納米二氧化鈦基木材防腐劑制備及固著機(jī)理研究.pdf

1、木材具有紋理美觀、強(qiáng)重比高、可加工性強(qiáng)、可自然降解等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于家具、地板、建筑裝修等行業(yè)。但由于木材是天然的生物材料，在自然環(huán)境中很容易受到各種菌蟲的侵襲，嚴(yán)重影響木材的使用壽命，因此，許多使用場合木材必須進(jìn)行防腐處理?，F(xiàn)行的許多木材防腐劑對人體有害，因此，開發(fā)無毒、無污染、環(huán)境友好型的高效防腐劑已成為木材防腐劑發(fā)展的必然趨勢。近年來，利用無機(jī)納米氧化物殺菌成為一個活躍的研究方向。作為最常用的納米抗菌材料，納米TiO2具有化學(xué)性質(zhì)

2、穩(wěn)定、難溶、無毒，抗菌與殺菌力強(qiáng)和具有防霉效應(yīng)，使用成本低等特點，為開發(fā)新型高效木材防腐劑提供了一個典范。本文通過選擇不同分散劑(表面活性劑、偶聯(lián)劑)改善納米TiO2粉末在水溶液中的分散性制備納米TiO2基木材防腐劑，探討分散劑種類及其用量對納米防腐劑懸浮穩(wěn)定性能的影響、分散改性對納米TiO2晶型的影響并初步探明其分散機(jī)理；以分散劑種類、溫度、時間進(jìn)行單因素試驗并用正交實驗法最終確定最佳浸漬工藝條件；考察了分散劑種類、防腐液濃度對防腐劑

3、抗流失性能的影響。運用SEM表征了納米TiO2在木材內(nèi)的微觀分布，應(yīng)用XRD、FTIR探討了納米TiO2基木材防腐劑的固著機(jī)理。主要得出以下結(jié)論：
　　 (1)防腐劑的懸浮穩(wěn)定性隨著兩種分散劑的添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)鈦酸酯NDZ-105添加量為5％、六偏磷酸鈉加入量為3％-5％時，可得到分散性能穩(wěn)定的防腐劑；分散改性處理后，納米顆粒保持了原來的晶體衍射特征；六偏磷酸鈉通過化學(xué)吸附、NDZ-105通過羥基締合的方式

4、對納米顆粒進(jìn)行表面修飾，而兩者復(fù)合使用具有協(xié)同分散效應(yīng)。
　　 (2)經(jīng)正交試驗得出最佳浸漬工藝為：溫度為30℃、浸漬時間為16h，分散劑采用六偏磷酸鈉和NDZ-105復(fù)合分散。其中，溫度對增重率的影響最顯著，分散劑種類次之，時間的影響最小。
　　 (3)對于同一種分散劑所制備的防腐劑，隨著濃度的提高，固著率均是先升高后降低；經(jīng)偶聯(lián)劑和表面活性劑復(fù)合處理的防腐劑固著率最高，經(jīng)表面活性劑處理的最低。
　　 (4)電

5、鏡觀察發(fā)現(xiàn)，納米TiO2主要分布著在楊木的導(dǎo)管、木纖維、以及木射線薄壁細(xì)胞腔，多以團(tuán)聚顆粒球狀形態(tài)沉積在細(xì)胞腔內(nèi)。
　　 (5)XRD分析表明，防腐處理材保留了素材的衍射特征，在17°、22.5°處衍射強(qiáng)度下降，并且處理材中出現(xiàn)銳鈦礦的衍射峰，表明TiO2已經(jīng)成功進(jìn)入木材內(nèi)部；FTIR分析表明，六偏磷酸鈉為分散劑所制的防腐劑并未與楊木內(nèi)成分形成化學(xué)結(jié)合；經(jīng)NDZ-105為分散劑所制的防腐劑纖維素羥基發(fā)生氫鍵締合作用或借助偶聯(lián)劑的