【摘要】：陰沉木作為一種極其珍貴的木材資源,在自然界中具有極高的科學(xué)、文化價(jià)值,被譽(yù)為“植物界的木乃伊”。其芳香致密、色彩光鮮、經(jīng)久耐腐。本論文通過(guò)對(duì)陰沉木形成和變化原因的思考,模擬形成的微生態(tài)環(huán)境,對(duì)速生林木材進(jìn)行處理,進(jìn)而制備一種綠色、優(yōu)質(zhì)的新型防腐木材——陰沉化防腐木材。本研究首先對(duì)楠木陰沉木與速生林木材(楊木、杉木)的性能進(jìn)行對(duì)比,分析陰沉木較速生林木材的主要性能及化學(xué)成分差異,然后基于納米物質(zhì)與植物源提取物合成的基質(zhì)土壤在一定溫度、時(shí)間真空條件下對(duì)木材作用,制備陰沉化防腐木材,再對(duì)該防腐木材的耐腐性能進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),最終通過(guò)掃描電鏡(SEM)、能量色散X射線光譜(EDX)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)等設(shè)備分析陰沉化防腐木材的微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)、元素的變化,闡述陰沉化防腐木的防腐機(jī)理。以下為本試驗(yàn)所獲得的主要結(jié)論:1.本研究通過(guò)對(duì)楠木陰沉木、北京楊、杉木三種木材進(jìn)行了密度、耐腐性能及微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)表征分析,結(jié)果表明楠木陰沉木與北京楊、杉木的密度相比較大,同周期耐腐測(cè)試后,其耐腐性能較好,楠木陰沉木的細(xì)胞管壁內(nèi)含晶狀物較多,半纖維素存在部分降解,結(jié)晶度較高,其內(nèi)部含有豐富的方解石型碳酸鈣,較速生林相比其鈣的含量極高。2.本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)合成基質(zhì)土壤中納米碳酸鈣、桐油與土壤的分別配比、處理溫度、處理時(shí)間的調(diào)控,制備陰沉化防腐木材。結(jié)果表明:陰沉化防腐處理可顯著提升木材的增重率、密度及耐腐性能,在正交設(shè)計(jì)中的陰沉化防腐處理木材均達(dá)到II級(jí)耐腐等級(jí)以上,經(jīng)驗(yàn)證,納米碳酸鈣的添加量為25g,桐油的添加量為300g,處理溫度為175℃,處理時(shí)間為7h,陰沉化防腐木材的增重率達(dá)到最大為140.61%,密度達(dá)到最大為1.024g/cm~3,失重率達(dá)到最低為4.95%,較未處理素材防腐性能提升了89.77%,耐腐等級(jí)為I級(jí)強(qiáng)耐腐等級(jí)。3.本研究通過(guò)掃描電鏡(SEM)、能量色散X射線光譜(EDX)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)等設(shè)備對(duì)陰沉化防腐木材與未處理木材進(jìn)行了對(duì)比檢測(cè)分析,探究防腐機(jī)理及化學(xué)變化。結(jié)果表明,使用混合土壤包覆進(jìn)行陰沉化防腐處理后,桐油與納米碳酸鈣可以有效地進(jìn)入了木材內(nèi)部,并與木材發(fā)生了緊密的化學(xué)結(jié)合,處理材微量元素的含量會(huì)有所改變,這些物質(zhì)可以在木材的導(dǎo)管上均勻分布,同時(shí),細(xì)胞壁內(nèi)壁由于桐油滲入形成的高聚物變得極為光滑,使得木材的特征峰官能團(tuán)有所改變,最后,處理材的非結(jié)晶區(qū)有所改變,峰間距變寬,出現(xiàn)方解石型碳酸鈣結(jié)晶峰。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S782.33
【圖文】：

圖 1 技術(shù)路線Fig.1 Technical route1.5 論文創(chuàng)新點(diǎn)本研究對(duì)比了楠木陰沉木與速生楊木、杉木之間的耐腐性能、微觀結(jié)構(gòu)、化成分等方面差異，通過(guò)對(duì)陰沉木成因的了解及其對(duì)木材性能的影響，首次提出了沉化防腐木材的概念。本研究采用納米物質(zhì)與植物源提取物合成基質(zhì)土壤包覆，一定溫度、時(shí)間和真空條件下對(duì)木材進(jìn)行處理，制備陰沉化防腐木材，同時(shí)通過(guò)觀結(jié)構(gòu)，化學(xué)元素、結(jié)構(gòu)的變化分析，探究陰沉化防腐木材的防腐機(jī)理，為陰沉防腐木材在未來(lái)木材防腐行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論、技術(shù)支撐。

a.楠木陰沉木 b.北京楊 c.杉木圖 2 白腐菌對(duì)不同木材試樣的腐朽情況（12 周）Fig.2 Decay state of different wood samples by white rot fungus（12 weeks）表 2 木材室內(nèi)耐腐試驗(yàn)結(jié)果（12 周）Table.2 The results of laboratory decay resistance test of wood（12 weeks）樹(shù)種 質(zhì)量損失率（%）楠木陰沉木 14.13北京楊 41.5杉木 25.56從圖 2 中也可以清晰的看出，三組試樣的菌絲生長(zhǎng)狀態(tài)良好，但楠木陰沉木表面菌絲覆蓋較少，而北京楊和杉木表面覆蓋厚重的菌絲。從表 2 的數(shù)據(jù)中，可以看進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)三種木材的在 12 周后的失重率分別為：楠木陰沉木失重率 14.13%；北京楊失重率 41.5%；杉木失重率 25.56%。因此，可以明顯地發(fā)現(xiàn)楠木陰沉木的耐腐

i.杉木橫切面 j.杉木徑切面圖 3 不同木材的 SEM 圖Fig.3 The SEM images of different wood samples對(duì)于楠木陰沉木、北京楊、杉木的微觀電鏡分析主要選取能夠清楚反應(yīng)木材微觀特征的橫切面和徑切面，圖 3a－圖 3b，分別為楠木陰沉木的橫切面 SEM 圖和徑切面 SEM 圖，圖 3c，圖 3d，分別為徑切面局部 SEM 圖，由圖中可以看出楠木陰沉木其導(dǎo)管較為清晰，橫切面的管孔呈現(xiàn)卵圓形或者是圓形，導(dǎo)管的徑切面內(nèi)壁可以看到有很多膠狀的物質(zhì)，堵塞導(dǎo)管，將其局部放大，在圖 3c 中我們可以看到木材導(dǎo)管內(nèi)壁上會(huì)有顆粒狀的球型物質(zhì)和簇狀的堆積物，其可能是部分礦物質(zhì)顆�；蚓烷L(zhǎng)時(shí)間形成的晶狀物以及部分淀粉顆粒，在圖 3d 中可以更加清晰地看出部分徑切面導(dǎo)管內(nèi)壁上附著的膠狀物質(zhì)，其主要可能是木材內(nèi)含物、抽提物、樹(shù)膠等較多，由于楠木現(xiàn)代木的內(nèi)部也會(huì)有部分樹(shù)膠類(lèi)物質(zhì)的存在，所以這些物質(zhì)隨著漫長(zhǎng)的埋藏及周?chē)h(huán)境的變化可能會(huì)逐步凝結(jié)形成固態(tài)狀物質(zhì)。這些礦物質(zhì)、晶狀物、固體物可以堵塞陰沉木的導(dǎo)管，使得木材可以長(zhǎng)時(shí)間的存放，內(nèi)部水分不宜散失，保有

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2761037