超疏水处理对木材尺寸稳定性与力学性能的影响

邓松林;邓训和;贾闪闪;罗莎;卿彦;刘怡康;吴义强

【目的】探讨超疏水木材与未处理木材的尺寸稳定性和力学性能,以期获得超疏水处理对木材尺寸稳定性与力学性能的影响规律。【方法】选取普通杉木为研究对象,通过气相辅助迁移法对其进行处理,构建了具有超疏水特性的处理材,并分别对未处理材和超疏水处理材进行了形貌与润湿性表征、水浸泡试验和力学性能测试。【结果】经过处理的木材具有良好的超疏水性,表面获得了由粒子在3D空间排列形成的微米/纳米分级结构,其接触角高达151.0°。水浸泡测试中,在试验第48天,未处理木材的平均质量变化率和体积变化率分别为322.54%和7.49%,超疏水木材的平均质量变化率和体积变化率为89.10%和6.36%,相比未处理材,超疏水木材的平均质量变化率和体积变化率分别降低了72.38%和15.09%,超疏水木材达到体积变化饱和点的时间推迟了约20 d。在力学性能测试中,超疏水木材的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压弹性模量、横纹抗压强度相比未处理木材分别降低了16.05%、4.18%、21.94%和39.93%,顺纹抗压强度、横纹抗压弹性模量分别提高了27.11%、11.11%。【结论】超疏水处理木材可以减缓木材吸水以及体积变化,有效改善木材尺寸稳定性,超疏水处理对木材的力学性能也具有一定程度影响。研究结果对超疏水功能化改性木材,延长高湿环境中木材的使用周期具有重要意义,并为实现理论对接实际生产应用提供了重要的理论依据和参考。 (共7页)
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