根据天然木材的结构特点,某些天然木材具备与气凝胶相近的基本结构和属性。因此,可以探索将轻质、多孔、满足气凝胶材料的基本条件的天然木材—轻木,通过化学、物理等手段处理再经超临界单元操作,将其制备成为天然木材属性的气凝胶材料,以期提供一种高韧性低密度的气凝胶材料,代替某些人工合成的气凝胶材料在某些特殊领域发挥作用,则利于实现木材的高附加值利用。按照上述思路,通过研究得出如下结论:(1)本实验尝试了强碱溶液、弱碱溶液、强氧化性弱酸、强氧化性弱酸和发烟溶液、强氧化性弱酸和弱碱、中性溶液等6种不同的方法润涨轻木试件的体积。利用各种试剂处理过的试件,在常温常压下可以达到最大的膨化率为16.5%。综合考虑各种方法膨化效果的稳定性,中性溶液处理以及强氧化性弱酸和弱碱处理的方法为本实验重点考察的方法。(2)经正交试验可知,在超临界流体的多项物理参数中动态时间H_d是决定干燥效果的主要因素,其余各因素按照对实验结果的影响由大到小依次为动态压力P_d、动态温度T_d、静态压力P_s等。从实验中各个水平所对应的试验结果来看对保持试件低密度最有利的相对最佳干燥工艺为:流体动态压力20MPa,动态温度50℃,动态时间6小时,静态压力15MPa。对正交实验结果进行方差分析可知动态时间T_d在F=0.1水平下是影响干燥后试件密度大小的显著因素。(3)通过对轻木素材、中性溶液处理的轻木试件以及经强氧化性弱酸和弱碱处理的轻木试件力学性能检测可知:只有中性溶液处理试件的端面硬度有所增大;此外,中性溶液处理试件的顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、弦面硬度均有所下降;经强氧化性弱酸和弱碱处理的试件的顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、端面和弦面硬度均有所下降且与中性溶液处理试件相比除顺纹抗压强度下降幅度较小以外,其余力学性能均有大幅下降。(4)对三种试件的热学性能评价可知:中性溶液处理以及强氧化性弱酸和弱碱处理的试件的导温系数均有所增加,其中强氧化性弱酸和弱碱处理的试件的导温系数增加较大;经两种处理方法处理后的试件的导热系数均有所降低。其中,经强氧化性弱酸和弱碱处理的试件的导热系数降低幅度较大。(5)通过对三种试件的吸声系数的测定可知:用中性溶液处理过的试件在1000Hz处的的吸收系数增大到38%;用强氧化性弱酸和弱碱处理过的试件在2000Hz处的的吸收系数增大到65%;两种处理方法都提高了试件的吸声系数。(6)从三种试件的SEM照片中可知:经强氧化性弱酸和弱碱处理的试件中导管腔内部存在结晶物质;经过超临界流体干燥过的试件细胞壁有裂纹产生,这是处理后试件的力学性能普遍降低的原因之一。(7)对三种试件进行FT-IR分析可知,经中性溶液处理与强氧化性弱酸和弱碱处理后的试件较素材相比在化学基团的表现上无明显差别,这说明两种处理方法所采用的溶液在轻木内部没有生成新的物质;并且可以证明SEM照片中所见结晶仅是药液残留在轻木细胞腔中的物质。(8)三种试件的XRD谱图表明:与素材相比,经中性溶液处理以后轻木试件的结晶度会有所增高;经强氧化性弱酸和弱碱处理后的轻木试件的结晶度有明显降低并且其晶层间距有所增大。