速生杨木材色改良及染色机理研究

【摘要】：作为一种重要的生物材料,人工林木材具有可再生性和生态环境友好型双重性质。由于杨木生长快、轮伐期短,成为人造板行业的主要用材之一。速生杨木的生产和有效利用,对我国实现可持续发展起着重要的作用。本试验在众多工艺研究的基础上,在染色剂中添加一种不同的活性剂季铵盐,对杨木厚木进行染色处理,得到高透染率的染色试件;采用WSC-S色差仪、扫描电子显微镜法(SEM)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)等试样制备与现代测试分析手段对试件进行观察分析,研究染料与木材的结合机理,主要研究结论如下： 染色前使用3%的H202水溶液在70℃的温度下对试件前处理5h,处理后试件白度增大,表面颜色干净均匀,试件在干燥过程中不变形,有利于后续的染色处理。 染色正交试验结果得出较优处理工艺条件为：采用活性染料,在温度85℃下处理10h,改性剂季铵盐添加量为处理液体积的0.5%,促染剂20g/L。在较优试验条件下,处理后试件的染色深度可达到15mm,染透率为100%。染色后试件颜色鲜艳,渗透深度较高,在皂洗试验中褪色不明显,染色牢度较高。 利用电子扫描显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)观察分析处理后的试件,可以得出酸性染料与季铵盐的反应产物呈絮状,长度为20μm左右,远超过木材导管壁上纹孔的最大直径(7-12pm),不能通过纹孔进入到木材的细胞壁内,在细胞壁的断面上看不到染料的分布,只在导管腔内可以看到絮状物质；活性染料与季铵盐的反应产物呈颗粒状,大小为1μm左右,可以通过木材导管壁上的纹孔进入木材的细胞壁内,在细胞壁断面上可以看到活性染料呈颗粒状分布,导管腔内看不到染料分布。 活性剂季铵盐促进染料与木材成分中的纤维素和半纤维素的乙酰基以双键结合,活性染料与木材成分结合牢固。