木材化学改性方法:乙酰化处理

发布时间:2022-03-01 11:19:30浏览次数:214


化学改性是指通过改性剂和木材细胞壁主要成分发生化学反应,形成稳定的共价键,从而减少木材中羟基数量,实现尺寸稳定化的一系列方法。改性剂有可能与木材中单一的羟基形成单一的共价键,也可能和两个以上的羟基形成化学交联。

      木材的乙酰化处理利用乙酰化试剂与木材羟基之间的酯化反应,显著提高木材的尺寸稳定性和耐腐性能,具有无毒无害、无污染的优点。早在1865年,为了生产醋酸纤维素就开发了乙酰化工艺,但直到1928年才将其应用在木材功能性改良领域。在乙酰化过程中,一个乙酰基只与一个羟基反应,并不发生聚合反应,乙酸是反应的副产物。用的乙酰化试剂包括氯乙酰、乙烯酮、硫代乙酸、乙酸酐等,其中乙酸酐最为常用。

      对于尺寸较大的木材通常采用的方法为液相法。常用的方法为使用吡啶作催化剂,将木材浸入乙酸酐和吡啶的混合液中,置于密闭的处理罐中,加热90-100℃,保持数小时(时间随处理材厚度而定),随后排出未反应的处理液,对处理材进行干燥处理。这种方法的缺陷是处理材内吸取的过量药液的排除和催化剂吡啶的回收难度较大,工艺复杂。此外,还可以不用催化剂,用二甲苯或氯化烃等溶剂作稀释剂将醋酸酐稀释成浓度为25%的处理液,在温度100-130℃时,能使木材很好地乙酰化。因芳香烃没有膨胀木材,木材吸收处理液量减少,但其回收二甲苯的过程比分离催化剂要简单。

      除了液相法外,还可使用气相法对木材进行乙酰化处理。采用气相处理时,药品扩散速率与试件厚度平方成反比,因此气相处理只适合于处理薄单板。以下列举了常用的3种方法:①使用吡啶预处理,再于醋酸酐和吡啶的混合蒸汽中处理;②用尿素和硫酸铵的混合液前处理、干燥,再于醋酸酐蒸汽中气相处理;③用醋酸钾溶液前处理、干燥,再用等量的二甲基甲酰胺(DMF)和醋酸酐混合蒸汽处理。

 

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