：本發(fā)明屬于木材化學(xué)增強(qiáng)改性，涉及一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，具體涉及一種安全環(huán)保的可降解聚乳酸浸漬改性杉木的新方法。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、作為一種儲(chǔ)量豐富、生物相容性好、可生物降解、綠色環(huán)保、成本低廉、易于加工的天然生物質(zhì)材料，木材具有豐富、精細(xì)、復(fù)雜、層級(jí)的多孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有各向異性、低密度、高彈性、機(jī)械性能優(yōu)異等特點(diǎn)。尤其是起到水分和養(yǎng)料運(yùn)輸作用的縱向排列的管孔構(gòu)造，為流體吸收提供了天然的管道結(jié)構(gòu)。杉木木材內(nèi)部含有豐富的微納米孔道，為營養(yǎng)物質(zhì)提供了天然的毛細(xì)管作用。杉木具有易加工、尺寸穩(wěn)定性好、堅(jiān)韌輕盈、含油量低、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。但是在高溫環(huán)境下，杉木就會(huì)很脆弱，不僅不耐碰，也容易變形，并且杉木木質(zhì)松軟，日常的清潔和護(hù)理做的不好，會(huì)造成難以修復(fù)的開裂。對(duì)杉木進(jìn)行浸漬改性能夠提高杉木木材的尺寸穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度和耐熱性等性能，擴(kuò)大杉木在建筑、家具以及裝飾等方面的應(yīng)用領(lǐng)域。

2、目前國內(nèi)外研究較多的是低分子量樹脂改性，如脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂和酚醛樹脂等，但改性處理使木材顏色加深，并且醛類樹脂會(huì)釋放甲醛氣體，傷害人體健康，限制了酚醛樹脂改性木材的應(yīng)用范圍?，F(xiàn)有的浸漬方法中，多為物理浸漬，容易產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、化學(xué)泄漏等諸多問題。浸漬工藝方面還存在很多問題，在目前的研究中，所有浸漬需要的樹脂均在聚合后浸漬木材，但聚合后的樹脂已由小分子單體逐步相連形成大分子鏈或帶有支鏈的大分子結(jié)構(gòu)，使浸漬過程難以實(shí)現(xiàn)。因此，許多學(xué)者將目光轉(zhuǎn)向擴(kuò)大木材孔結(jié)構(gòu)中來，通過去除木材中半纖維素或木質(zhì)素來改善和擴(kuò)大木材孔結(jié)構(gòu)，但在納米級(jí)別擴(kuò)大孔結(jié)構(gòu)對(duì)木材浸漬的效果改善甚微，同時(shí)又增加了制作工藝的步驟，對(duì)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行批量生產(chǎn)具有不利影響。在浸漬過程中，多數(shù)研究者們主要采用負(fù)壓-常壓-加壓的方式，將木材壓入浸漬液中進(jìn)行浸漬處理，這種浸漬方式有助于加大浸漬效率并且提高木材增重率，但操作過程具有一定危險(xiǎn)性，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)爆炸。

3、綜合上述情況，迫切需要開發(fā)一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，以期改善物理浸漬導(dǎo)致化學(xué)泄漏的問題、提高浸漬效率、規(guī)避浸漬木材對(duì)環(huán)境的污染問題、提高浸漬過程的安全性，解決浸漬材的關(guān)鍵技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有浸漬工藝的缺點(diǎn)，提供一種負(fù)壓-釋放負(fù)壓的重復(fù)循環(huán)式安全浸漬工藝和先浸漬再合成的處理步驟，以期提高木材的浸漬效率、化學(xué)穩(wěn)定性、綠色環(huán)保性、浸漬過程的安全性、批量生產(chǎn)的可行性以及浸漬液的循環(huán)利用性。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

3、一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，所述方法是通過負(fù)壓-釋放負(fù)壓的重復(fù)循環(huán)浸漬處理，再取出杉木木塊進(jìn)行原位合成的方法，得到綠色環(huán)保的浸漬改性杉木。

4、優(yōu)選的，包含以下步驟：

5、(1)將原料丙交酯與辛酸亞錫在燒杯中混合均勻，將杉木木塊浸沒在混合溶液中，將燒杯置于恒溫真空干燥箱中，先抽真空保持負(fù)壓，使混合溶液充分進(jìn)入木塊后，釋放負(fù)壓。重復(fù)此過程進(jìn)行浸漬處理；

6、(2)將浸漬好的木塊取出，擦去表面液體，置于恒溫真空干燥箱中，抽真空并保持負(fù)壓，進(jìn)行原位合成處理；

7、(3)取出合成好的木塊，固化，得到安全環(huán)保的聚乳酸浸漬改性杉木。

8、優(yōu)選的，所述丙交酯與辛酸亞錫的質(zhì)量比為2000:1。浸漬處理的溫度為95-120℃，合成處理的溫度為140-180℃，合成時(shí)間為3h。

9、優(yōu)選的，所述杉木包括云杉、紅杉、黃杉中的一種或多種。

10、優(yōu)選的，所述步驟(1)或步驟(2)中，真空抽至-0.09mpa～-0.1mpa，負(fù)壓保持15-30min，釋放負(fù)壓至大氣壓并保持5min。

11、優(yōu)選的，所述步驟(1)中，循環(huán)次數(shù)為2-4次。

12、優(yōu)選的，所述步驟(2)中，固化溫度為室溫，固化時(shí)間為10-20min。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

14、(1)本發(fā)明提供了一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，實(shí)現(xiàn)杉木的化學(xué)增強(qiáng)改性。傳統(tǒng)低分子量樹脂的分子鏈長(zhǎng)，浸漬效率低，使浸漬時(shí)間延長(zhǎng)，浸漬效果差；本發(fā)明先將丙交酯單體浸入木材孔結(jié)構(gòu)中，取出后進(jìn)行原位合成，能夠顯著提高木材的浸漬效率。

15、(2)本發(fā)明采用先浸漬再取出木塊進(jìn)行原位合成的方法，提高了浸漬液的循環(huán)利用率。

16、(3)物理浸漬容易產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、化學(xué)泄漏等諸多問題。本發(fā)明采用化學(xué)浸漬，利用聚乳酸分子鏈中的羧基與木材中含有的羥基進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)浸漬。

17、(4)傳統(tǒng)低分子量樹脂改性，如脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂和酚醛樹脂等，改性處理使木材顏色加深，并且醛類樹脂會(huì)釋放甲醛氣體，傷害人體健康。本發(fā)明使用可降解的無毒無污染的聚乳酸改性杉木，不會(huì)對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生影響，材料綠色環(huán)保。

18、(5)本發(fā)明采用負(fù)壓-釋放負(fù)壓的循環(huán)浸漬方法，與加壓步驟相比，本方法提高了實(shí)驗(yàn)過程中的安全性，無爆炸危險(xiǎn)。

19、(6)本發(fā)明采用普通恒溫真空干燥箱即可實(shí)現(xiàn)浸漬以及合成過程，對(duì)儀器要求較小，為改性木材的批量生產(chǎn)提供了可能性。

技術(shù)特征：

1.一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，其特征在于，采用安全易操作的真空-放氣的浸漬方法，避免加壓帶來的易爆炸危險(xiǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，其特征在于，相對(duì)于表面處理的方法來說，采用無溶劑法將丙交酯在木材孔隙中原位合成長(zhǎng)鏈聚乳酸的方法，用合成的長(zhǎng)鏈聚乳酸用來填充木材，制備了一種具有一定機(jī)械強(qiáng)度的無孔隙聚乳酸木材。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，其特征在于，聚乳酸分子鏈中的羧基與木材的纖維素分子鏈中的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，這種化學(xué)浸漬方法能夠提高聚乳酸木材的穩(wěn)定性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，其特征在于，采用無溶劑法進(jìn)行聚乳酸的原位聚合能夠提高木材的浸漬效率。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，其特征在于，丙交酯浸漬木材后，將木材取出單獨(dú)進(jìn)行原位聚合，剩余浸漬液可進(jìn)行重復(fù)利用。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，其特征在于，與脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂和酚醛樹脂等傳統(tǒng)樹脂相比，本發(fā)明使用可降解的無毒無污染的聚乳酸改性杉木，不會(huì)對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生影響，材料綠色環(huán)保。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種安全環(huán)保的聚乳酸化學(xué)浸漬改性木材的新方法，該方法是將杉木木塊通過提供負(fù)壓?浸漬丙交酯/辛酸亞錫/杉木木塊混合溶液?釋放負(fù)壓的方法進(jìn)行循環(huán)浸漬處理，處理結(jié)束后將木塊取出進(jìn)行原位合成。其中用來合成聚乳酸的丙交酯和辛酸亞錫的質(zhì)量比為2000:1。本發(fā)明采用綠色可降解的聚乳酸對(duì)杉木進(jìn)行浸漬，對(duì)人體和環(huán)境無毒無害；原位合成聚乳酸后，聚乳酸通過羧基接枝到木材細(xì)胞腔中，實(shí)現(xiàn)化學(xué)浸漬；采用先浸漬再原位合成的新方法，提高了杉木木材的浸漬效率以及浸漬液的循環(huán)利用率；采用負(fù)壓?釋放負(fù)壓的浸漬方式，提高了浸漬過程的安全性和批量生產(chǎn)的可行性。

技術(shù)研發(fā)人員：張彥華,陳陽,楊明輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北林業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28