结构, 细胞腔中未发现明显填充物, 可初步判断马来酸酐可能已经渗 透入细胞壁中 ( 如箭头所示 )。
     本实施方式中采用琥珀酸酐处理木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将 琥珀酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成有机酸酐质量分数为 10 ~ 15 %的有 机酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对木材的浸注 : 将木材浸入到有机酸酐溶液中, 在真空度 为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸 包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h。
     本实施方式中采用邻苯二甲酸酐处理木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将邻苯二甲酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成有机酸酐质量分数为 10 ~ 15% 的有机酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对木材的浸注 : 将木材浸入到有机酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔 纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h。
     经过具体实施方式十一至本实施方式处理的木材的防腐性能和尺寸稳定性如表 2, 经过具体实施方式十一至本实施方式处理的木材的力学性能如表 3 :
     表2
     表3由表 2 和表 3 表明, 经细胞壁充胀和细胞腔填充两步改性后, 处理材远远较未处理 木材具有更优异的耐久性和力学性能。
     具体实施方式二十 : 本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞 腔联合改性木材的方法如下 : 一、 有机酸酐溶液的配置 : 将有机酸酐溶于丙酮中, 然后滴加 3 ~ 5 滴嘧啶, 制成有机酸酐质量分数为 25 ~ 30%的有机酸酐溶液 ; 二、 有机酸酐溶液对 木材的浸注 : 将木材浸入到有机酸酐溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 20min, 再在 0.8MPa 的压力下加压 20min, 恢复常压, 用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 三、 加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁 : 将用铝箔纸包覆木材在 110℃~ 120℃ 条件下加热 2 ~ 4h, 然后拆除铝箔纸, 在常温下抽真空至恒重, 得到经过有机酸酐处理的木 材; 四、 有机可聚合单体溶液的配置 : 将苯乙烯 (St) 与偶氮二异丁腈 (AIBN) 混合, 制得苯 乙烯 (St) 溶液, 苯乙烯 (St) 溶液中偶氮二异丁腈的质量浓度为 0.5%~ 1% ; 五、 有机可 聚合单体溶液对木材的浸注 : 将步骤三得到的经过马来酸酐处理的木材浸入苯乙烯 (St) 溶液中, 在真空度为 -0.08MPa 的条件下抽真空 12 ~ 24h, 再在 0.8MPa 的压力下加压 12 ~ 24h, 恢复常压, 用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材并在常温常压下陈放 12 ~ 24h ; 六、 加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充 : 将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸 酐处理的木材在 80℃加热 8 ~ 10h, 然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重, 即完成利用 有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材 ; 步骤一中所述的有机酸酐由双
     丙酮丙烯酰胺 ( 作标记试剂 ) 与马来酸酐按照 1 ∶ 1 的摩尔比组成。
     图 4 和图 5 完全吻合, 间接证明了马来酸酐已渗透入木材细胞壁中。

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1、10申请公布号CN101954662A43申请公布日20110126CN101954662ACN101954662A21申请号201010281955022申请日20100915B27K3/08200601B27K3/5020060171申请人东北林业大学地址150040黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号72发明人李永峰董晓英刘一星74专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人韩末洙54发明名称利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法57摘要利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,它涉及一种木材的改性方法。本发明解决了现有木材改性方法难以。

2、同时改善木材的力学性能和耐久性的问题。本方法如下一、有机酸酐溶液的配置;二、有机酸酐溶液对木材的浸注;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁;四、有机可聚合单体溶液的配置;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充。本发明利用有机功能小分子先进入木材细胞壁,实现充胀与键合,消除细胞壁内的大量羟基,进而提高木材的耐久性;然后借助有机可聚合单体浸注木材细胞腔,并引发聚合实现细胞腔填充,进而赋予木材更高的力学性能和耐久性。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书11页附图3页CN101954662A1/2页21利用有机单体。

3、充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将有机酸酐溶于丙酮或四氢呋喃中,然后滴加35滴嘧啶,制成有机酸酐质量分数为1030的有机酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到有机酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在110130条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四。

4、、有机可聚合单体溶液的配置将有机可聚合单体与引发剂混合,制得有机可聚合单体溶液,有机可聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过有机酸酐处理的木材浸入有机可聚合单体溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在80110加热810H,然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。。

5、2根据权利要求1所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤一中所述的有机酸酐是马来酸酐、琥珀酸酐及邻苯二甲酸酐中的两种或三种的混合物。3根据权利要求1或2所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤四中所述的有机可聚合单体是甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸正丁酯,甲基丙烯酸异丁酯,甲基丙烯酸正己酯,甲基丙烯酸苄酯,甲基丙烯酸癸酯,甲基丙烯酸月桂酯,甲基丙烯酸硬酸酯,甲基丙烯酸羟乙酯,甲基丙烯酸羟丙酯,甲基丙烯酸二甲氨乙酯,甲基丙烯酸二乙氨乙酯,甲基丙烯酸3氯2羟丙酯,甲基丙烯酸2,3二溴丙酯,甲基丙烯酸环己酯,。

6、乙二醇二甲基丙烯酸酯,二乙二醇二甲基丙烯酸酯,三乙二醇二甲基丙烯酸酯,四乙二醇二甲基丙烯酸酯,聚乙二醇二甲基丙烯酸酯,一丙二醇二甲基丙烯酸酯,二丙二醇二甲基丙烯酸酯,三丙二醇二甲基丙烯酸酯,1,3丁二醇二甲基丙烯酸酯,1,4丁二醇二甲基丙烯酸酯,双酚A二甲基丙烯酸酯,2,2双甲基丙烯酰丙氧基酚丙烷,丙三甲醇三甲基丙烯酸酯,甲基丙烯酸缩水甘油酯,苯乙烯,丙烯腈,甲基丙烯腈,醋酸乙烯酯,对二乙烯基苯,对氯苯乙烯,甲基丙烯酰胺,N羟甲基丙烯酰胺,异丁基乙烯醚,富马酸二乙酯,马来酸二乙酯,甲基丙烯酮,烯丙基氯,乙烯吡啶,萘乙烯,聚马来酸邻苯二甲酸1,2丙二酯及聚马来酸邻苯二甲酸氧联二乙酯中的一种或其中。

7、几种的混合物。4根据权利要求3所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤四中所述的引发剂是偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。5根据权利要求1、2或4所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤一有机酸酐溶液中有机酸酐的质量分数为1525。6根据权利要求1、2或4所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤一有机酸酐溶液中有机酸酐的质量分数为20。权利要求书CN101954662A2/2页37根据权利要求6所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤三中将用。

8、铝箔纸包覆木材在120条件下加热。8根据权利要求1、2、4或7所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤四有机可聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为08。9根据权利要求8所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤六中将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在90100加热。10根据权利要求8所述利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法,其特征在于步骤六中将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在95加热。权利要求书CN101954662A1/11页4利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚。

9、合填充细胞腔联合改性木材的方法技术领域0001本发明涉及一种木材的改性方法。背景技术0002木材自古以来即为一种人类赖以生存的天然可再生的生物质高分子复合材料。它独特的化学成分,包含带有大量羟基的纤维素及周围包裹的无定形半纤维素和木质素等,构成了木材细胞壁基质,进而形成了具有高强重比的天然蜂窝状结构。这些特性使其在许多领域优于其他材料。但依据不同用途,木材,尤其速生木材如杨木、杉木等,也呈现一些不利特性。例如,速生树种力学性能较差,难以作为结构用材使用;绝大多数木材耐久性低,木材基质易于腐朽降解、尺寸随环境湿度变化易于膨胀收缩等缺陷,使之难以作为被长久利用的有效材料等。而致使木材具有低耐久性的。

10、原因,从某种程度上讲,归因于木材组分中最主要的功能性基团羟基对水分的吸着。基于此认识,人们尝试了许多处理方法,如用有机或无机的小分子化学试剂渗透处理细胞壁、木材压密化处理、高温炭化热处理等以减少木材细胞壁中自由羟基的数量,并因此取得了一定的改善效果;但这些方法往往只能改善木材的耐久性,却难以有效地改善木材尤其速生木材的力学强度。0003近期,研究者们探索了利用乙烯类不饱和单体于木材内原位聚合形成高聚物,制得塑合木,以赋予木材优良的力学性能,并同时延缓或阻止水分及微生物向木材细胞壁渗透与入侵,进而改善木材耐腐性、尺寸稳定性等耐久性的方法。但令人遗憾的是,由于大多数不饱和单体极性较低,且为单官能团。

11、单体,难以进入木材细胞壁继而与之羟基实现化学键合,且于木材细胞腔中聚合形成的高聚物难与木材细胞壁实现接枝键联,致使两相化学复合效果差,木材内的大量羟基依旧孤立存在,故此种方法有效提高木材力学性能的同时,却往往对木材防腐性、尺寸稳定性等耐久性能改善不够理想。发明内容0004本发明的目的是为了解决现有木材改性方法难以同时改善木材的力学性能和耐久性的问题,提供了一种利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法。0005本发明利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将有机酸酐溶于丙酮或四氢呋喃中,然后滴加35滴嘧啶,制成有机酸酐质量分数为1。

12、030的有机酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到有机酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在110130条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将有机可聚合单体与引发剂混合,制得有机可聚合单体溶液,说明书CN101954662A2/11页5有机可聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过有。

13、机酸酐处理的木材浸入有机可聚合单体溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在80110加热810H,然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材;步骤一中所述的有机酸酐是马来酸酐、琥珀酸酐及邻苯二甲酸酐中的两种或三种的混合物;步骤四中所述的有机可聚合单体是甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸正丁酯,甲基丙烯酸异丁酯,甲。

14、基丙烯酸正己酯,甲基丙烯酸苄酯,甲基丙烯酸癸酯,甲基丙烯酸月桂酯,甲基丙烯酸硬酸酯,甲基丙烯酸羟乙酯,甲基丙烯酸羟丙酯,甲基丙烯酸二甲氨乙酯,甲基丙烯酸二乙氨乙酯,甲基丙烯酸3氯2羟丙酯,甲基丙烯酸2,3二溴丙酯,甲基丙烯酸环己酯,乙二醇二甲基丙烯酸酯,二乙二醇二甲基丙烯酸酯,三乙二醇二甲基丙烯酸酯,四乙二醇二甲基丙烯酸酯,聚乙二醇二甲基丙烯酸酯,一丙二醇二甲基丙烯酸酯,二丙二醇二甲基丙烯酸酯,三丙二醇二甲基丙烯酸酯,1,3丁二醇二甲基丙烯酸酯,1,4丁二醇二甲基丙烯酸酯,双酚A二甲基丙烯酸酯,2,2双甲基丙烯酰丙氧基酚丙烷,丙三甲醇三甲基丙烯酸酯,甲基丙烯酸缩水甘油酯,苯乙烯,丙烯腈,甲基丙。

15、烯腈,醋酸乙烯酯,对二乙烯基苯,对氯苯乙烯,甲基丙烯酰胺,N羟甲基丙烯酰胺,异丁基乙烯醚,富马酸二乙酯,马来酸二乙酯,甲基丙烯酮,烯丙基氯,乙烯吡啶,萘乙烯,聚马来酸邻苯二甲酸1,2丙二酯及聚马来酸邻苯二甲酸氧联二乙酯中的一种或其中几种的混合物;步骤四中所述的引发剂是偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。0006本发明利用有机功能小分子先进入木材细胞壁,实现充胀与键合,消除细胞壁内的大量羟基,进而提高木材的耐久性;然后借助有机可聚合单体浸注木材细胞腔,并引发聚合实现细胞腔填充,进而赋予木材更高的力学性能和耐久性,从而实现对木材综合性能的改良。0007从分子结构上有机酸酐小分子具有较高的活性,在少量催化剂。

16、的作用下极易与木材细胞壁上的活性羟基发生亲核取代反应;且环酐小分子具有较高的极性参数,在极性溶剂的辅助下,容易渗透入木材细胞壁内部,故此类有机单体可实现对木材细胞壁的充胀与键合,进而有效改善木材的耐久性。另外,当有机酸酐小分子与木材细胞壁上的羟基发生单取代反应时,会附带产生羧基基团,赋予木材一定的酸性,可起一定的酸性催化作用;当第二步引入有机可聚合单体,尤其带有功能基团如环氧基的可聚合单体时,该羧基会参与有机可聚合单体的反应,利于单体聚合形成的聚合物与木材基质的接枝,从而提高木材与聚合物的两相界面相容性,能在赋予木材更高力学性能的同时,赋予木材潜在的更优异的耐久性。0008通过本发明方法改性的。

17、低质速生木材,可广泛用于建筑材料、家具、木雕材料、运动器材、纺织机具、乐器、房屋装饰板、地板、天棚、枪托及各种交通运输工具的装饰材料等。附图说明0009图1是具体实施方式十三中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联说明书CN101954662A3/11页6合改性木材的扫描电镜照片;图2是未经任何处理的木材的扫描电镜照片;图3是具体实施方式十九中采用马来酸酐处理后木材的扫描电镜照片;图4是具体实施方式二十中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的扫描电镜照片;图5是与图4对应的N元素分布图。具体实施方式0010本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方。

18、式间的任意组合。0011具体实施方式一本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将有机酸酐溶于丙酮或四氢呋喃中,然后滴加35滴嘧啶,制成有机酸酐质量分数为1030的有机酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到有机酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在110130条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚。

19、合单体溶液的配置将有机可聚合单体与引发剂混合,制得有机可聚合单体溶液,有机可聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过有机酸酐处理的木材浸入有机可聚合单体溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在80110加热810H,然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。0012本。

20、实施方式中所用木材的树种来源为任意树种,特别是速生树种桦木、杨木和杉木。0013本实施方式步骤一中分别将马来酸酐、琥珀酸酐或邻苯二甲酸酐作为充胀剂溶于丙酮或四氢呋喃中,然后利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材,经过改性的木材性能如表10014表10015说明书CN101954662A4/11页70016由表1数据可知,不同有机酸酐作充胀剂时,均可实现对木材细胞壁的充胀,充胀效果从高到底的顺序依次为马来酸酐丁二酸酐邻苯二甲酸酐。0017具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的有机酸酐是马来酸酐、琥珀酸酐及邻苯二甲酸酐中的两种或三种的混合物。其它与具体实施方。

21、式一相同。0018本实施方式中有机酸酐是混合物时各成分间为任意比。0019具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤四中所述的有机可聚合单体是甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸正丁酯,甲基丙烯酸异丁酯,甲基丙烯酸正己酯,甲基丙烯酸苄酯,甲基丙烯酸癸酯,甲基丙烯酸月桂酯,甲基丙烯酸硬酸酯,甲基丙烯酸羟乙酯,甲基丙烯酸羟丙酯,甲基丙烯酸二甲氨乙酯,甲基丙烯酸二乙氨乙酯,甲基丙烯酸3氯2羟丙酯,甲基丙烯酸2,3二溴丙酯,甲基丙烯酸环己酯,乙二醇二甲基丙烯酸酯,二乙二醇二甲基丙烯酸酯,三乙二醇二甲基丙烯酸酯,四乙二醇二甲基丙烯酸酯,聚乙二醇二甲基丙烯酸酯,一丙二醇二甲基丙烯酸。

22、酯,二丙二醇二甲基丙烯酸酯,三丙二醇二甲基丙烯酸酯,1,3丁二醇二甲基丙烯酸酯,1,4丁二醇二甲基丙烯酸酯,双酚A二甲基丙烯酸酯,2,2双甲基丙烯酰丙氧基酚丙烷,丙三甲醇三甲基丙烯酸酯,甲基丙烯酸缩水甘油酯,苯乙烯,丙烯腈,甲基丙烯腈,醋酸乙烯酯,对二乙烯基苯,对氯苯乙烯,甲基丙烯酰胺,N羟甲基丙烯酰胺,异丁基乙烯醚,富马酸二乙酯,马来酸二乙酯,甲基丙烯酮,烯丙基氯,乙烯吡啶,萘乙烯,聚马来酸邻苯二甲酸1,2丙二酯及聚马来酸邻苯二甲酸氧联二乙酯中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实施方式一或二之一相同。0020本实施方式中所述的有机可聚合单体是混合物时各成分间为任意比。0021具体实施方式四。

23、本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤四中所述的引发剂是偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。其它与具体实施方式一至三之一相同。0022具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一有机酸酐溶液中有机酸酐的质量分数为1525。其它与具体实施方式一至四之一相同。0023具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一有机酸酐溶液中有机酸酐的质量分数为20。其它与具体实施方式一至五之一相同。说明书CN101954662A5/11页80024具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤三中将用铝箔纸包覆木材在120条件下加热。其它与具体实施方式一至六之一相。

24、同。0025具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四有机可聚合单体溶液中引发剂的质量浓度为08。其它与具体实施方式一至七之一相同。0026具体实施方式九本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤六中将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在90100加热。其它与具体实施方式一至八之一相同。0027具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤六中将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在95加热。其它与具体实施方式一至九之一相同。0028具体实施方式十一本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一。

25、、有机酸酐溶液的配置将马来酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成马来酸酐质量分数为2530的马来酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到马来酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在110120条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将苯乙烯ST与偶氮二异丁腈AIBN混合,制得苯乙烯ST溶液,苯乙烯ST溶液中偶氮二异丁腈的质量浓度为051;五。

26、、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过马来酸酐处理的木材浸入苯乙烯ST溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。0029具体实施方式十二本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将马来酸酐溶于丙。

27、酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成马来酸酐质量分数为2530的马来酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到马来酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在110120条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将甲基丙烯酸甲酯MMA与偶氮二异丁腈混合,制得甲基丙烯酸甲酯MMA溶液,甲基丙烯酸甲酯MMA溶液中偶氮二异丁腈的质量浓度为051;五、有机可聚合单。

28、体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过有马来酸酐处理的木材浸入甲基丙烯酸甲酯MMA溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸说明书CN101954662A6/11页9并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。0030具体实施方式十三本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如。

29、下一、有机酸酐溶液的配置将马来酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成马来酸酐质量分数为2530的马来酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到马来酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在110120条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA与偶氮二异丁腈AIBN混合,制得甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA溶液,甲基丙烯酸缩水。

30、甘油酯GMA溶液中偶氮二异丁腈AIBN的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过马来酸酐处理的木材浸入甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。0031由图1清晰地表明,经马来酸酐充胀细胞壁,接着甲基丙烯酸。

31、缩水甘油酯GMA填充细胞腔后,木材原有的多孔结构被聚合物完全填充,达到了预期的设想。0032具体实施方式十四本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将马来酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成马来酸酐质量分数为2530的马来酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到马来酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在110130条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在。

32、常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将有机可聚合单体与偶氮二异丁腈AIBN混合,制得有机可聚合单体溶液,有机可聚合单体溶液中偶氮二异丁腈AIBN的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过马来酸酐处理的木材浸入有机可聚合单体溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过马来酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸,再于110条。

33、件下进一步加热810H,并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材;步骤四中有机可聚合单体由马来酸酐MAN、甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA和苯乙烯ST按照0115的摩尔比组成。0033具体实施方式十五本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将琥珀酸酐溶于丙酮中,然后滴加说明书CN101954662A7/11页1035滴嘧啶,制成琥珀酸酐质量分数为2530的琥珀酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到琥珀酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压2。

34、0MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在115120条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将苯乙烯ST与偶氮二异丁腈AIBN混合,制得苯乙烯ST溶液,苯乙烯ST溶液中偶氮二异丁腈AIBN的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过琥珀酸酐处理的木材浸入苯乙烯ST溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过琥珀酸酐处理的木材并在常温常压。

35、下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过琥珀酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。0034具体实施方式十六本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将琥珀酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成琥珀酸酐质量分数为1520的琥珀酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到琥珀酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸。

36、包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在115120条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA与偶氮二异丁腈AIBN混合,制得甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA溶液,甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA溶液中偶氮二异丁腈AIBN的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过琥珀酸酐处理的木材浸入甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包。

37、覆经过琥珀酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过琥珀酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸,再于110条件下进一步加热810H,并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。0035具体实施方式十七本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将邻苯二甲酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成邻苯二甲酸酐质量分数为1015的邻苯二甲酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到邻苯二甲酸酐溶液中,在真空度为00。

38、8MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在120130条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将苯乙烯ST与偶氮二异丁腈AIBN混合,制得苯乙烯ST溶液,苯乙烯ST溶液中偶氮二异丁腈AIBN的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过邻苯二甲酸说明书CN101954662A8/11页11酐处理的木材浸入苯乙烯ST溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽。

39、真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过邻苯二甲酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过邻苯二甲酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。0036具体实施方式十八本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将邻苯二甲酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成邻苯二甲酸酐质量分数为1015的邻苯二甲酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将。

40、木材浸入到邻苯二甲酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在120130条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA与偶氮二异丁腈AIBN混合,制得甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA溶液,甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA溶液中偶氮二异丁腈AIBN的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过邻苯二甲酸酐处理的木材浸入甲。

41、基丙烯酸缩水甘油酯GMA溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压1224H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过邻苯二甲酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过邻苯二甲酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸,再于110条件下进一步加热810H,并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材。0037具体实施方式十九本实施方式中采用马来酸酐处理木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将马来酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成有机酸酐质量分数。

42、为1015的有机酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到有机酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H。0038由图2可清楚地观测到木材的天然蜂窝状多孔结构;由图3可知,经马来酸酐处理后,木材仍保持了多孔结构,细胞腔中未发现明显填充物,可初步判断马来酸酐可能已经渗透入细胞壁中如箭头所示。0039本实施方式中采用琥珀酸酐处理木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将琥珀酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成有机酸酐质量分数为1015的有机酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木。

43、材浸入到有机酸酐溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H。0040本实施方式中采用邻苯二甲酸酐处理木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将邻苯二甲酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成有机酸酐质量分数为1015的有机酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到有机酸酐溶液中,在真空说明书CN101954662A9/11页12度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H。0041经过具体实施方式。

44、十一至本实施方式处理的木材的防腐性能和尺寸稳定性如表2,经过具体实施方式十一至本实施方式处理的木材的力学性能如表30042表2004300440045表30046说明书CN101954662A10/11页1300470048由表2和表3表明,经细胞壁充胀和细胞腔填充两步改性后,处理材远远较未处理木材具有更优异的耐久性和力学性能。0049具体实施方式二十本实施方式中利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材的方法如下一、有机酸酐溶液的配置将有机酸酐溶于丙酮中,然后滴加35滴嘧啶,制成有机酸酐质量分数为2530的有机酸酐溶液;二、有机酸酐溶液对木材的浸注将木材浸入到有机酸酐溶液中,在真。

45、空度为008MPA的条件下抽真空20MIN,再在08MPA的压力下加压20MIN,恢复常压,用铝箔纸包覆木材并在常温常压下陈放1224H;三、加热法实现有机酸酐充胀接枝木材细胞壁将用铝箔纸包覆木材在110120条件下加热24H,然后拆除铝箔纸,在常温下抽真空至恒重,得到经过有机酸酐处理的木材;四、有机可聚合单体溶液的配置将苯乙烯ST与偶氮二异丁腈AIBN混合,制得苯乙烯ST溶液,苯乙烯ST溶液中偶氮二异丁腈的质量浓度为051;五、有机可聚合单体溶液对木材的浸注将步骤三得到的经过马来酸酐处理的木材浸入苯乙烯ST溶液中,在真空度为008MPA的条件下抽真空1224H,再在08MPA的压力下加压12。

46、24H,恢复常压,用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材并在常温常压下陈放1224H;六、加热法实现单体对木材细胞腔的聚合填充将经过步骤五处理的用铝箔纸包覆经过有机酸酐处理的木材在80加热810H,然后拆除铝箔纸并在常温下抽真空至恒重,即完成利用有机单体充胀接枝细胞壁与聚合填充细胞腔联合改性木材;步骤一中所述的有机酸酐由双说明书CN101954662A11/11页14丙酮丙烯酰胺作标记试剂与马来酸酐按照11的摩尔比组成。0050图4和图5完全吻合,间接证明了马来酸酐已渗透入木材细胞壁中。说明书CN101954662A1/3页15图1图2说明书附图CN101954662A2/3页16图3图4说明书附图CN101954662A3/3页17图5说明书附图。

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