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含鐵無機系統及其它無機物改性天然木材

2009-05-19來源：亞太地板網熱度：12102

　　研究背景

　　木材是廣泛應用于生產、生活的原料，它具有材質輕、強度高、美感強、可再生降解等優點，同時也有易燃、易腐、易磨損等缺點。

　　目前對木材的改性研究非常普遍。早在2006年，筆者就對松木、楊木、木屑、刨花木質材料進行了硅酸溶液及其它溶液的浸漬處理，發現用硅酸處理過的木塊較之未被處理過的木塊具有一定的阻燃性、抗沖擊性和耐磨性。經硅酸處理后的刨花的阻燃性又有很大提高，木屑的阻燃性最好。烘干處理后的木塊浸漬速率略有提高。處理后的松木比楊木易燃。木材的表面積越大越有利于硅酸的浸注，其阻燃性越明顯。處理后的木塊有明顯的抗沖擊性，但其質較脆易裂，機械加工性能有所下降。

　　雖然通過試驗已得出了一些硅化合物改性木材的成果，但仍需進行后續的探索與研究，對前者的研究成果進行進一步的鞏固與創新。

　　研究的意義

　　木材主要是由碳、氫、氧三種元素組成，主要成分為纖維素與木素。

　　這些有機物決定了木材的基本性質，其在受熱后失水，在260攝氏度時劇烈熱解，釋放二氧化碳、甲烷等，遇氧燃燒。木材纖維未經處理容易斷裂導致木材的磨損。因為其生物結構決定了其縱、橫向紋理的不同，也決定了縱橫向機械性能的不同，在作用力一定時，易發生折斷、裂縫、劃痕等。

　　在家居、裝飾等行業人們使用大量的木材，人們在使用木材時都希望其材質符合需要，然而未經處理或處理效果不佳的木質材料在遇火時極易發生險情。地板、桌椅等用具如果處理不好易發生磨損、折斷、裂縫等。

　　另外，如果木制品處理不佳，除了易引發事故，還會因為過早報廢而產生浪費。

　　正因為如此，人們對木制品的改性進行了大量研究。如超聲波對浸漬處理木材的影響、脲醛樹脂對木材改性的影響、木材陶瓷化（如二氧化硅復合處理木材）、木材含水率對木材加工的影響、木材加工的測評方法等。但與發達國家相比，我國的研究工作比較落后。對于使用硅酸鈉浸漬處理木材，在我國也有前人的研究，我們正是在前人的研究基礎上努力做更深入的研究，以取得木材改性的阻燃、防水、耐磨等方面的突破。

　　木材改性是一個永無止境的探索過程。本課題研究期望是以硅酸鈉、草酸亞鐵為浸漬液，以楊木、松木為被處理木材試樣，通過試驗得到關于木材阻燃性、防水性、耐磨性、及草酸亞鐵溶液文獻綜述。

　　木材生物結構

　　木材原料主要源自喬木樹種，如裸子植物和被子植物。前者如松、杉、柏，后者如楊、樺、槐等。其他原料還有竹、緯等。

　　木材通常是指除掉樹皮的樹干的主要部分--木質部。木質部的結構特征可以用樹干的橫向、弦向和徑向三個切面反映出來。與樹干軸垂直的切面為橫切面，通過樹干髓心與橫切面垂直的切面稱為徑切面，垂直于橫切面并與年輪相切的切面稱為弦切面或切線切面。

　　木材宏觀構造

　　木材宏觀構造特征包括芯材、邊材、早材和晚材，闊葉材的管孔、胞間道、木射線和軸向木薄壁組織、紋孔等。

　　芯材指樹木橫切面上靠近髓心部分，顏色較深，水分較少，其細胞均為死細胞。邊材指樹木橫切面上靠近樹皮部分，顏色較淺水分較多。

　　年輪是樹木在每個生長周期所形成的木材圍繞髓心構成的同心圓。年輪在弦切面上多為V形或U形花紋。

　　早材指生長季節早期形成的木材，細胞腔大壁薄，材質松軟。晚材指生長季節晚期形成的木材，細胞腔小壁厚，木材致密。

　　管孔指導管在橫切面上呈孔狀。導管是絕大多數闊葉樹材具有的輸導組織，為一串軸向的細胞，導管在縱切面上呈細溝狀。

　　胞間道指分泌細胞圍繞而成的長形細胞空隙，針葉材分泌樹脂于胞間道，闊葉材分泌樹膠于胞間道。

　　紋孔是木材細胞壁加厚時，在初生壁上產生次生壁中未被增厚的部分，即次生壁上的凹陷，一般直徑為3微米-8微米。木材細胞壁上的紋孔是立木中相鄰細胞間的水分和養分傳遞的通道，對木材浸注劑的滲透有較大影響。