酚醛树脂_蒙脱土浸渍改性杉木工艺及密实化研究.pdf

2024,44(1):149-156.引文格式：贺磊，魏信义，黄慧，等.酚醛树脂/蒙脱土浸渍改性杉木工艺及密实化研究J.西南林业大学学报（自然科学）Jan.2024JOURNAL OF SOUTHWEST FORESTRY UNIVERSITY2024年1月Vol.44No.1大南西报业第44卷学学林第1期DOI:10.11929/j.swfu.202209023酚醛树脂/蒙脱土浸渍改性杉木二工艺及密实化研究贺磊！魏信义黄慧！邓涛1赵攀1孙丰文（1.江西省林业科学院，江西南昌330 0 13；2.南京林业大学材料科学与工程学院，江苏南京2 10 0 37）摘要：以酚醛树脂和蒙脱土混合后溶液为改性剂，正负压仿呼吸环境下浸渍改性杉木板材，探讨了负压压力、负压时间、正压压力、正压时间对杉木板材增重率的影响；通过正交试验确定最佳处理工艺，在最优工艺浸渍杉木板材基础上进行压缩密实化处理，分析改性后杉木的密度、增重率、表面硬度、力学性能、尺寸稳定性和阻燃性，并通过扫描电镜和红外光谱对木材微观形貌、官能团进行表征。结果表明：当负压压力-0.0 9 5MPa、负压时间2 0 min、正压压力1.5MPa和正压时间1.5h，改性杉木的增重率最大。在此浸渍工艺处理下，压缩密实化处理后的杉木密度由0.32 8 g/cm提升至0.784g/cm，静曲强度、弹性模量和表面硬度分别提升了34.7%、38.4%和8 5.6%；尺寸稳定性结果表明改性杉木的吸水率和体积膨胀率明显降低。扫描电镜表明改性剂主要通过管胞、射线细胞和纹孔渗透，且木材内部孔隙被很好地填充。红外分析表明木材内部游离羟基减少，缔合羟基和醚键数目增多，木材内部引入Si一O一C键，耐火试验结果表明改性材具有良好的阻燃效果。关键词：杉木；酚醛树脂；蒙脱土溶液；真空加压浸渍；密实化中图分类号：S781文献标志码：A文章编号：2 0 9 5-19 14(2 0 2 4)0 1-0 149-0 8Research on Technology and Densification of Phenolic Resin/Montmorillonite Impregnated Modified Cunninghamia lanceolataHe Lei,Wei Xinyi,Huang Hui,Deng Tao,Zhao Pan,Sun Fengwen(1.Jiangxi Academy of Forestry,Nanchang Jiangxi 330013,China;2.College of Materials Science and Engineering,Nanjing ForestryUniversity,NanjingJiangsu210037,China)Abstract:In this experiment,Chinese fir wood was treated by impregnation of phenolic resin and montmoril-lonite solution under positive and negative pressure imitating breathing environment.The effects of negative pres-sure,negative pressure time,positive pressure and positive pressure time on weight gain rate of Chinese fir woodwere studied,and optimal progress was confirmed by orthogonal test.The density,weight gain rate,surface hard-ness,mechanical properties,dimensional stability and flame retardancy of the compacted modified Chinese firwood were analyzed based on the impregnated Chinese fir wood with the optimal technology.The microstructureand functional groups of the modified Chinese fir wood were analyzed by scanning electron microscopy and in-frared spectroscopy.The results indicates that the weight gain rate of wood is the best when negative pressure-0.095 MPa,negative pressure time 20 min,positive pressure 1.5 MPa and positive pressure time 1.5 h.Underthis impregnation process,the density of Chinese fir after compression densification treatment increased from收稿日期：2 0 2 2-0 9-0 9；修回日期：2 0 2 2-10-14基金项目：江西省林业局林业科技创新专项（2 0 2 1 0 7 号）资助。第1作者：贺磊（19 8 4一），男，副研究员。研究方向：木竹材加工及生物质资源高效利用。Email:。通信作者：孙丰文（19 6 7 一），男，研究员。研究方向：木竹材料化学转化与利用。Email:。150西南林业大学学报第44卷0.328 g/cm to 0.784 g/cm,and the static bending strength,elastic modulus and surface hardness increased by34.7%,38.4%and 85.6%respectively;the dimensional stability results showed that the water absorption andvolume expansion of the modified fir are significantly reduced.The scanning electron microscope(SEM)showedthat the modifier penetrates mainly through tracheids,ray cells and pits,and the pores inside the wood were wellfilled.The Fourier transform infrared spectrometer indicated that the free hydroxyl groups are reduced and thenumber of bonded hydroxyl groups and ether bonds are increased in the wood,where Si-O-C bonds are formed.The fire resistance test found that the modified wood has a good flame retardant effect.Key words:Cunninghamia lanceolata;phenol formaldehyde resin;montmorillonite solution;vacuum pres-sureimpregnation;compression杉木（Cunninghamialanceolata）是我国南方三大用材树种，是主要的速生木材，广泛应用于建筑、桥梁、家具等领域。杉木密度和硬度较低、尺寸稳定性差以及现有加工利用技术的限制，导致杉木资源得不到充分利用，为缓解国内木材供需矛盾，推动杉木产业高质量发展，迫切需要对其提质增效2-3。浸渍处理4 是杉木常用的改性方法，李萍等5用酚醛树脂（PF）原位浸渍杉木，改性杉木力学性能、耐水性、耐热性能均提高，且酚醛树脂的进人扰乱木材中纤维素结晶区定向排序，减弱了分子链的分子间作用。刘君良等6 探究PF树脂浸渍杉木并热压密实化木材，改性材的尺寸稳定性得到显著的提高，且压缩变形恢复率很小。Wang等7 研究PF树脂预处理，然后10%、2 0%和30%的压缩比径向压缩，结果显示处理材的线/体膨胀率明显降低，PF树脂与细胞壁化学结合，显著降低了木材的固化恢复率。低分子量PF树脂浸渍处理木材8 ，可以有效改善木材的密度、强度、耐磨性和尺寸稳定性9-10 。蒙脱土是一种由纳米硅酸盐片层构成的粘土矿物，其纳米片层刚度大，具有良好水/热组合特性等。范祥林等12 采用纳米蒙脱土浸渍改性杨木板材，吸水性降低、热稳定性增加，且与木材组分发生交联反应。杉木与少量蒙脱土纳米复合效应可使木材的性能大幅度提高13，成为一种新型建筑材料。由于蒙脱土分散相具有极大的比表面积，与树脂基体结合非常紧密，它具有更好的增强效果和更理想的性能14。因此，水溶性PF树脂与蒙脱土纳米插层材料15 处理杉木具有一定的研究意义和价值。查阅已有的文献发现，常压浸渍16 、真空浸渍14、加压浸渍9 、密实化处理 是常见的杉木处理方法。与之前的研究相比，本实验负压与正压2 种浸渍方法结合处理木材，密实化处理进一步提高木材各方面性能。本研究利用PF树脂与蒙脱土混合，采用真空加压法浸渍改性杉木，再压缩密实化处理，制备多功能高附加值改性杉木板材。实验探讨负压压力、负压时间、正压压力、正压时间对浸渍改性后杉木增重率的影响，通过正交试验L(3)确定最佳浸渍工艺。分析压缩密实化处理后杉木的密度、表面硬度、力学性能、尺寸稳定性和阻燃性能的变化；同时通过现代仪器分析其改性的机理1材料与方法1.1实验材料杉木，气干密度0.32 8 g/cm，由江西省久木木业有限公司提供，试件规格42 0 mm50mm17mm（径向弦向纵向）；酚醛树脂胶粘剂的粘度和固含量分别为15.5mPas（2 5）和25%，p H 值9.8 1，游离醛含量0.0 56%，采购自南京太尔化工有限公司；蒙脱土，2 0 0 目，采购自浙江丰虹粘土化工有限公司，型号BP-652，为米白色或米黄色无毒无味，质地柔软的粉体，其在水中的分散性较好1.2实验方法1.2.1实件测试将试件标记、测量尺寸并称重。杉木试件放入鼓风干燥箱（DHG系列）梯度烘至绝干，取出冷却至室温，测量尺寸并称质量（M。）。1.2.2改性剂配制按照2 5%固体含量的酚醛树脂：蒙脱土溶液=4：3的质量比例，倒人烧瓶中，电动搅拌器（S2 12-2 L），转速150 r/min，充分搅拌30 min。1.2.3实验设计选取负压压力（A）、负压时间（B）、正压压力（C）和正压时间（D）为影响因素，以杉木浸渍增重率为指标，进行L(3)正交实验，确定O店151贺第1期磊等：酚醛树脂/蒙脱土浸渍改性杉木工艺及密实化研究杉木改性的最佳浸渍工艺。正交实验各因素及水平如表1所示，表1正交实验因素与水平表Table1Orthogonal experiment factor and level水平A/MPaB/minC/MPaD/min1-0.045200.5302-0.070301.0603-0.095401.5901.2.4杉木预处理实验采用真空加压浸渍法处理杉木。试件放人真空压力浸渍罐体（CJ(K)-10）中，首先抽真空，待真空度达到预定值，利用釜内外压力差通过软管将改性剂抽人罐体内，负压浸渍预定时间；负压处理结束后，打开通气阀使釜内恢复常压，再打开氮气进行加压，正压压力达到预定值，保持预定时间。正负压浸渍结束后，取出试样用脱脂纱布擦除表面多余改性剂。1.2.5压缩密实化处理采用1.2.3和1.2.4得出的最优正负压浸渍工艺处理杉木试材，在6 0 下烘至含水率低于10%，再平衡陈放2 3d。将浸渍处理后的杉木放入热压机（XLB）中，热压温度135，压缩加载方向为弦向，用厚度规控制压缩率不超过2 5%。1.3性能检测1.3.1密度及增重率将杉木试件放到烘箱中梯度烘至绝干，记录烘干后的质量。密度（）、增重率（WPG）按照式（1）（2）计算：MP=100%(1)V式中：M为试样质量（g），V为试样体积（cnM-MoWPG=100%(2)M。式中：M为改性材质量（g），M o 为未处理木材质量（g）。1.3.2物理力学性能1）木材物理力学性能测试参照GB/T1936.1一200917和GB/T1936.2200918的规定进行，利用万能力学试验机（UTM-5000）测试试件的静曲强度和弹性模量。木材经压缩后，结构发生了显著变化，将试样加工成10 mm10mm160mm（弦向径向纵向），每组7 个试件。2）利用数显邵氏硬度计（TH210）测量试样表面硬度。将试样加工成尺寸50 mm50mm（径可纵向），每个样品测5个点，每组5个试件1.3.3尺寸稳定性木材尺寸稳定性测试参照GB/T1934.1一200919和GB/T1934.2200920的规定进行，将试样2 0 mm20mm（径向纵向）完全浸泡到(2 0 5）水中，经过1、6、12、2 4、48、9 6h和19 2 h后，取出试样用脱脂纱布擦除表面多余水分，测量试件的体积（V）和质量（M），每组14个试件。吸水率（WUR）、体积膨胀率（VSR）按照式（3）、（4）计算：M-MWUR:100%(3)MVi-VVSR:100%（4)V式中：M为试样浸泡i小时后质量（g），V为浸泡i小时后体积（cm3）。1.3.4微观形貌分析利用扫描电子显微镜（Quanta200）观察改性剂在杉木细胞内分布情况。分别观察试样的横切面、径切面和弦切面，用双面胶将试样固定于载物台，再进行喷金处理，测试电压为15kV。1.3.5FT-IR分析利用傅里叶红外光谱仪（XDSMasterLab）对处理前后试件的化学结构进行分析。试件锯成木条，用粉碎机粉碎成木粉，过2 0 0 目标准筛。测试前，试样在8 0 烘干，利用ATR反射法测试，波谱范围为40 0 40 0 0 cm，分辨率为4cml，扫描32 次。1.3.6耐火实验木材耐火性能测试参照GB/T8624一201221的规定进行，将试件10 mm10mm160mm（弦向径向纵向）悬吊晾干，且质量变化不超过0.1g，所有试件悬吊距酒精喷灯（J2 6 0 9 型）高度一致（7.5cm），用酒精喷灯外焰燃烧6 0 s（燃烧温度约为10 0 0），记录6 0 s内试件的燃烧情况。2结果与分析2.1工艺优化根据表2 和表3实验结果，选取4因素对杉木增重率的影响大小规律依次是正压时间 正压压力 负压时间 负压压力。其中正压时间对试样增重率的影响极显著，正压压力对增重率的影响显著，负压时间和负压压力对增重率的影响不显著，这与表2 结果保持一致。152西南林业大学学报第44卷表2 酚醛树脂/蒙脱土浸渍杉木的增重率Table2Weight gain rate of C.lanceolata impregnated withphenolic resin/montmorillonite序号BCD增重率/%1111174.802122248.063133382.084212373.465223174.726231266.117313274.498321377.799332171.50k/%68.3174.2572.973.68k2/%71.4366.8664.3462.89k:/%74.5973.2377.0977.77R/%6.287.3912.7514.89注：ki、k 2、k 分别为各水平下增重率的平均值，R为k中最大值和最小值之差（R值越大，说明对试验指标越重要2 2 ）。表3方差分析表Table 3Variance analysis方差来源偏差平方和自由度均方和F值P值显著性A354.62177.31.410.254不显著B577.82288.92.300.112不显著C1520.52760.36.050.005显著D2128.921064.48.470.001极显著各因素水平下处理杉木增重率的平均值如图1所示。试样的增重率随着负压压力（A）的增加而增加，确定A较优水平A3，负压压力越大，可以更好地打开木材纹孔、排出内部空气2 3；随着负压时间（B）、正压压力（C）、正压时间（D）的增加，增重率的规律是一致的，先减小后增加，故确定B、C、D 的较优水平依次为B1、C3、D 3。817875%/重72696663负压压力负压时间正压压力正压时间60.045.0700.095因素及水平图1各因素水平下增重率的平均值Fig.1The average WPG of C.lanceolata treated atvarious factors and levels综合极差和方差分析结果，确定酚醛树脂/蒙脱土浸渍改性杉木最优工艺参数为：A3、B1、C3、D3，即负压压力-0.0 9 5MPa、负压时间2 0 min、正压压力1.5MPa和正压时间1.5h。2.2密度、增重率和物理力学性能分析根据表4可知，未改性杉木密度为0.32 8 g/cm，处理过后改性材的密度为0.7 8 4g/cm，相比之下木材密度提升了139.0%，这主要是因为试件通过浸注改性剂再密实化处理，酚醛树脂和蒙脱土填充并固化在木材细胞内部。试件的增重率高达166.13%，试验方法为真空加压浸渍法，是一种负压-正压交替的仿生呼吸法2 3。试件首先真空处理，排出木材内部的空气，再负压-正压处理，进一步提高木材的吸收率。杉木作为多孔性材料，改性剂主要通过管胞等孔隙渗透到木材内部2 4表4杉木密度、增重率和物理力学性能Table 4 Density,weight gain and physical and mechanical properties of C.lanceolata处理密度/gcm)增重率/%MOR/MPaMOE/GPa表面硬度/HD对照组0.3280.025060.40 7.125.28 1.1037.90 2.31改性材0.7840.038166.13 29.2181.396.897.31 0.3870.33 3.63未改性杉木的静曲强度（MOR）为6 0.4MPa，处理材的MOR为8 1.39 MPa，相比之下MOR提升了34.7%。对照组的弹性模量（MOE）为5.2 8 GPa，改性材的MOE为7.31GPa，相比之下MOE提升了38.4%。未改性杉木的表面硬度为37.9 HD，而改性杉木的表面硬度增加至7 0.33HD，表面硬度提升8 5.6%。张建等13 研究纳米蒙脱土真空加压改性杉木，试件的增重率仅为2 3%，改性材MOR增幅19.8%，抗弯弹性模量提升了40.1%。Wang等7 发现改性杉木木材的增重率为48.5%。王向歌等2 5 浸渍材的增重率在18.8%56.8%范围内，密度提升了14.7%55.9%，MOR和MOE分153贺第1期磊等：酚醛树脂/蒙脱土浸渍改性杉木工艺及密实化研究别提升了17.8%48.2%。与上述文献相比，本研究的改性杉木具有较大优势。改性杉木MOR、MOE和表面硬度提升的原因归结于改性剂填充到木材管胞等孔隙中，再压缩密实化处理后，改性剂与细胞壁的接触更为紧密，密度增加，提升了木材抵抗外界压力的能力，弱化杉木受到载荷作用下内部缺陷引起的负面作用2 6-2 7 ，说明酚醛树脂/蒙脱土溶液浸渍杉木可以显著地提高杉木的力学性能。2.3尺寸稳定性分析木材改性处理后，并不能从根本上解决它的吸湿膨胀问题，但可以从减少木材内部亲水基团数量以及润湿性来减缓木材的吸水速率，进一步提高木材尺寸稳定性2 8 。图2 显示未处理材和改性材吸水率、弦向-线膨胀率、径向-线膨胀率和体积膨胀率。由图2 a中可知，未处理材1、6、12、2 4、48、9 6 h 和19 2 h吸水率分别为6 4.2 5%、85.84%、9 0.8 2%、10 3.46%、12 5.7 9%、143.44%、160.36%，改性材的吸水率为10.16%、17.6 7%、24.26%、32.8 9%、47.37%、6 3.0 3%、7 4.6 3%，表明改性处理后杉木吸水率得到显著地降低。未处理试样浸泡48 h，吸水率增幅速率为2.6%/h，改性材的吸水率增幅速率仅为0.9 9%/h，说明改性后能有效地减缓杉木的吸水率以及吸水速率；改性材1h吸水率比对照组低54.0 9%，浸泡19 2 h后吸水率比对照组低8 4.7 3%，这一结果说明改性材的防水效率具有长期性。由图2 c可知，改性材在浸泡1h到48 h，改性材的径向膨胀率增幅极为明显，且改性材径向膨胀率在6 7 h后高于对照组，木材压缩方向为弦向，呈并联状态的细胞更多地被挤压，径向串联细胞受到力有所不同2 9 ,而且随着浸泡时间增长，木材内部未被填充孔隙有更多的自由水，导致试样在径向方向有较大变形恢复及吸水膨胀。由图2 b、2 d 可知，树脂浸渍木材的弦向线膨胀率和体积膨胀率明显低于对照组，且浸泡9 6 h后尺寸变化趋于平缓，表明浸渍密实化处理可以显著改善木材的尺寸稳定性。16071406120%/率10058046040320对照组对照组改性材2改性材0020406080100120140160180200020406080100120140160180200浸泡时间/h浸泡时间/ha.吸水率b.弦向-线膨胀率4.012113.5103.0982.5762.05一对照组对照组改性材4改性材1.5020406080100120140160180200020406080100120140160180200浸泡时间/h浸泡时间/hc.径向一线膨胀率d.体积膨胀率图2未改性材和改性材的吸水率、弦向-线膨胀率、径向一线膨胀率、体积膨胀率Fig.2Water absorption,chord linear expansion,radial linear expansion and volume expansion ofunmodified and modified materials154西南林业大学学报第44卷改性剂能覆盖木材细胞壁表面，使木材吸湿性干缩性降低30 。酚醛树脂/蒙脱土改性杉木材尺寸稳定性提高主要归纳为以下两点：1）改性剂填充了木材内部的间隙，阻碍了与环境中水分的相互作用，降低了木材吸湿性2 2 ；2）改性剂与木材内部羟基发生交联，降低了改性材中亲水基团数量，隔绝或弱化了环境水分与木材组分之间的相互作用31。木材对于纳米结构单元具有很好的可容纳性。2.4扫描电镜分析图3呈现了PF树脂/蒙脱土处理木材前后SEM结果。从图3a可知，未处理材横切面表面管胞整齐地排列，管胞内部呈中空状态32 。浸渍处理后杉木管胞基本上被改性剂填充（图3d），部分细胞被完全改性剂填充并与胞壁紧密接触，剩下仅仅部分填充，这与木材本身渗透性有关。经过压缩处理后木材管胞由扁平四边形变成不规则形状，且部分未填充的管胞变形最明显33。由图3b可知，未处理杉木径切面管胞表面光滑且射线细胞内部无填充物；由图3e可知，改性杉木管胞内壁和射线细胞均附着固化的酚醛树脂，且填充密实6 。由图3c可知，未处理材管胞上面的纹孔清晰可见且没有任何附着物，改性材纵切面（图3f）的纹孔基本上被树脂改性剂覆盖，推断纹孔也是杉木渗透的通道34，且蒙脱土附着于细胞腔表面。这说明改性剂PF树脂/蒙脱土成功进人杉木的孔隙内部，也进一步解释了改性杉木的增重率、力学性能和尺寸稳定性都显著提高的原因。2.5红外图谱分析根据图4分析，从PF树脂的红外谱图可以看出，3331cml为OH的伸缩振动峰，16 38 cm1为苯环上一C=C一伸缩振动，1419 cm为一CH2剪式振动，12 16 cm为PF树脂上酚羟基伸缩振动峰35，1154cm为芳香醚C0C的伸缩振动，10 13cm附近芳香醚C0的伸缩振动36 。根据蒙脱土的红外谱线可知，36 2 0 cm为蒙脱土晶格内OH的伸缩振动峰，16 38 cm为层间结晶水和片层晶格内的一OH弯曲振动吸收峰37 ；最强吸收峰在10 42 cm附近，为Si0键伸缩振动吸收峰，440 cm附近为SiOSi的变形振动峰38 50um50.um100uma.未处理材-横切面b.未处理材-径切面c.未处理材-弦切面树脂蒙脱土树脂100um50um100umd.改性材-横切面e.改性材-径切面f.改性材-弦切面图3未处理材和改性材横切面、径切面和弦切面的扫描电镜图Fig.3SEM images of cross section,radial section and chord section of unmodified and modified wood由图4可知，改性材的红外谱线在3335cm-1附近一OH吸收峰明显减弱变宽，游离羟基减少，缔合羟基增多。2 9 0 7 cm附近为CH和一CH3上饱和碳的CH伸缩振动峰，16 2 0 1450 cm-1为芳香环的骨架振动，10 2 6 cm附近的吸收峰为SiO一C的振动，说明原蒙脱土在SiO基础上引人大量的有机基团。12 6 7 1154cm附近的吸收峰明显增强，表明醚键数目增多39 。由上推断，酚醛树脂/蒙脱土与木材除了通过氢键联接，复合组分间通过氧原子产生了新的结合。在浸渍和压缩固化处理过程中，酚醛树脂以及蒙脱土纳米片层结构分散在杉木基体中，形成了酚醛树脂/蒙脱土木材复合材料，增加与杉木的相互作用12 155贺第1期磊等：酚醛树脂/蒙脱土浸渍改性杉木工艺及密实化研究改性材未改性材PF树脂蒙脱土4000350030002500200015001000500波长/cm-l图4PF树脂、蒙脱土、未改性杉木和改性杉木的红外谱图Fig.4IR spectra of PF resin,montmorillonite,unmodified and modified C.lanceolata2.6耐火性能分析60s内未改性杉木和改性材燃烧现象如图5所示，未改性材在燃烧15s时燃烧现象明显，30s时火焰较大且试样末端燃烧面积明显增大，45s燃烧长度继续增加、现象减弱，杉木素材由表面燃烧转为内部燃烧，这主要表现为试样末端宽度减小，6 0 s时已燃烧试样长度为1/2，设定时间结束后移去酒精喷灯，燃烧现象仍在继续。这说明杉木素材易燃，其耐火性能较差。改性材15s火焰较大，主要是表面燃烧，当燃烧30 s和45s时火焰明显减弱，45s试样末端部分开始燃烧，6 0 s时燃烧长度为试样长度的1/3，6 0 s实验结束后移去酒精喷灯仅存在微弱黄色火焰。这表明杉木经过酚醛树脂/蒙脱土浸渍处理后，杉木的耐火性得到显著提高，由易燃材料变为较难燃材料。a.未改性材-0 sb.未改性材-15sc.未改性材-30 sd.未改性材-45se.未改性材-6 0 sf.改性材-0 sg.改性材-15sh.改性材-30 si.改性材-45sj.改性材-6 0 s图5未改性材和改性材6 0 s燃烧照片Fig.560 s combustion photos of unmodified and modified materials3结论1）2 5%固含量酚醛树脂和蒙脱土溶液混合浸渍处理杉木。采用正交试验L(3)，优化浸渍工艺，结果表明，酚醛树脂/蒙脱土浸渍改性杉木最优工艺参数为：负压压力-0.0 9 5MPa、负压时间20min、正压压力1.5MPa和正压时间1.5h。2）杉木经过酚醛树脂和蒙脱土溶液浸渍处理后，密度由0.32 8 g/cm提升至0.7 8 4g/cm，提升了139.0%，试件增重率为16 6.13%，MOR、M O E和表面硬度分别提升了34.7%、38.4%和8 5.6%，物理力学性能得到显著提升。3）尺寸稳定性结果表明，改性材的吸水率和体积膨胀率较未改性材有显著的提升，且吸水速率明显降低。4）耐火性能分析发现，与未改性杉木燃烧后燃烧面积超过1/2 相比，改性材6 0 s内燃烧面积仅为1/3，主要归因于酚醛树脂和蒙脱土混合改性剂渗透到杉木细胞内，具有良好的阻燃效果5）扫描电镜分析可知，改性剂主要通过管胞、射线细胞和纹孔进入木材内部；红外分析结果表明，改性材内部游离羟基减少，缔合羟基增多，醚键数目增多，解释了改性后杉木力学性能、尺寸稳定性和耐火性能提升的原因。参考文献1詹先旭，张伟，谢序勤，等.速生木材的增强改性研究进展.家具,2 0 19,40(1):13-2 1.2何盛.微波处理改善木材浸注性及其机理研究D北京：中国林业科学研究院，2 0 14.3郑雅娴，吕文华，许茂松.树脂型无机硅酸盐浸渍改陆驰（责任编辑156西南林业大学学报第44卷性人工林杉木的性能J.木材工业,2 0 15,2 9(6):36-39.4李美玲，李南，单家成，等.树脂浸渍功能化改性木材研究现状及发展趋势1.中国人造板，2 0 19,2 6(5):1-6.5李萍，张源，吴义强，等.基于原位浸渍法的酚醛树脂改性杉木木材研究.材料导报，2 0 2 1,35(2 2):22193-22199.6刘君良，王玉秋.酚醛树脂处理杨木、杉木尺寸稳定性分析.木材工业,2 0 0 4,18(6):5-8.7Wang J F,Yao Y,Huang Y Q,et al.Effects of thecombination of compression and impregnation withphenolic resin on the dimensional stability in themultiscale wood structure of Chinese fir J.Construc-tion and Building Materials,2022,327:126960.8HILL C A S.Wood Modification:Chemical,Thermaland Other ProcessesM/OL.Chichester,UK:JohnWiley&Sons,Ltd.,20062021-11-28.http:/doi.wiley.c0m/10.1002/0470021748.9王飞，刘君良，吕文华.增强-阻燃改性人工林杉木的性能研究.林产工业,2 0 17,44(6):7-11.10Birrnaqiy A A,Basyaruddin,Malik J.Impregnationanalysis of phenol-formaldehyde resin on sengon woodto explore the potential of sengon wood as construc-tion material J.IOP Conference Series:Earth and En-vironmental Science,2022,1007(1):012021.11田建团，张炜，郭亚林，等.酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能.塑料工业，2 0 0 7,35(S1):370-372.12范祥林，王新洲，邓玉和，等.蒙脱土改性杨木板材的工艺研究I：浸渍改性处理工艺.中南林业科技大学学报,2 0 16,36(4):9 4-10 2.13张建，汪奎宏，李琴.纳米有机蒙脱土改善人工速生材性能的初步研究.中国人造板，2 0 10,17(9):16-18,30.14吉军.插层法杨木/蒙脱土纳米复合材料的研究D南京：南京林业大学，2 0 0 8.15吕文华，赵广杰.杉木木材/蒙脱土纳米复合材料的结构和表征.北京林业大学学报，2 0 0 7,2 9(1):131-135.16薛凤莲，赵广杰.杉木/钙基蒙脱土插层复合板材的力学性能研究.北京林业大学学报，2 0 0 9,31(S1):112-116.17国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化技术委员会.木材抗弯强度试验方法：GB/T1936.12009S.北京：中国标准出版社,2 0 0 9.18国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化技术委员会.木材抗弯弹性模量测定方法：GB/T1936.22009S.北京：中国标准出版社，2 0 0 9.19国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化技术委员会.木材湿胀性测定方法：GB/T1934.12009S.北京：中国标准出版社,2 0 0 9.20国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化技术委员会.木材吸水性测定方法：GB/T1934.22009S.北京：中国标准出版社,2 0 0 9.21国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化技术委员会.建筑材料及制品燃烧性能分级：GB/T86242012S.北京：中国标准出版社，2 0 12.22周义德，赵楠楠，杨瑞梁.基于四因素三水平的模拟方法分析布机车间分区空调影响因素.中原工学院学报,2 0 0 9,2 0(3):12-15.23李萍，张源，左迎峰，等.硅酸盐仿生呼吸法改性杉木的工艺及性能J.林业工程学报，2 0 2 0,5(6):57-6 3.24周群.杨木速生材填充改性研究D.长沙：中南林业科技大学，2 0 10.25王向歌，金菊婉，邓玉和，等.不同固含量低分子酚醛树脂浸渍改性杉木板材性能的研究.西南林业大学学报,2 0 14,34(3):8 4-8 8.26贺宏奎，李效东，常建民，等.速生杨密实材主要力学性能的检测J.西北农林科技大学学报（自然科学版）,2 0 0 8,36(7):155-159,16 4.27涂登云，陈川富，周桥芳，等.木材压缩改性技术研究进展.林业工程学报,2 0 2 1,6(1)：13-2 0.28陈金宇.亚麻油基乳液制备及其改性木材的防水阻湿性D.北京：北京林业大学，2 0 2 0.29李安鑫.杉木早晚材黏弹性与构造因子间关系研究D.北京：中国林业科学研究院,2 0 18.30Chen J Y,Wang Y J,Cao J Z,et al.Improved water re-pellency and dimensional stability of wood via impreg-nation with an epoxidized linseed oil and carnauba waxcomplex emulsion.Forests,2020,11(3):271.31Wang W,Zhu Y,Cao J Z,et al.Improvement of di-mensional stability of wood by in situ synthesis of or-gano-montmorillonite:preparation and properties ofmodified Southern pine wood J.Holzforschung,2014,68(1):2936.32董友明.速生杨木细胞壁改性与增强机制D.北京：北京林业大学，2 0 18.33彭晓晓.速生杨板材强化与尺寸稳定化处理工艺研究D.南京：南京林业大学，2 0 14.34李万菊.木竹材糠醇树脂改性技术及其机理研究D.北京：中国林业科学研究院，2 0 16.35葛铁军，钟亚龙，唐恺鸿，等.三甘醇增韧改性酚醛泡沫的制备与性能.塑料工业,2 0 2 2,50(5):10 3-10 7,124.36方建林，莫海林，刘金明，等.液化木薯淀粉对改性酚醛树脂的性能影响及结构表征.林产工业，2 0 2 2,59(6):1924.37陈秀宇，陈国奋.PET/蒙脱土复合材料的增韧研究.江汉大学学报（自然科学版），2 0 2 2,50(1):38-46.38杨宇佳，罗晓静，欧兰波，等.纳米纤维素/蒙脱土复合材料的制备及性能研究.林产化学与工业，2 0 2 2,42(2):87-92.39杨志山，姜.蒙脱土/地板木材复合材料的制备及阻燃性研究