【实用干货】竹木糠醇树脂改性技术

30多年来，我国在竹材加工技术和产品研发方面一直走在世界前列。

竹材组分中的木质素容易吸收可见光和紫外线，产生发色基团导致其变色甚至劣化，直接影响竹制品的外观和价值；竹材含有丰富的淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质，应用过程中容易受到微生物侵蚀而发生霉变或腐朽，导致严重的资源浪费。

据统计，每年因为腐朽、虫蛀、破裂而损失的竹材量约占使用量的10%；竹材又是亲水性材料，尺寸易随环境温湿度的变化而改变，不利于后续加工和利用。

重组竹因具有质感优良、纹色美观等优点而被广泛应用，已经成为竹制品企业的主流产品。室内主要用于地板、家具、墙饰、工艺品等，户外则用于公园、景区及别墅的地板、户外家具、建筑材料等。

在应用过程中，当温湿度适宜时，极易霉变，导致竹材表面颜色发生巨大变化，严重影响了材料户外应用，因此将改性后的竹单元材料用于重组竹制造，可改善尺寸稳定性，使其具有优良的防腐、防霉和耐老化性能。

糠醇树脂改性技术能显著提高木材抗生物侵蚀性，提高尺寸稳定性，降低平衡含水率，增加表面硬度，并且在生产、使用及废弃过程中环境友好，因此将糠醇树脂应用于竹材改性是一个具有重要应用价值的研究课题。

糠醇分子量为98.1，且具有醇羟基的性质，极性强，可与竹木材组分进行结合，在常温或加热并在有催化剂存在的条件下能自行缩聚为糠醇树脂。催化剂由早期的氯化锌逐步发展到循环羧酸酐，在保证糠醇固化的同时对竹木材的性能没有不利影响。溶剂可以为水、甲醇、乙醇中的一种或多种混合物；稳定剂为硼砂、氢氧化钠、碳酸氢钠、磷酸钠、碳酸钠、水溶木质素酸或盐等中的一种或几种混合物。

采用满细胞法进行浸渍，由于竹材的容重较木材大，竹材几乎不含木射线等横向组织，气液横向流通几乎都必须通过纹孔，而竹材在砍伐、干燥后胞壁纹孔闭合，因此较难渗透，浸渍压力为0～1 MPa，糠醇溶液排出后再抽真空，抽出竹材表面多余药剂，避免产生滴液现象。

糠醇改性竹木材的固化温度在70～140 ℃，温度越高，固化速度越快，为防止固化过程中糠醇随水分蒸发，固化在密封罐中进行，加热介质可以为空气、水蒸气、热油等。固化结束后，竹木材内部的水分依然很高，为方便后续加工和降低气体排放，进一步进行干燥很有必要。

糠醇树脂改性可有效提高竹木材物理性能，改善尺寸稳定性。Lande等发现增重率32%和47%的欧洲赤松改性材抗湿胀系数可以达到50%和70%，低增重率同样可以获得较高的抗湿胀系数；Baysal等将硼酸添加到糠醇溶液中对日本柳杉进行浸渍改性，抗湿胀系数可以达到 70%～86%，降低硼类物质浸出性的同时，提高了尺寸稳定性。

糠醇树脂改性竹木材表现出优良的防护性能，对霉菌、变色菌、木腐菌、白蚁、海洋钻孔生物等均具有出色的抵抗性能。Lande等发现中高浓度（92%质量浓度）糠醇树脂改性欧洲赤松的耐褐腐、白腐和对海洋钻孔生物的抵抗能力均优于CCA改性材，并且没有生物灭杀性；Esteves等采用褐腐菌对海岸松边材进行耐腐性实验，发现质量损失分别下降96%和86%，糠醇处理对实木材性的提高效果显著，具有巨大的发展潜力。

糠醇树脂改性能够提高竹木材的力学强度，尤其对硬度影响显著，对抗弯强度和弹性模量影响较小。

糠醇树脂进入竹木细胞内部，对其产生明显的润胀作用，使得细胞内水分移动困难，降低因水分变化引起的收缩膨胀，因此尺寸稳定性显著提高，吸湿性的降低也有利于防霉防腐性能的提高，同时也破坏了细胞多层结构的完整性。

但是在改性过程中，加热与酸性环境会引起竹木化学组分的部分降解，对弹性模量等力学性能有不利影响，因而在改性过程中要控制改性时间和催化剂用量。

糠醇树脂作为一种环保可再生性树脂，将其用于竹材改性并制备重组竹，能显著改善重组竹的尺寸稳定性，提高防霉、防腐性能，还能与热处理一样赋予其丰富的颜色。同时，在生产过程中无“三废”排放，对环境无影响，有利于工业化生产，且其制品在应用过程中无甲醛等有害气体释放。因而，糠醇树脂改性竹材并应用于重组竹的规模化制备具有广阔的发展前景。

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