一种超疏水矿化压缩木材的制备方法及应用

1.本发明属于木材领域，具体涉及一种超疏水矿化压缩木的制备方法及应用。


背景技术：

2.速生木材可有效缓解我国木材资源紧缺问题，但速生木材材质松软、密度低、强度差等限制了其实际应用。木材矿化和压缩密实化是提升木材力学强度且环境友好的改性方法，木材矿化可有效提升改性木材的阻燃性，同时，木材脱木素后进行热压密实化处理，相比于木材直接热压密实化处理，其体系内木材纤维素纳米纤维之间的氢键密度显著增加，力学强度提升显著。
3.但是，木材作为一种多孔性的天然高分子材料，体系内含有大量羟基基团，因此具有很强的吸水吸湿性能。木材及木制品在使用过程中，极易因吸水吸湿造成尺寸不稳定，从而变形影响使用。矿化木材以及矿化压缩木材也存在此问题。因此，在矿化压缩木材的基础上，通过化学气相沉积法制备超疏水矿化压缩木材，能有效降低或避免木材因吸收水分而导致的变形、腐朽等一系列问题，制备的超疏水矿化压缩木具有高强度、高密度、阻燃性、阻水性，可实现速生木材的优化利用，拓宽其实际应用领域。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种超疏水矿化压缩木的制备方法，通过部分脱木素处理、二氧化硅原位矿化处理、压缩密实化处理、化学气相沉积处理，得到超疏水矿化压缩木材。
5.实现本发明目的的技术方案为：
6.一种超疏水矿化压缩木材的制备方法，压缩后木材成分和矿物成分互相堆叠，其中矿物成分约占矿化压缩木材总质量的40％，包括以下步骤：
7.1.一种高强度矿化压缩木材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.步骤1：部分脱木素处理：将木材样品浸渍于氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系中，去除木材中部分半纤维素和木质素，制备脱木素木材；
9.步骤2：原位矿化处理：配置壳聚糖溶液，制备聚阳离子电解质，木材置于壳聚糖溶液中进行真空加压浸渍处理，配置合成二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液，将木材置于前驱体溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；
10.步骤3：压缩密实化处理：将矿化木材置于装有去离子水的密封容器中，调湿处理一段时间，以增加热压时木材的塑性，调湿后木材置于压制模具中，先冷压一段时间，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压，蒸发掉木材体系中的水分，得到矿化压缩木材；
11.步骤4：利用化学气相沉积法，将疏水硅烷衍生物与矿化压缩木材同时放置在密封容器中，并置于一定温度下使硅烷衍生物在有限空间内挥发，气态硅烷衍生物分子与矿化压缩木材发生化学反应，从而将疏水硅烷衍生物气相沉积到矿化压缩木材上，得到超疏水
矿化压缩木材。
12.2.进一步地，所述步骤1具体包括：
13.步骤1.1：氢氧化钠浓度为2.5mol/l，亚硫酸钠浓度为0.4mol/l,浸渍时间为1-3h，浸渍温度为100℃；
14.步骤1.2：浸渍结束木材后用热水浸泡清洗多次，直至ph为中性；
15.步骤1.3：冷冻干燥清洗过的木材样品，得到部分脱木素木材。
16.3.进一步地，所述步骤2具体包括：
17.步骤2.1：配置浓度为0.5％的壳聚糖水溶液，溶液中加入2％的乙酸，水浴加热到80℃,搅拌一段时间后得到壳聚糖聚阳离子电解质溶液；
18.步骤2.2：将步骤1中部分脱木素木材置于真空加压浸渍罐中，先真空处理0.5h，后利用真空和大气压差将步骤2.1中的壳聚糖聚阳离子电解质溶液抽吸到浸渍罐内，使其浸没于脱木素木材，后加压至0.4mpa，保压4h后卸压；
19.步骤2.3：将壳聚糖溶液处理后的木材用去离子水清洗多次，置于45℃烘箱中烘干；
20.步骤2.4：正硅酸乙酯与去离子水按照2.5:1摩尔比混合均匀，利用盐酸(或硫酸、磷酸)调节ph到3，溶液剧烈搅拌或通过超声振荡处理后，得到合成二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液；
21.步骤2.5：将步骤2.3中的壳聚糖处理后烘干木材置于真空加压浸渍罐中，先真空处理0.5h，后利用真空和大气压差将步骤2.4中的二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液抽吸到浸渍罐内，使其浸没于脱木素木材，后加压至0.4mpa，保压4h后卸压；
22.步骤2.6：将二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液处理后的木材用去离子水清洗多次，25℃环境下放置24h，后置于45℃烘箱中烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材。
23.4.进一步地，所述步骤3具体包括：
24.步骤3.1：将步骤2中壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材置于装有去离子水的密封干燥器中进行调湿处理24h；
25.步骤3.2：调湿后的矿化木材置于模具中，先在20mpa压力下冷压2-4h，后升高温度至100℃，继续热压1-3h；矿化木材的厚度方向压缩量为最初厚度的1/2-1/4；
26.步骤3.3：将木材从模具中取出，得到二氧化硅矿化压缩木。
27.5.进一步地，所述步骤4具体包括：
28.步骤4.1：称取一定量的疏水硅烷衍生物，如甲基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷等；
29.步骤4.2：将步骤3中二氧化硅矿化压缩木和疏水硅烷衍生物一起放置于密封的玻璃容器中，并将其置于80-100℃烘箱中进行化学气相沉积反应，时长为2-6h；
30.步骤4.3：将步骤4.2中的改性木材从密封容器中取出，得到超疏水矿化压缩木材，水滴滴落在超疏水矿化压缩木材表面呈球形，稍倾斜超疏水矿化压缩木材，水滴极易滚落。
31.与现有的技术相比，本发明的显著优点为：
32.(1)本发明通过木材部分脱木素处理、二氧化硅原位矿化处理、压缩密实化处理、化学气相沉积法处理，制备出超疏水高强度的矿化压缩木材，提升了速生木材的抗拉强度、抗弯强度、抗压强度，并提升了木材的阻燃性和阻水性，对于实现速生木材的高值化利用、
延长使用寿命、扩展应用领域等具有重要意义，可促进木材产业的健康可持续发展。
33.(2)壳聚糖诱导二氧化硅在木材中原位生长矿化，扫描电镜可看出二氧化硅粒径约为数百纳米到数微米(图2)，为后续超疏水改性提供了必要的微纳粗糙结构基础；同时，利用化学气相沉积法对矿化压缩木材的进行超疏水处理，避免了溶液浸渍法造成的矿化压缩木材厚度膨胀问题，确保了超疏水改性过程中矿化压缩木材的厚度以及力学强度无损失，万能力学拉力机测试结果表面，最优化超疏水矿化压缩木材的抗拉强度约为126mpa，拉弯强度约为205mpa，抗压强度约为99mpa，同时具有优异的超疏水性能，接触角测量仪测试结果表明，最优化超疏水矿化压缩木材表面水接触角约为156
°
，滚动角约为4
°
(图3)。
附图说明
34.图1为空白木材和超疏水矿化压缩木材横切面和纵切面的sem图
35.图2为矿化压缩木材纵切面高倍数sem图
36.图3为超疏水矿化压缩木材的接触角和滚动角图
具体实施方式
37.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
38.一种超疏水矿化压缩木材的制备方法，包括以下步骤：
39.1.一种超疏水矿化压缩木材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
40.步骤1：部分脱木素处理：将木材样品浸渍于氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系中，去除木材中部分半纤维素和木质素，制备脱木素木材；
41.步骤2：原位矿化处理：配置壳聚糖溶液，制备聚阳离子电解质，木材置于壳聚糖溶液中进行真空加压浸渍处理，配置合成二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液，将木材置于前驱体溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；
42.步骤3：压缩密实化处理：将矿化木材置于装有去离子水的密封容器中，调湿处理一段时间，以增加热压时木材的塑性，调湿后木材置于压制模具中，先冷压一段时间，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压，蒸发掉木材体系中的水分，得到矿化压缩木材；
43.步骤4：利用化学气相沉积法，将疏水硅烷衍生物与矿化压缩木材同时放置在密封容器中，并置于一定温度下使硅烷衍生物在有限空间内挥发，气态硅烷衍生物分子与矿化压缩木材发生化学反应，从而将疏水硅烷衍生物气相沉积到矿化压缩木材上，得到超疏水矿化压缩木材。
44.2.优选地，所述步骤1具体包括：
45.步骤1.1：氢氧化钠浓度为2.5mol/l，亚硫酸钠浓度为0.4mol/l,浸渍时间为2h，浸渍温度为100℃；
46.步骤1.2：浸渍结束木材后用热水浸泡清洗多次，直至ph为中性；
47.步骤1.3：冷冻干燥清洗过的木材样品，得到部分脱木素木材。
48.3.优选地，所述步骤2具体包括：
49.步骤2.1：配置浓度为0.5％的壳聚糖水溶液，溶液中加入2％的乙酸，水浴加热到
80℃,搅拌一段时间后得到壳聚糖聚阳离子电解质溶液；
50.步骤2.2：将步骤1中部分脱木素木材置于真空加压浸渍罐中，先真空处理0.5h，后利用真空和大气压差将步骤2.1中的壳聚糖聚阳离子电解质溶液抽吸到浸渍罐内，使其浸没于脱木素木材，后加压至0.4mpa，保压4h后卸压；
51.步骤2.3：将壳聚糖溶液处理后的木材用去离子水清洗多次，置于45℃烘箱中烘干；
52.步骤2.4：正硅酸乙酯与去离子水按照2.5:1摩尔比混合均匀，利用盐酸(或硫酸、磷酸)调节ph到3，溶液剧烈搅拌或通过超声振荡处理后，得到合成二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液；
53.步骤2.5：将步骤2.3中的壳聚糖处理后烘干木材置于真空加压浸渍罐中，先真空处理0.5h，后利用真空和大气压差将步骤2.4中的二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液抽吸到浸渍罐内，使其浸没于脱木素木材，后加压至0.4mpa，保压4h后卸压；
54.步骤2.6：将二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液处理后的木材用去离子水清洗多次，25℃环境下放置24h，后置于45℃烘箱中烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材。
55.4.优选地，所述步骤3具体包括：
56.步骤3.1：将步骤2中壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材置于装有去离子水的密封干燥器中进行调湿处理24h；
57.步骤3.2：调湿后的矿化木材置于模具中，先在20mpa压力下冷压3h，后升高温度至100℃，继续热压2h；
58.步骤3.3：将木材从模具中取出，得到二氧化硅矿化压缩木。
59.5.优选地，所述步骤4具体包括：：
60.步骤4.1：称取一定量的疏水硅烷衍生物，如甲基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷等；
61.步骤4.2：将步骤3中二氧化硅矿化压缩木和疏水硅烷衍生物一起放置于密封的玻璃容器中，并将其置于100℃烘箱中进行化学气相沉积反应，时长为4h；
62.步骤4.3：将步骤4.2中的改性木材从密封容器中取出，得到超疏水矿化压缩木材，水滴滴落在超疏水矿化压缩木材表面呈球形，稍倾斜超疏水矿化压缩木材，水滴极易滚落。
63.下面给出具体实施例和对比例。
64.实施例一
65.1.一种超疏水矿化压缩木材的制备方法，包括步骤如下：
66.(1)氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系对木材进行脱木素处理；
67.(2)先将部分脱木素木材置于壳聚糖聚阳离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，再将木材置于二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；
68.(3)将矿化木材置于装有去离子水的密封容器中，调湿处理24h，以增加热压时木材的塑性，调湿后木材置于压制模具中，先冷压3h，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压2h，蒸发掉木材体系中的水分，得到矿化压缩木材；
69.(4)利用化学气相沉积法，将十八烷基三甲氧基硅烷与矿化压缩木材同时放置在密封容器中，并置于100℃下使十八烷基三甲氧基硅烷在有限空间内挥发，十八烷基三甲氧
基硅烷分子与矿化压缩木材发生化学反应，从而将十八烷基疏水长链气相沉积到矿化压缩木材上，得到超疏水矿化压缩木材。
70.实施例二
71.1.一种超疏水矿化压缩木材的制备方法，包括步骤如下：
72.(1)氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系对木材进行脱木素处理；
73.(2)先将部分脱木素木材置于壳聚糖聚阳离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，再将木材置于二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；
74.(3)将矿化木材置于装有去离子水的密封容器中，调湿处理24h，以增加热压时木材的塑性，调湿后木材置于压制模具中，先冷压2h，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压1h，蒸发掉木材体系中的水分，得到矿化压缩木材；
75.(4)利用化学气相沉积法，将十八烷基三甲氧基硅烷与矿化压缩木材同时放置在密封容器中，并置于100℃下使十八烷基三甲氧基硅烷在有限空间内挥发，十八烷基三甲氧基硅烷分子与矿化压缩木材发生化学反应，从而将十八烷基疏水长链气相沉积到矿化压缩木材上，得到超疏水矿化压缩木材。
76.实施例三
77.1.一种超疏水矿化压缩木材的制备方法，包括步骤如下：
78.(1)氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系对木材进行脱木素处理；
79.(2)先将部分脱木素木材置于壳聚糖聚阳离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，再将木材置于二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；
80.(3)将矿化木材置于装有去离子水的密封容器中，调湿处理24h，以增加热压时木材的塑性，调湿后木材置于压制模具中，先冷压3h，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压2h，蒸发掉木材体系中的水分，得到矿化压缩木材；
81.(4)利用化学气相沉积法，将甲基三甲氧基硅烷与矿化压缩木材同时放置在密封容器中，并置于80℃下使甲基三甲氧基硅烷在有限空间内挥发，甲基三甲氧基硅烷分子与矿化压缩木材发生化学反应，从而将甲基疏水基团气相沉积到矿化压缩木材上，得到超疏水矿化压缩木材。
82.对比例一
83.(1)木材不经过氢氧化钠/亚硫酸钠脱木素处理；
84.(2)先将部分脱木素木材置于壳聚糖聚阳离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理；再将木材置于二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；
85.(3)将矿化木材置于装有去离子水的密封容器中，调湿处理24h，以增加热压时木材的塑性，调湿后木材置于压制模具中，先冷压3h，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压2h，蒸发掉木材体系中的水分，得到矿化压缩木材；
86.(4)利用化学气相沉积法，将十八烷基三甲氧基硅烷与矿化压缩木材同时放置在密封容器中，并置于100℃下使十八烷基三甲氧基硅烷在有限空间内挥发，十八烷基三甲氧基硅烷分子与矿化压缩木材发生化学反应，从而将十八烷基疏水长链气相沉积到矿化压缩
木材上，得到超疏水矿化压缩木材。
87.对比例二
88.(1)氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系对木材进行脱木素处理；
89.(2)先将部分脱木素木材置于壳聚糖聚阳离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，再将木材置于二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；
90.(3)烘干后的矿化木材不经调湿，直接置于压制模具中，先冷压3h，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压2h，得到矿化压缩木材；
91.(4)利用化学气相沉积法，将十八烷基三甲氧基硅烷与矿化压缩木材同时放置在密封容器中，并置于100℃下使十八烷基三甲氧基硅烷在有限空间内挥发，十八烷基三甲氧基硅烷分子与矿化压缩木材发生化学反应，从而将十八烷基疏水长链气相沉积到矿化压缩木材上，得到超疏水矿化压缩木材。
92.对比例三
93.(1)氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系对木材进行脱木素处理；
94.(2)先将部分脱木素木材置于壳聚糖聚阳离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，再将木材置于二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；
95.(3)将矿化木材置于装有去离子水的密封容器中，调湿处理24h，以增加热压时木材的塑性，调湿后木材置于压制模具中，先冷压3h，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压2h，蒸发掉木材体系中的水分，得到矿化压缩木材；
96.(4)配置浓度为10％的十八烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液，将矿化压缩木材浸渍到疏水改性溶液中，于60℃反应4h后，置于60℃烘箱中，待乙醇挥发完全后，得到超疏水矿化压缩木材。
97.所得超疏水矿化压缩木材的抗拉强度、抗弯强度、抗压强度、水接触角、滚动角结果见表1。
98.利用万能力学试验机测试木材样品的各项力学性能，利用接触角测量仪测试木材样品的水接触角和滚动角，测试结果见表1。
99.表1.超疏水矿化压缩木材的力学性能和疏水性能
100.[0101][0102]
图1为空白木材和实施例一中超疏水矿化压缩木材横切面和纵切面的sem图，a和b分别为空白木材横切面和纵切面，c和d分别为超疏水矿化压缩木材横切面和纵切面，由图可知，空白木材横切面呈现出“蜂窝状”多孔细胞结构，纵切面呈现出木材导管壁和纹孔结构；而超疏水矿化压缩木材横切面可以看出，二氧化硅沉积在木材细胞腔中，并且木材细胞壁和二氧化硅呈现密实化状态，纵切面呈现出二氧化硅在木材表面的沉积。
[0103]
图2为实施例一中超疏水矿化压缩木材纵切面高倍数sem图，可以看出二氧化硅粒子的粒径范围为数百纳米到数微米。
[0104]
图3为实施例一中超疏水矿化压缩木材表面的水接触角和滚动角图。由图可知，超疏水矿化压缩木材表面的水接触角约为156
°
，滚动角约为4
°
。
[0105]
本发明所述超疏水矿化压缩木材，具有高强度、高密度、阻水性、阻燃性，提升了低质速生木材的使用价值和使用寿命，拓宽了速生木材的应用领域，超疏水矿化压缩木材有望应用于结构材料。
[0106]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换，均属于本发明的范围。

技术特征：
1.一种高强度矿化压缩木材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：部分脱木素处理：将木材样品浸渍于氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系中，去除木材中部分半纤维素和木质素，制备脱木素木材；步骤2：原位矿化处理：配置壳聚糖溶液，制备聚阳离子电解质，木材置于壳聚糖溶液中进行真空加压浸渍处理，配置合成二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液，将木材置于前驱体溶液中进行真空加压浸渍处理，两次浸渍木材用去离子水清洗，烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材；步骤3：压缩密实化处理：将矿化木材置于装有去离子水的密封容器中，调湿处理一段时间，以增加热压时木材的塑性，调湿后木材置于压制模具中，先冷压一段时间，使其木材和矿物组分高度密实化，然后再热压，蒸发掉木材体系中的水分，得到矿化压缩木材；步骤4：利用化学气相沉积法，将疏水硅烷衍生物与矿化压缩木材同时放置在密封容器中，并置于一定温度下使硅烷衍生物在有限空间内挥发，气态硅烷衍生物分子与矿化压缩木材发生化学反应，从而将疏水硅烷衍生物气相沉积到矿化压缩木材上，得到超疏水矿化压缩木材。2.根据权利要求1所述的超疏水矿化压缩木材的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：步骤1.1：氢氧化钠浓度为2.5mol/l，亚硫酸钠浓度为0.4mol/l,浸渍时间为1-3h，浸渍温度为100℃；步骤1.2：浸渍结束木材后用热水浸泡清洗多次，直至ph为中性；步骤1.3：冷冻干燥清洗过的木材样品，得到部分脱木素木材。3.根据权利要求1所述的超疏水矿化压缩木材的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：步骤2.1：配置浓度为0.5％的壳聚糖水溶液，溶液中加入2％的乙酸，水浴加热到80℃,搅拌一段时间后得到壳聚糖聚阳离子电解质溶液；步骤2.2：将步骤1中部分脱木素木材置于真空加压浸渍罐中，先真空处理0.5h，后利用真空和大气压差将步骤2.1中的壳聚糖聚阳离子电解质溶液抽吸到浸渍罐内，使其浸没于脱木素木材，后加压至0.4mpa，保压4h后卸压；步骤2.3：将壳聚糖溶液处理后的木材用去离子水清洗多次，置于45℃烘箱中烘干；步骤2.4：正硅酸乙酯与去离子水按照2.5:1摩尔比混合均匀，利用盐酸(或硫酸、磷酸)调节ph到3，溶液剧烈搅拌或通过超声振荡处理后，得到合成二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液；步骤2.5：将步骤2.3中的壳聚糖处理后烘干木材置于真空加压浸渍罐中，先真空处理0.5h，后利用真空和大气压差将步骤2.4中的二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液抽吸到浸渍罐内，使其浸没于脱木素木材，后加压至0.4mpa，保压4h后卸压；步骤2.6：将二氧化硅前驱体聚阴离子电解质溶液处理后的木材用去离子水清洗多次，25℃环境下放置24h，后置于45℃烘箱中烘干，得到壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材。4.根据权利要求1所述的超疏水矿化压缩木材的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：步骤3.1：将步骤2中壳聚糖诱导二氧化硅矿化木材置于装有去离子水的密封干燥器中
进行调湿处理24h；步骤3.2：调湿后的矿化木材置于模具中，先在20mpa压力下冷压2-4h，后升高温度至100℃，继续热压1-3h；矿化木材的厚度方向压缩量为最初厚度的1/2-1/4；步骤3.3：将木材从模具中取出，得到二氧化硅矿化压缩木。5.根据权利要求1所述的超疏水矿化压缩木材的制备方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：步骤4.1：称取一定量的疏水硅烷衍生物，如甲基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷等；步骤4.2：将步骤3中二氧化硅矿化压缩木和疏水硅烷衍生物一起放置于密封的玻璃容器中，并将其置于100-120℃烘箱中进行化学气相沉积反应，时长为2-6h；步骤4.3：将步骤4.2中的改性木材从密封容器中取出，得到超疏水矿化压缩木材，水滴滴落在超疏水矿化压缩木材表面呈球形，稍倾斜超疏水矿化压缩木材，水滴极易滚落。

技术总结
本发明公开了一种超疏水矿化压缩木材的制备方法，属于木材改性领域。本发明方法包括以下步骤：1)木材部分脱木素：利用氢氧化钠/亚硫酸钠碱性脱木素体系对木材进行部分脱木素；2)木材矿化处理：利用壳聚糖诱导二氧化硅在木材中原位生长矿化；3)压缩密实化处理：将矿化木材进行调湿处理，置于热压模具中压制，获得矿化压缩木；4)利用化学气相沉积法，将疏水硅烷衍生物沉积在矿化压缩木材表面，得到超疏水矿化压缩木。本发明的优点：矿化压缩木具有高强度与阻燃性，同时利用矿化压缩木的微纳粗糙结构，通过化学气相沉积法在其表面修饰疏水基团，在保证矿化压缩木强度的同时实现超疏水性能。超疏水矿化压缩木材可显著拓宽其实际应用领域。领域。领域。


技术研发人员：王开立 刘晓蓉 郑淼 方鑫宇 董友明 李建章
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/8/31