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硅酸盐仿生呼吸法改性杉木的工艺及性能

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杉木存在结构疏松、材质轻软、强度低等缺陷,对其进行浸渍改性是提高其性能的重要方法,然而传统有机树脂浸渍改性存在释放有毒害气体、易燃等危害人居环境安全的严重问题。鉴于此,采用无机物质对杉木进行浸渍改性可显著提高杉木力学性能、尺寸稳定性、阻燃抑烟等性能,实现低值杉木的高值化利用。以硅酸钠为浸渍改性剂,硫酸盐、钙盐和磷酸盐复配物为固化剂,通过仿生呼吸法制得硅酸盐改性杉木。探讨了硅酸钠模数、硅酸钠质量分数、浸渍压力、浸渍时间、呼吸次数和呼吸频率(负压时间/正压时间)对改性杉木质量增加率和力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对其微观形貌和耐热性能进行了表征。结果表明,当硅酸钠模数为3.4、硅酸钠浓度为30%、浸渍压力为0.5 MPa,浸渍时间为3 h、呼吸次数为6次、呼吸频率为2∶4时,改性杉木的质量增加率、抗弯强度、抗压强度和三切面硬度均为最佳。经过硅酸盐仿生改性后,改性杉木的横切面和纵切面都被硅酸盐较好填充,这也是杉木力学性能提高的原因。TGA分析表明,与杉木素材相比,改性杉木的耐热性能显著提高。

文章来源：《硅酸盐学报》网址: http://www.gsyxbzz.cn/qikandaodu/2020/1216/387.html