木材的改性旨在改變木材的吸收行為,提高板材的尺寸穩定性,生態板不穩定因素中關鍵問題就是多糖羥基的載體會吸收水分,從而導致尺寸變化。生態板目前的木材改性的主要方法是化學改性和熱改性,兩種方法都是改變木材細胞成分。
化學改性的原理是取代多糖羥基,采用乙?;〈静牡亩嗵橇u基進行乙?;幚?,優點是效率高,缺點是化學改性過程會導致生態板的重量增加,板材會出現腫脹狀態?;瘜W反應通過多化學試劑,形成共價鍵,細胞壁組分的化學構型發生變化改變生態板屬性。化學改性改善尺寸穩定性,增加真菌和霉菌的抗性。另一方面還減少拉伸強度和彈性,同時提高尺寸穩定性。
木材改性是改進屬性,通過該化學試劑形成共價鍵的官能團與羥基,化學試劑要融入木材,需要在溫度高達120°C的條件下進行,在這個過程可以使用的催化劑,化學改性的機理是取代木質纖維素的羥基,反應伴隨著增加重量嗎,為了提高羥基取代度,化學反應需要遵循單點反應,即反應試劑與羥基的摩爾比為 1:1。用于化學改性的試劑可以采用如酸酐,環氧化物, 異氰酸酯,酰氯,羧酸,內酯,烷基氯。在生態板所有類型的化學改性中,乙酰化處理是當前行業研究得最多領域。生態板在乙?;?,要熱壓處理,讓試劑可以完全穿透木材。用PF-樹脂粘合的乙?;倩ò逅趾繒蟠蠼档?,改善尺寸穩定性和抗腐蝕性。使用丙酸的化學改性方法可以改善刨花板的尺寸穩定性。
化學改性也有一些缺點,板材會隨著乙?;潭鹊脑黾佣黾铀榱训娘L險,乙?;静牡乃趾拷档?,可壓縮性較低,因此需要較高的壓力。目前還沒有商業應用完全實現生態板的乙酰化。改性生態板多年來開發的程方法是使用非催化液體相乙?;^程,以實現大的改性,但是由于成本很高,目前業內很少采用這種方式。
在相比之下,熱改性效果會更好,生態板的熱改性原理是通過熱降解除去羥基,使木材處于萎縮狀態,鑒于化學改性過程缺乏工藝成本效益。近年來越來越多的廠家采用熱改性方式,熱改性目標與化學改性相同,即改變木材的吸濕性,但不是用化學試劑代替羥基,熱改性會降低重量,板材會保持在萎縮階段。熱改性溫度范圍為180-250攝氏度,然后進行羥基的降解,在熱降解期間,完成整改改性過程。
改善生態板的尺寸穩定性需要降低的水分吸收,以及粘彈性的變化屬性。首先改變不穩定的多糖,纖維素結構不穩定,含有大部分羥基組。對水的吸附最大,對于纖維素,熱改性僅影響晶體結構內的非晶區域,熱降解繼續進行三步,從脫乙酰開始,釋放的乙酸充當催化劑然后加速解聚多糖,除了解聚之外,熱量也會導致單糖脫水。由于溫度和壓力會加速水解速度,大多數熱改性是在壓力下進行的,溫度范圍 從160℃到200℃。一般來說,提高溫度時間對于提高尺寸穩定性非常有效。
與實木相比,生態板在熱壓期間,顆粒被壓縮受到應力,如果板材處于高濕度下或者與水接觸,這些應力被釋放,會導致厚度增加。不僅對外觀產生負面影響,板材的機械性能也會下降。如果壓力積聚超過了顆粒之間粘合劑的強度, 內部粘合強度降低,因此就減小的厚度膨脹而言,生態板的改善主要是改變板材的吸濕性。但是還可以通過改變原料來改善壓縮性和粘彈性, 例如蒸汽處理是一種有效的方法,改善尺寸穩定性,不會破壞機械性能,冷卻后可以防止厚度膨脹。
無論采用何種方法,生態板的改性都是一種提高尺寸穩定性和耐久性的有效方法,改性生態板廣泛應用在甲板,覆層,鑲木地板,家具等領域。與實木相比,改性生態板由于尺寸穩定性很好,可以適合需要防潮性的應用,例如地板和戶外家具。除了防潮性和尺寸穩定性,還需要滿足一定的標準,機械強度,內部粘合,特別是彎曲強度,這些標準也需要達標,目前生態板行業還在不斷研究改性方法,從改善的尺寸穩定性,保持機械性能,解決經濟可行性,相信會找到更好的方法進行技術整合。