木材的化学改性中的乙酰化处理

木材的化学改性中的乙酰化处理

2013-02-16 17:09:55| 分类： 默认分类 |字号 订阅
乙酰化(Acetylation)处理是研究最多、最具实用价值、且工业化生产较成功的木材化学改性方法。
1、乙酰化改性机理与工艺

用乙酸酐与木材反应，木材细胞壁中部分羟基酯化。乙酰化是单一连接反应，即一个乙酰基只与一个羟基反应，没有聚合反应。其工艺流程 :

1)干燥和预处理 木材细胞壁中的水分，有利于反应介质对木材的渗透;但含水率过高，会导致反应介质的损失。工业生产中，常将木材干燥至含水率3%~7%，同时用汽蒸预处理，以改善木材的渗透性。

2)乙酰化 在反应罐中添加一定量的乙酸酐漫泡木材，然后加热至100~140 °C。浸泡和反应时间愈长，木材增重率愈大，性能改善越显著。

3)产品净化 乙酰化反应完成后，需回收反应罐中残留的乙酸酐及副产品乙酸。可通过对罐体抽真空，同时加热至120~ 130°C;也可用清水漂洗，将酸酐转变为酸后，排除酸液，随后再干燥木材。

2、乙酰化处理对木材性质的影响

1)尺寸稳定性 乙酰化木材中的羟基数量减少，故木材的平衡含水率和纤维饱和点皆降低，尺寸稳定性改善。

2)生物耐久性 乙酰化木材的生物耐久性显著提高，且随乙酰化木材增重率的增加，其耐腐性进一步提高。其原因是乙酰化木材的含水率很低，且细胞壁的微孔被堵塞，因此不易受腐朽真菌侵袭。

3)力学性能 与对照材相比，乙酰化木材的MOR和MOE增减幅度在8%以内时，乙酰化处理对木材力学强度无显著影响。

4)耐气候性 乙酰化可改善木材在室外的颜色稳定性，减少木材的光照发黄;但乙酰化的光保护效果，随改性材暴露时间延长而下降。

3、乙酰化木材的应用

荷兰Titan Wood公司于2003年实现乙酰化木材工业化生产，产量3万m3 la，并计划在亚洲|建立年产30万m3的乙酰化木材生产线。我国科研机构、高校对木材乙酰化均有研究，但尚未工业化生产。

目前乙酰化木材在细木工制品、外墙板、甲板(盖板)、民用建筑构件，及重载木结构桥梁(跨度达40 m)等领域均有应用，也有用于厨卫等高湿环境 中的家具制造。木材乙酰化工艺较复杂，生产成本高，较难大量推广和应用。

除乙酸酐外，马来酸酐、琥珀酸酐、羧酸、异氰酸、环氧化物、烷基卤化物、醛类类等均可用于木材的化学改性，但相关研究有待深入，实用价值有限。