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木材化学改性主要是通过改性药剂与木材细胞壁聚合物分子反应,以封闭细胞壁中的羟基,达到充胀木材细胞壁或/和填充细胞腔的作用,从而增强木材的尺寸稳定性、耐腐朽及耐老化等性能。近些年,改性木材逐渐被应用到实际商业生产,如地板、门窗、室外装饰品等。随着木材改性技术的发展,越来越多的化学药剂被应用于改性木材,但也存在相应的问题:释放有毒气体、成本高、废液难以处理等难以推广使用。本文提出一种环保可再生资源----蔗糖,作为改性剂,与二羟甲基二羟基亚乙基脲(DMDHEU)复配后改性处理杨木和辐射松,并将改性材制备成实木窗,评价和分析了改性木材的各项性能和实木窗的使用性能。 本研究主要内容包括:⑴蔗糖/DMDHEU改性杨木的增重率为57%,改性辐射松增重率是55%,有效的提高了改性木材的密度;经显微镜观察改性辐射松细胞腔中沉积的改性药剂多于改性杨木导管内沉积的药剂;改性杨木的抗弯强度下降约46%,改性辐射松的抗弯强度上升17%左右;改性杨木和改性辐射松的抗弯弹性模量分别提高了约51%和84%;改性木材的握钉力显著提高,且表现为弦切面>径切面>横切面;改性杨木和改性辐射松的顺纹抗拉强度、顺纹抗剪强度和抗劈力发生不同程度下降。表明改性处理提高了木材的硬度、密度和刚度,同时脆性增强。⑵蔗糖/DMDHEU改性杨木和改性辐射松的表面自由能、压缩剪切强度未发生显著变化,不影响通用水性涂料和胶黏剂在木材表面的铺展润湿。改性处理的木材的湿法漆膜附着力略高于未处理材,归因于改性处理在木材表面引入羟基基团,增强了氢键结合力和范德华力,同时细胞充胀增加了木材与水性油漆的接触面积。改性处理的木材吸湿性能降低,尺寸稳定性增强。⑶在自然老化27个月期间,改性木材含水率始终低于未处理材。木质素在紫外光的作用下不断发生降解,生成变色基团,导致改性木材明度逐渐升高,改性木材色差变化大于未处理木材。老化期间,改性辐射松的湿法漆膜附着力几乎未发生变化,改性杨木的湿法漆膜附着力略下降。木质素发生光降解,留存的纤维素与半纤维素使木材表面产生沟壑感。⑷改性杨木和改性辐射松制备的实木窗的保温性能达到8级,气密性8级,水密性5级,抗风压性能9级,均等于杨木素材和辐射松素材加工制备的实木窗。虽然改性木材的部分力学性能下降,但并不影响改性木材制备的实木窗的性能。