我国具有丰富的人工林资源,充分利用丰富的人工林木材资源可以有效缓解我国木材供需矛盾。然而,人工林木材普遍具有密度小、材质软、强度低、易变形等缺陷,导致其应用范围受限。亲水性化学小分子量极性单体,易渗透到细胞壁内,可以实现基于木材细胞壁的化学改性,从而在相对低的增重率条件下提高木材性能。本研究针对人工林杨木,以亲水性单体为主要改性剂,开发三种与木材具有较好相容性的多羟基亲水性改性体系,采用一步法真空加压浸渍后加热固化处理木材,并对改性前后木材的性能和改性机理进行了研究,得到以下主要结论:（1）甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）与N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）两种水溶性小分子量乙烯基单体浸渍共聚改性人工林杨木,结果表明在一定质量浓度范围内（10%～40%）,可以提高木材的尺寸稳定性和力学性能:较优的工艺条件为HEMA/NIPAM=6:1（wt/wt）,改性剂浓度40%（wt%）,引发温度60°C,改性材的ASE达到67.6%,MOR提高8.1%,MOE提高9.4%,顺纹抗压强度提高23.2%;NIAPM聚合物具有低临界相转变温度,NIPAM聚合物自身可以通过相转变为疏水性聚合物,与HEMA共聚可以降低其相转变温度,同时增强共聚物的耐水性,使改性材具有较低的流失率;扫描电镜能谱观察表明,改性剂渗透到细胞壁内并填充细胞壁空隙,细胞壁厚度增加25.8%;压汞法测试和氮吸附法测试表明,改性剂渗透到孔径在2nm～225.1nm范围的细胞壁微孔中;单体与木材接枝聚合机理研究结果表明:单体可以分别与木材、纤维素和木质素接枝聚合;通过核磁分析研究表明,单体的乙烯基能够分别在纤维素模型化合物D-纤维二糖C1位羟基和木质素的模型化合物2,6-二甲氧基苯酚分子中酚羟基位置发生接枝反应。（2）采用HEMA为主要单体并添加丙烯基有机硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）共聚改性木材,结果表明在质量浓度为10%～30%范围内,改性材的尺寸稳定性和力学性能得到提高:较优的工艺条件为HEMA/KH570=3:1（wt/wt）,改性剂浓度30%（wt%）,引发温度75°C,改性材的ASE达到69.1%,MOR提高10.7%,MOE提高16.3%,顺纹抗压强度提高22.5%;KH570具有较好疏水性,添加KH570参与共聚,增加了共聚物分子链上疏水性成分,从而增强了共聚物的耐水性,硅烷基能与木材羟基发生缩合形成共价键,能有效降低改性材的流失率（5.2%）;扫描电镜观察表明,改性剂渗透到细胞壁内并填充细胞壁空隙,细胞壁厚度增加;压汞测试和氮吸附法测试表明,改性剂渗透到细胞壁中孔径在11.1nm～286.6nm范围的微孔内;拉曼光谱及成像分析表明,改性剂渗透到细胞壁中并原位聚合形成聚合物。（3）以甲基六氢苯酐（MHHPA）和异佛尔酮二胺（IPDA）复合固化剂与水溶性环氧单体1,4-丁二醇缩水甘油醚（BDE）复配改性木材,结果表明改性剂浓度为40%（wt%）,改性剂比例为MHHPA/IPDA/BDE=1:1.5:2（wt/wt/wt）条件下可以显著提高木材的力学性能和尺寸稳定性:改性材的ASE达到48.3%,MOR提高28.8%,MOE提高12.8%,顺纹抗压强度提高21.8%;固化剂与环氧单体均具有较高反应活性,水性环氧单体与固化剂能够充分聚合并具有较好耐水性,改性材具有较低的流失率（2.5%）;压汞测试和氮吸附测试表明,由于碱性改性体系的作用使木材的微孔变大,改性材的累积孔比表面积达到17.6m2/g,从而有利于改性剂渗透到木材细胞壁的微孔中;根据对机理的初步研究分析表明,环氧体系通过酸酐与木材的羟基发生酯化反应相结合。（4）综上所述,通过亲水性小分子量单体形成多羟基改性体系,可以实现对木材细胞壁的增强改性。在相对低增重率条件下,HEMA/NIPAM改性体系和HEMA/KH570改性体系,对杨木尺寸稳定性的提高具有较显著效果,MHHPA/IPDA/BDE体系对杨树力学性能提高效果明显。