含鐵無機(jī)系統(tǒng)及其它無機(jī)物改性天然木材

　　研究背景

　　木材是廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的原料，它具有材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、美感強(qiáng)、可再生降解等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有易燃、易腐、易磨損等缺點(diǎn)。

　　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(zhì)材料進(jìn)行了硅酸溶液及其它溶液的浸漬處理，發(fā)現(xiàn)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(jīng)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(zhì)較脆易裂，機(jī)械加工性能有所下降。

　　雖然通過試驗(yàn)已得出了一些硅化合物改性木材的成果，但仍需進(jìn)行后續(xù)的探索與研究，對前者的研究成果進(jìn)行進(jìn)一步的鞏固與創(chuàng)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(jī)物決定了木材的基本性質(zhì)，其在受熱后失水，在260攝氏度時(shí)劇烈熱解，釋放二氧化碳、甲烷等，遇氧燃燒。木材纖維未經(jīng)處理容易斷裂導(dǎo)致木材的磨損。因?yàn)槠渖锝Y(jié)構(gòu)決定了其縱、橫向紋理的不同，也決定了縱橫向機(jī)械性能的不同，在作用力一定時(shí)，易發(fā)生折斷、裂縫、劃痕等。

　　在家居、裝飾等行業(yè)人們使用大量的木材，人們在使用木材時(shí)都希望其材質(zhì)符合需要，然而未經(jīng)處理或處理效果不佳的木質(zhì)材料在遇火時(shí)極易發(fā)生險(xiǎn)情。地板、桌椅等用具如果處理不好易發(fā)生磨損、折斷、裂縫等。

　　另外，如果木制品處理不佳，除了易引發(fā)事故，還會(huì)因?yàn)檫^早報(bào)廢而產(chǎn)生浪費(fèi)。

　　正因?yàn)槿绱?，人們對木制品的改性進(jìn)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(fù)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(fā)達(dá)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(chǔ)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(gè)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(yàn)得到關(guān)于木材阻燃性、防水性、耐磨性、及草酸亞鐵溶液文獻(xiàn)綜述。

　　木材生物結(jié)構(gòu)

　　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(zhì)部。木質(zhì)部的結(jié)構(gòu)特征可以用樹干的橫向、弦向和徑向三個(gè)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(gòu)造

　　木材宏觀構(gòu)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(xì)胞均為死細(xì)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(gè)生長周期所形成的木材圍繞髓心構(gòu)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(jié)早期形成的木材，細(xì)胞腔大壁薄，材質(zhì)松軟。晚材指生長季節(jié)晚期形成的木材，細(xì)胞腔小壁厚，木材致密。

　　管孔指導(dǎo)管在橫切面上呈孔狀。導(dǎo)管是絕大多數(shù)闊葉樹材具有的輸導(dǎo)組織，為一串軸向的細(xì)胞，導(dǎo)管在縱切面上呈細(xì)溝狀。

　　胞間道指分泌細(xì)胞圍繞而成的長形細(xì)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(xì)胞壁加厚時(shí)，在初生壁上產(chǎn)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(xì)胞壁上的紋孔是立木中相鄰細(xì)胞間的水分和養(yǎng)分傳遞的通道，對木材浸注劑的滲透有較大影響。

　　另外木材的宏觀特征還包括木材的顏色、光澤、結(jié)構(gòu)、紋理和花紋、髓斑和色斑、材表等。

　　木材微觀結(jié)構(gòu)

　　木材最基本的化學(xué)成分為纖維素、木素、半纖維素、果膠、鞣質(zhì)等有機(jī)物和部分無機(jī)物灰分。

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