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本研究提出将季铵盐基团负载在纳米Si O2上制得季铵化微纳米Si O2,将产物用于酚醛树脂、竹材及竹质板材的改性,通过多种实验手段评价改性对竹材耐腐性、防霉性、防变色、胶合性能、疏水性、耐热性、力学性能等的影响。主要研究结论如下:(1)合成了QASN-1、QASN-2两种季铵化微纳米Si O2改性剂。核磁共振谱、红外光谱表明两种合成方法均制得了季铵化微纳米Si O2。产物的Zeta电位值由改性前的负值变化到正值,原因是改性后的纳米粒子表面负载了带正电荷的季铵盐基团。粒径测定结果表明改性后粒子的分散性改善明显。(2)抑菌圈实验表明季铵化微纳米Si O2对试菌的抑制效果强弱顺序为:密粘褶菌>桔青霉>串珠镰刀菌>链格孢菌>绿色木霉>彩绒革盖菌>黑曲霉>可可球二孢。防霉防变色实验表明:(1)改性的竹材随着添加浓度的增加,防霉防变色性能增强。QASN-1改性后的竹材对串珠镰刀菌防治能力最强,QASN-2改性后的竹材对桔青霉防治能力最强。(2)改性后竹束单板层积材早期对桔青霉有抑制效果;对串珠镰刀菌的抑菌效果要相对长;浸胶前处理效果要好于浸胶后处理。室内耐腐实验表明改性后竹材耐褐腐等级强于耐白腐等级,改性后竹材耐褐腐等级均为强耐腐;浓度5%的QASN-1、QASN-2改性后竹材耐腐等级分别为强耐腐、稍耐腐。抑菌性QASN-1>QASN-2,因为QASN-1粒径小于QASN-2,所带净电荷大于QASN-2,因此表现出更高的抗菌性。(3)电镜图表明纳米粒子在竹材各个部位分布较均匀,颗粒径级在40~50nm之间。接触角测试表明季铵化微纳米Si O2改性后竹材平均接触角在90°~140°,表现为疏水性;改性后近竹黄面的疏水性好于近竹青面,原因是近竹黄面组织结构疏松,有利于改性液的渗透和吸收;QASN-1处理后的竹块表面疏水性略好于QASN-2处理的。改性后竹束单板层积材的疏水性有一定程度改善。研究表明改性后的竹材表面,硅烷提供了低的表面能,纳米Si O2在竹材表面形成的微纳二级粗糙结构,两个因素的结合构成了改性后竹材表面的疏水性。(4)红外光谱测试表明改性后的PF固化产物存在硅氧桥的连接方式,固化产物更稳定。热重测试表明在热分解的不同阶段,改性后的样品最快失重速率对应的温度升高了约5~30℃,在800℃时的失重率减少,耐热性随改性剂添加量增大而增强;QASN-2对PF耐热性提高好于QASN-1。利用环境扫描电镜和荧光显微镜研究了改性前后竹材胶合界面,实验结果表明改性后胶合界面的渗透深度略有减小。QASN-1在浸胶前处理对竹束单板层积材力学性能存在不利影响,浸胶后处理提高了板材的力学性能,原因是QASN-1的疏水性较好,所以在浸胶前处理时会影响胶粘剂的渗透;QASN-2对板材力学性能影响不显著。(5)改性后竹粉的红外光谱图表明,竹材中部分羟基与纳米Si O2粒子发生化学结合,生成了Si-O-Si共价键。改性后竹粉的热分解温度提高了13~25℃、峰值温度提高了约15~20℃、失重率减少约2.48%~4.3%。说明改性抑制了竹粉的热分解,纳米Si O2在热分解后期作为不能分解的无机物增加了样品的残炭率。锥形量热仪测试表明:改性竹材HRR略低于未处理材,pk HRR出现时间比未改性的晚15~40s;改性后的竹束单板层积材HRR、pk HRR均减小,有一定的阻燃效果。