[发明专利]一种基于碱木质素复合热处理改性木材的方法

说明书

本发明涉及一种基于碱木质素复合热处理改性木材的方法，包括以下步骤：1)将真空处理后的木材浸泡于碱木质素的1,4‑二氧六环溶液中，调整压力至0.2～0.8MPa，保压50～90min；2)取出步骤1)浸泡后的木材，干燥处理后，将其置于120～200℃的条件下，热处理1.5～4h，即得改性木材。本发明所构建的是一种成本低、工艺简单、无毒长效的木材改性手段，并复合热处理方法制备出高防水、高尺寸稳定化改性木材，有效克服速生材易开裂、易变形等缺陷，提高产品的附加值，解决目前速生材利用的瓶颈问题。

技术领域

本发明属于木材功能性改良技术领域，具体涉及一种基于碱木质素复合热处理改性木材的方法。

背景技术

随着社会经济的发展和环保意识的日益增强，作为四大材料中唯一可持续利用的生物质材料，木材的优势愈加明显，使用量逐年递增。然而，木材是一种天然吸湿性材料，其化学成分纤维素和半纤维素中含有大量亲水性羟基，造成木制品在加工与使用中易发生开裂、翘曲等变形问题，使用寿命缩短、利用效率降低。尤其对于材质疏松的速生材，其尺寸不稳定性尤为致命，目前只能作为附加值较低的人造板和制浆造纸原料加以利用。因此，通过改性处理提高速生材的防水性和尺寸稳定性，使其作为实体木材得以利用，实现木材加工行业的原料转型与技术升级，具有重要的现实意义。

然而，现有的大多数改性体系残留挥发性产物，且改性处理材的生产成本较高、工艺复杂，难以实现市场推广和实际应用。木质素是一种可再生的芳香族网状聚合物，一方面，在生物合成时，苯基丙烷结构单元上的大部分羟基形成了醚键联接，造成木质素相对疏水；另一方面，在木材细胞壁堆砌过程中，木质素主要沉积在外侧，尤其在复合胞间层的浓度最高，以充当胶黏剂粘结相邻细胞，并加固细胞壁，抑制变形的发生。因此，增加木材中木质素的含量，可提升其防水性及尺寸稳定性。

碱木质素作为一种工业木质素，具有来源广、成本低、无毒等优点。但碱木质素的利用因其活性较低而受到限制。由于高温条件下，木质素可暴露出更多的活性位点，并发生自聚合等一系列反应，因此，碱木质素联合热处理有望在增强速生材防水性及尺寸稳定性方面获得更显著的改性效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于碱木质素复合热处理改性木材的方法，包括以下步骤：

1)将真空处理后的木材浸没于碱木质素的1,4-二氧六环溶液中，调整压力至0.2～0.8MPa，保压50～90min；

2)取出步骤1)浸泡后的木材，干燥处理后，将其置于120～200℃的条件下，热处理1.5～4h，即得改性木材。

所构建的是一种成本低、工艺简单、无毒长效的木材改性手段，并复合热处理方法制备出高防水、高尺寸稳定化改性木材，有效克服速生材易开裂、易变形等缺陷，提高产品的附加值，解决目前速生材利用的瓶颈问题。

本发明进一步提出的，所述木材选自速生杨木、桉木、杉木或松木中的一种或多种；优选为速生杨木。

本发明进一步提出的，本发明待处理的木材可为常规使用的木材尺寸；优选的，所述木材的尺寸为10*10*10mm³～200*200*200mm³。

所述真空处理具体为：将木材放置于真空度为-0.8～-1.2MPa的环境下20～40min。

本发明进一步提出的，所述碱木质素的分子量为1200～1400g/mol，平均粒径为100～180nm。

本发明进一步提出的，所述碱木质素与所述1,4-二氧六环的重量比为20～45:500～550；优选为30～40：500～550。

本发明进一步提出的，所述步骤1)具体为：将木材放置于真空度为-0.9～-1.0MPa的环境下30～35min；再将木材浸没于碱木质素的1,4-二氧六环溶液中，调整压力至0.4～0.5MPa，保压60～70min。