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木材是四大建筑材料中唯一可持续发展的建材资源,同时也是一个国家建设和经济发展中不可或缺的绿色环保型材料之一,全世界的木材供应仍处于短缺状态,如今限砍限伐、国外木材限制出口,国内需求日益高涨,都使得国内木材资源的需求持高不下。而速生林杨木具有产量大、生长速度快的优点,速生材是获取木材资源的重要选择之一。但是速生杨木的木质松软、硬度、强度和密度普遍偏低,且易发生翘曲变形、尺寸稳定性较差等缺点,所以其使用范围受限。本文以杨木锯材为研究对象,通过两步真空-加压浸渍,探讨氯化钙和碳酸钠两相无机盐溶液内部反应沉积改性杨木的改性工艺和机理分析。研究在不同浸渍溶液浓度下,改性试件的增重率、微观构造、力学性能、晶体结构和粒径分析,选择较适合的浓度进一步研究并对浸渍改性的机理进行探讨。通过L9(34)三因素三水平正交试验,分析改性试件的微观形貌、增重率、端面硬度、弦面硬度和径面硬度,分别优化制备工艺,得出最优的改性条件。根据弦面硬度最优,采用较适宜的真空-加压改性处理条件制备改性杨木,再结合酚醛树脂胶黏剂和脲醛树脂胶黏剂,研究改性试件的综合性能,对比分析改性前后杨木锯材的微观形貌、晶体结构、化学官能团、接触角和表面自由能、胶合性能和燃烧性能。具体结论如下:(1)通过单因素试验,考察真空-加压浸渍对杨木锯材试件改性处理的效果,结果表明,改性试件的增重率随着浸渍溶液浓度的增加而增大,SEM表明碳酸钙较为密实地沉积在导管壁和木纤维上,为圆球状和菱形结构的碳酸钙。当浸渍溶液浓度为1.5 mol/L和2.0 mol/L时,改性试件的碳酸钙粒度分布范围最窄,粒度分布较均匀。在浸渍溶液浓度为2.0 mol/L的条件下,改性试件的端面硬度、弦面硬度、径面硬度、抗弯强度和抗弯弹性模量达到最大值,尺寸稳定性最好。通过对纤维素的结晶度分析,结果表明相较未改性试件,随着浸渍溶液浓度的增大,改性试件的结晶度均有所下降,在浸渍溶液浓度为2.0mol/L时,改性试件的结晶度下降最小。通过对改性试件的晶体结构测定和物相分析,结果表明沉积在改性试件内部的碳酸钙的晶型主要是球霰石型、文石型和方解石型。(2)以浸渍溶液浓度、加压压力和加压时间为三因素,设计正交试验,结果表明,各因素对改性试件的力学性能影响的显著性顺序为:浸渍溶液浓度、加压时间、加压压力。在浸渍溶液浓度为2.0 mol/L,加压压力为0.6 MPa和加压时间是40 min时,木材改性试件的弦面硬度最优。(3)以杨木改性试件的弦面硬度最优为改性条件制备改性杨木锯材,结果表明碳酸钙较为均匀致密地沉积在导管壁、木射线和两者联通的纹孔上,其形态主要为菱形、圆球状,碳酸钙晶型为球霰石型、文石型和方解石型,红外光谱图中出现碳酸钙的特征峰,其中873cm-1和712 cm-1波数处的吸收峰是CO32-的特征峰。(4)以酚醛树脂和脲醛树脂胶黏剂作为胶黏剂,探究改性杨木的胶合性能,结果表明改性试件的水接触角和表面自由能相较未改性试件略有下降,而改性试件的二碘甲烷接触角较未改性试件的二碘甲烷接触角增大了24.82%。对改性试件表面进行砂光、吹扫处理,能够降低改性试件的表面粗糙度,能够有效提高改性试件的木破率和胶合性能,进而改性砂光试件的两种胶黏剂的剪切强度较未改性试件略有下降。(5)研究改性试件与未改性试件的燃烧性能,结果表明改性试件的热释放速率降低、二氧化碳的生成率增大,促进木炭形成,能够有效抑制燃烧过程中产生的烟雾,表现出较优异的阻燃抑烟性能。