[发明专利]一种诱导活立木产生木材/无机纳米复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种诱导活立木产生木材/无机纳米复合材料的方法，属于木材无机纳米复合材料研究技术领域，以正硅酸乙酯溶液为前驱体，以速生林木材活立木为待处理木材基体，在所述待处理木材基体的主干上钻出自树皮至木质部的孔道作为缓释部位，利用点滴缓释方法将所述前驱体自缓释部位输送至木质部，得无机纳米复合材料。本发明具有以下有益效果：(1)本发明获得的无机纳米复合材料，改性后结构变得致密，导管比量变小，密度增加，横纹抗压强度增加，其硬度与耐磨性增加，硅元素含量增加。(2)本发明工艺相比于传统浸渍方式更为缓和，获得的无机纳米复合材料质地更为均匀。(3)本发明制备方法对对环境无污染，工序简单，能耗低。

技术领域

本发明涉及木材无机纳米复合材料研究技术领域，更具体的说是涉及一种诱导活立木产生木材/无机纳米复合材料的方法。

背景技术

目前，随着生态压力与可持续发展的需要，速生林成为木材工业原料的重要来源，在部分领域已经替代珍贵优质实木。中国的速生林树种主要以杉木、杨树、桉木为主，其木材具有易干缩湿胀、易腐朽、易燃等固有的缺点，限制了它们在木质制品中的应用。

传统方法是对这些木材进行特定的改性处理，如热处理、乙酰化、酚醛树脂浸渍等，以提升木材的综合性能。但这些方法都是后加工的处理方式，存在能耗高、工序复杂，化学药剂对环境危害等弊端。

因此，提供一种低耗、环保、简便的木材改性工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种诱导活立木产生木材/无机纳米复合材料的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种诱导活立木产生木材/无机纳米复合材料的方法：以正硅酸乙酯溶液为前驱体，以速生林木材活立木为待处理木材基体，在所述待处理木材基体的主干上钻出自树皮至木质部的孔道作为缓释部位，利用点滴缓释方法将所述前驱体自缓释部位输送至木质部，得无机纳米复合材料。

有益效果：

经本发明制备方法获得的无机纳米复合材料，改性后结构变得致密，导管比量变小，密度增加、横纹抗压强度增加，其硬度与耐磨性增加。无机纳米复合材料经显微切片后，可观察到复合材料产生了更为致密的结构，管孔，纤维，木射线中含有黄色内含物。经扫描电镜分析，可以看到这些粒子尺寸为纳米到微米级，沉积在木射线、导管、木纤维中，再经EDS分析，主要含有K、Ca、Si、C、O元素。

作为本发明优选的技术方案，所述正硅酸乙酯溶液浓度为1～100mmol L^-1，溶剂优选为乙醇、乙醚。溶质溶解时在常温下磁力搅拌下5～10min。

以上技术方案的有益效果是：此溶液浓度下产生的无机纳米复合材料质地更为均匀、致密。

作为本发明优选的技术方案，所述点滴缓释处理频率为每周一次，每次缓释量为1～2L，共处理三个月。

以上技术方案的有益效果是：缓释量与处理频率相结合，在制备质地优良的无机纳米复合材料的基础上，节约成本和劳动强度。

作为更优选的技术方案，所述点滴缓释期为7～9月。

以上技术方案的有益效果是：选择树木生长的旺盛时期对活立木进行处理，处理速度高，产生的无机纳米复合材料效果好，节约试剂成本和时间成本。

作为更优选的技术方案，所述点滴缓释流速为0.01mL/s，即1～2滴/秒。

作为本发明优选的技术方案，所述缓释部位距地面高度为20～60cm。

作为本发明优选的技术方案，所述孔道深度为3～4cm，孔道直径为3～6mm。

作为本发明优选的技术方案，所述孔道与树木轴向呈30～60°夹角。