水玻璃改性木材.doc

3.l 硅约占地壳的27.5%，含量很丰富自然界中硅以SiO2聚合物的形式存在，m SiO2 nH2O- Si(OH) 4 l 以两种形态存在：结晶（大部分以石英存在）；无定形物质（在植物中）4. 硅的化合物：硅烷（Silanes）-硅与氢的化合物 氯代硅烷： 硅酸： 硅酸盐5Silanol 硅烷醇H3SiOH ，Silanediol: 硅烷二醇H2Si(OH) 2 siloxane硅氧烷silanediol硅烷二醇H2Si(OH) Si(OH)2silicone （聚）硅氧烷-聚硅酸的有机延伸物，Si-C的联接键在酸和碱条件下都有较稳定 6. 目的：1 改善与水分及耐侯性有关的性质：胀缩，表面胶合与油漆性能，耐紫外线降解的性能，耐腐与防霉的性能-将硅化合物结合到细胞壁中2 改善机械力学性能：硬度，拉伸强度，耐火性-将硅的化合物填充到木材的细胞腔中来达到。8. 水玻璃是什么？l 水溶性的硅酸钠或硅酸钾或其水溶液，-24mol SiO2溶于1mol碱中l 溶液：澄清的胶体；在较高温度与压力下形成，因为在冷水中不溶，强碱性，pH 12以上l 在酸性条件下和金属上会以硅酸盐形式沉淀。9. 水玻璃的处理l 浸渍2.4mm的柳杉及kaba单板，钠水玻璃，(Na22OO.nnSiO22, n = 2.06 -2 2.31)，浓度5%，真空浸注及大气压，用金属Al22( (SO44)33或 CaCl22, l, BaCl22,，60下干燥24小时，然后真空P2O5l 钠、钾、锂的硅酸盐，没有沉淀，木材pH值碱性10. 处理后结果l 提高了耐火性l 增加了吸湿性l 高的pH值（在高温干燥时是一个问题）l 机械力学性质-ASE低，但略有增加硬度不变或增加强度显著降低动态弹模不变l 耐腐性（EN113）-高 因为pH值高 硼沉淀11. Woodbliss(水溶液 pH12)10%以上的硅酸盐（水玻璃）,最高10%的硅酸（改善渗透性）松香亭酸，纤维素，萜烯，碳酸钠，木糖等HM1（水溶液，pH2）硅土（SiO2）硅酸氧化铝，氧化钙，棕榈酸钾（K-palmitate），氯化钠，氧化镁，植物色素等，所有成分的浓度低于10%。13. 两部法-水解（这里是硅酸酯），Tetraethoxysilane四乙氧基硅烷（TEOS）-缩合最终是一种无定形硅(玻璃)14. Shiro saka等用Tetraethoxysilane四乙氧基硅烷（TEOS）浸注单板-预处理到很高的含水率（）高达98%）或饱水，目的：水解应仅在细胞壁上发生，ASE：高达42%，吸水比没有减少。15. Bocker等浸注前用Tetraethoxysilane四乙氧基硅烷（TEOS）准备底板。l 性质-WPG：5-50%-降低了含水率-ASE：60%（45% WPG时）较低的耐腐性 .由硼的加入而提高（控制释放）16有机硅烷硅烷是双功能的分子 Y=有机官能团，X=硅官能团，OCH3，OC2H5 等硅烷可作为l 胶合促进剂l 表面改性剂l 交联剂l 。目的：通过有机官能团增加疏水性且固定木材。17用在溶胶-凝胶过程的有机硅一步法浸注l 疏水性-癸基三乙氧基硅烷eDecyltrimethoxysilane + 四乙氧基硅烷TEOS(0.001:1)22-Heptadecafluorooctylethyltrimethoxysilane + TEOS(0.004 or 0.001:1)吸水比降到25%l 在细胞壁中的固定-3- lIsocyanatpropyl- triethoxysilane(acetone, pyridine)，WPG 20%时ASE约为60%-Y-Methacryloxypropyltrimethoxysilane (methanol)，WPG 22%时ASE约为54%18有机硅两步法浸注1 与有机硅反应2 与TEOS 反应目的：建立一些支撑点以便将硅固定在细胞壁内19WACKER SMK 技术直径约10nm的微乳液l 乳化剂：-N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane+,-dihydroxy-methypoly siloxane+KOHl 共乳化剂 Isooctyltriethoxysnesilane15g + 80g A + 4g propionicaacid防水化合物：silane, , ssiloxane, , polysiloxane很好的疏水作用，但ASE没有增加，20吸水的程度，21氯化硅烷l 处理时必须干燥l 共价键可水解l 作为木材防腐剂，性能较差，22用Trimethylsilyl 衍生物改性I: 3trimethylsilylpropanoic anhydride II: 2trimethylsilylmethylglutaric anhydrideIII: trimethylsilylethenonetrimethylsilylethenone由于充填作用，所以ASE较高23Hydrophobisation in three steps1. Maleic anhydride2.Allyl glycidyl epoxide 烯丙基缩水甘油基环氧树脂3.Hydride terminal silicon24Hexametyldisiloxane- Plasma CoatingHexametyldisiloxane was “polymerised” on the surface of wood in a cold plasma Si-O-Si and Si-O- C bonds we