松木單板脫脂劑配方的初步研究

　　摘要:將樟子松單板作為松木單板的代表樣本，采用弱堿性藥劑進行脫脂試驗。在試驗不同濃度配比藥劑配方的基礎(chǔ)上，對脫脂處理前后樟子松單板的樹脂含量和白度值變化情況進行對比分析;并根據(jù)分析結(jié)果確定可行的松木單板弱堿性脫脂處理脫脂劑的配方，從而為進一步研究并優(yōu)化松木單板脫脂處理工藝提供可行的基礎(chǔ)脫脂劑配置方案。

　　關(guān)鍵詞:單板;脫脂;配方

　　松木單板材能夠用于制作膠合板、貼面刨花板或單板層積材，是生產(chǎn)包裝箱、高級家具、裝飾板等的優(yōu)質(zhì)材料，對保持木材價值和品質(zhì)具有重要意義。為了充分利用松木這一豐富的木材資源，緩解木材資源供應(yīng)日趨緊張的局面，對松木進行脫脂保色技術(shù)的研究，克服其材性和加工性能的缺陷，擴大其用途，提高其經(jīng)濟價值具有重要意義。松木中的松脂主要是由液態(tài)的松節(jié)油和在常溫下呈固態(tài)的松香組成。

　　其中，松節(jié)油(分子式為C6H8)n是鏈狀或環(huán)狀烯烴類物質(zhì)，即所謂的萜烯混合物，呈無色至棕色，易揮發(fā)，溶于乙醇、苯等有機溶劑，不溶于水，沸點為154~163℃;松香的主要成分是樹脂酸(分子式為C19H29COOH)，除此之外還有部分的脂肪酸和非酸性物質(zhì)，呈淺黃色，溶于有機溶劑、松節(jié)油和堿性溶液，不溶于水，軟化點為70~85℃。由于松脂不溶于水，但低分子量的有機酸和有機鈉鹽易溶于水，并且部分高分子量的鈉鹽也溶于水[1]，因此松脂可以經(jīng)過皂化或降解達到溶解、脫脂的目的[2]，而樹脂中的松節(jié)油在水的作用下可以在低于90℃的條件下與水蒸汽共沸脫出。下式為松脂與堿反應(yīng)的化學(xué)方程式。C19H29COOH+NaOH􀜩􀜑􀜨C19H29COONa+H2O針對松木單板在應(yīng)用中存在的缺陷，即松脂含量高、易藍變、黑變等材性缺陷和油漆膠接、著色等，采用多種無機化合物對松木單板材進行脫脂處理，最終確定有效可行的脫脂藥劑配方。該配方能夠使木材天然紋理更清晰，單板材性更穩(wěn)定，干燥、油漆、膠接性能得到顯著改善，從而擴大其使用范圍，提高其使用價值和格調(diào)品味。

　　1試驗材料及方法

　　1.1試驗材料藥劑選擇。

　　選用低濃度的NaOH作為脫脂的主要藥劑，NA2SiO3作為反應(yīng)體系助洗劑，Na3PO4作為pH值調(diào)節(jié)劑，壬基酚聚氧乙烯醚作為表面活性劑。如單一使用NaOH，在脫脂脫油過程的后期需要使用大量的水洗去多余的NaOH，因此本技術(shù)應(yīng)用NA2SiO3作為反應(yīng)體系助洗劑，省去了水洗的工序，避免了大量廢水的生成，而且NA2SiO3具有硬度離子交換、pH值緩沖、抗灰分沉積和去污等能力。選用Na3PO4作為pH值調(diào)節(jié)劑，其作用機理如下式:PO3+4+H+􀜩􀜑􀜨HPO2+4HPO2+4+H+􀜩􀜑􀜨H2PO+4PO3+4+2H+􀜩􀜑􀜨H2OP44選擇壬基酚聚氧乙烯醚作為表面活性劑，其具有優(yōu)良的潤濕性能、表面張力小、滲透能力強等優(yōu)點，可以充分溶解樹脂酸和松香。

　　大徑級樟子松，取樹干中段旋切制成的0.7mm厚單板，試件規(guī)格300mm×200mm×0.7mm，初始含水率為9%。試驗儀器。容量150mL的索氏抽提器[3];帶有溫度調(diào)節(jié)裝置的水浴加熱器;電熱鼓風(fēng)干燥箱;扁形稱量瓶;高形稱量瓶;纖維粉碎機;40目及60目的標準銅絲篩;具有磨砂玻璃塞的廣口瓶;電子天平;白度儀(YQZ￣48A型白度儀，杭州輕工業(yè)部自動化科學(xué)研究所研發(fā))。

　　1.2試驗方法

　　脫脂液的濃度將直接影響其擴散速度，濃度的選擇取決于脫脂材的厚度和松脂的脫除率;加熱的目的是為了軟化松香，蒸發(fā)松節(jié)油，提高脫脂液注入的速率和均勻性;脫脂處理時間取決于板材的厚度，同時也受脫脂液的種類、濃度和其他工藝條件的影響[4]。根據(jù)Darcy定律和Fick定律，脫脂液在木材內(nèi)流動的方式有遷移和擴散兩種形式，影響脫脂處理主要因素有溫度、濃度、處理時間等參數(shù)。綜合考慮實際應(yīng)用時的設(shè)備情況和脫脂率，將溫度、濃度、處理時間、水和木材的體積比(浴比)四個因子作為試驗參數(shù)。試驗試件數(shù)量為100個，規(guī)格為:300mm×200mm×0.7mm。

　　將試件分為兩個大組，每個大組包括5個小組，測量白度值，每張試件按照不同的位置測量9個點。按照藥劑配比表配置好摸索實驗用脫脂藥劑，將藥劑注入到加熱器中，加熱至80℃。第一組不做任何處理，將第二組試件放入反應(yīng)釜中，注入已經(jīng)加熱至80℃的藥劑，然后將反應(yīng)釜移入可控溫水浴箱中，保持30min然后取出試件，清水沖洗烘干。測量干燥后單板的白度值，然后將兩組單板分別粉碎，取用2g、40~60目之間的木粉應(yīng)用索式抽提器進行抽提，抽提液為苯醇混合溶液，對比脫脂前后單板的抽提物含量和白度值。

　　2試驗結(jié)果與討論

　　2.1單板樹脂含量的變化

　　試驗得出，未處理單板的苯醇抽出物含量為3.5%左右，經(jīng)過脫脂處理后，有效脫出了86.5%，單板的苯醇抽出物含量降低了0.4%左右�？梢姳舅巹�對于樟子松單板脫脂具有很好的效果。

　　2.2單板白度值的變化

　　可以看出脫脂前后單板的白度值存在明顯的區(qū)別，白度值從36.28%下降到了22.40%，對白光的反射率下降了61.73%，顏色明顯變暗，其原因是在堿性的作用下，木材內(nèi)部木質(zhì)素發(fā)生了部分降解。

　　3結(jié)論

　　通過對比測試、分析杉木以及浸漬改性杉木表面漆膜光澤度、硬度以及附著力等指標，研究了不同濃度納米SiO2/脲醛樹脂復(fù)合改性對杉木表面涂飾性能影響規(guī)律。納米SiO2濃度在1.5%以內(nèi)時，杉木表面漆膜光澤度和硬度隨著SiO2濃度增加而增加，但隨其濃度的繼續(xù)增加，SiO2在浸漬液中分散均勻性變差，出現(xiàn)部分團聚現(xiàn)象，進而對漆膜的光澤度和硬度產(chǎn)生消極影響。脲醛樹脂改性后，杉木表面受樹脂固化層的影響，潤濕性變差，不利于漆膜附著，改性后的杉木表面漆膜附著力由素板的1級降低至2級左右。因此，在浸漬材表面涂飾時，可通過一定砂光處理，降低固化樹脂層對漆膜附著力的影響，進而改性浸漬材的漆膜質(zhì)量。

　　參考文獻:

　　[1]國家林業(yè)局森林資源管理司.第八次全國森林資源清查結(jié)果[J].林業(yè)資源管理，2014(1):1-2.

　　[2]李榮榮，曹平祥，王浩，等.小徑級杉木六棱柱體的制材工藝[J].木材工業(yè)，2013(5):13-16.

　　[3]劉明輝.速生杉木表面強化及其涂料附著性能研究[D].長沙:中南林業(yè)科技大學(xué)，2016

　　林業(yè)論文投稿刊物：《林業(yè)與環(huán)境科學(xué)》面向全國征稿，刊登范圍包括林木良種、育苗造林、森林生態(tài)、環(huán)境、森林經(jīng)營、森林保護、觀賞園藝、林業(yè)機械、木材加工與利用、林產(chǎn)化學(xué)等方面的專題研究、調(diào)查報告、綜述和規(guī)劃設(shè)計等，現(xiàn)設(shè)有試驗研究、綜述、規(guī)劃與設(shè)計欄目。辦刊宗旨是刊載林業(yè)與生態(tài)環(huán)境的研究新成果、新動態(tài)，普及推廣林業(yè)與生態(tài)環(huán)境科學(xué)知識，促進該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流，推進林業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)。

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///nylw/22009.html