木材塑化技术：木材乙酰化的方法及运用【批木网】
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木材塑化，是通过酯化和醚化等手段，用其他的官能团来部分取代木材中的羟基，以减少各成分之间的氢键，使其分子之间的结合力下降，破坏纤维素的结晶结构，使木材在一定温度下软化，成为热塑性材料。塑化改性后的木材，可用普通塑料的方法加工成型，用以代替部分石油产品，或用于无胶人造板及木塑复合材料等的制造。
1、木材乙酰化
木材各成分中都含有大量羟基，可以和有机酸、酸酐等反应，使羟基上的氢被亲核基团或亲核化合物取代，生成相应的酯化木材。酯化反应通常可以改善木材的尺寸稳定性、光降解性和耐侯性等，有些酯化木材具有良好的热塑性。木材乙酰化是出现最早、亦最成熟的酯化技术，其他酯化技术目前尚停留在试验研究阶段。
2、乙酰化的主要方法
木材中的羟基与氯乙酰、乙烯酮、硫代醋酸、醋酸酐等反应，生产相应的乙酸酯，即木材乙酰化。
1）氯乙酰法。利用氯乙酰和木材进行反应，产物乙酰化程度较高。反应副产物HCl，能引起木材组分的降解，影响木材的强度。用醋酸铅等对木材进行预处理，可以生成酸性较弱的醋酸，但工艺复杂，成本升高，实际生产中较少采用。
2）乙烯酮法。将气态的乙烯酮溶解在丙酮、甲苯等溶剂中，与木材发生反应。该方法过程简单，不生成有害副产物；但乙烯酮本身毒性较大，处理后的木材增重率偏低，而且只能在较低的温度（55-60℃）下进行反应，反应时间长达6-8h。如果能找到适当的催化剂加速反应，提高增重率，这种方法有望应用于工业生产。
3）硫代醋酸法。使用催化剂或润胀剂，如二甲基甲酰胺、氯化铵溶液、三氯醋酸、一氯醋酸等，对木材进行预处理，提高木材的乙酰化程度。
4）乙酸酐法。是目前广泛采用的方法，可以在气相中或液相中进行。受药品扩散速率的影响，气相处理只适合于薄单板。该法生产成本较低，工艺简单，处理液可回收，获得了广泛的工业应用。
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3、乙酰化木材的性能乙酰化使木材的吸湿性显著降低，尺寸稳定性大大提高，耐腐性、防火性能、抗紫外线性能等明显改善。乙酰化木材的胶合性能与胶种有关。使用间苯二酚-甲醛树脂、苯酚间苯二酚-甲醛树脂时，乙酰化木材的木破率下降；使用水溶性异氰酸酯树脂时，干态剪切强度和木破率都有所增加，但湿态剪切强度有所下降。
对木材中主要成分的乙酰化研究表明：乙酰化的活性以木素最高，纤维素最低；乙酰化使半纤维素的溶解性下降，平衡含水率降低，热稳定性增加，玻璃转化温度下降，原料分子量略有下降。半纤维素的这些变化，有利于改善木材的尺寸稳定性和耐水性；纤维素乙酰化后结晶略有下降，是使木材具有热塑性的原因之一。另一方面，乙酰化可以改善纤维素和塑性材料之间的相容性，有利于木塑复合材料的生产。
4、乙酰化木材的应用
乙酰化木材也可用于人造板生产。用乙酰化原来生产的刨花板，具有良好的尺寸稳定性和耐磨性，但低密度乙酰化木材刨花板与普通木材刨花板相比，静曲强度、弹性模量和内结合强度均有所下降。
乙酰化木材技术相对成熟。如果乙酰化机理研究能有新的突破，开发出成本更低的乙酰化工艺，其应用范围还会扩大。在人造板及复合材料的开发方面，乙酰化木材产品的成本尚需降低，物理力学性能有待进一步改进。
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木材塑化技术改变了木材的传统使用方式，为木材的应用开辟了新径。虽然近年来人们对木材和纤维物塑化产物的性能进行了大量研究，对反应机理、工艺条件，产品应用等进行了一定的探索，但仍然不够充分。为了减少对石油产品的依赖，并使木材锯末等废料得到高效利用，今后的研究重点，减少药品用量，降低成本以及回收药品。另外，产品的物理力学性能与实际应用要求尚有距离，有待进一步改善。
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