桉木表面构建层状双氢氧化物仿紫光檀颜色

摘要

【目的】针对人工林速生桉木材色较浅、表面色调单一的问题，以层状双金属氢氧化物（LDHs）对其进行材色调控，仿制名贵木材紫光檀的黑棕色效果。【方法】将与木材高度亲和的钴基金属有机框架（Co-MOF）作为模板和前驱体，利用MnCl₂在木材表面发生水解反应，在桉木单板表面制备钴锰层状双金属氢氧化物（CoMn-LDH）；探究桉木单板分别在0.016、0.032、0.064 mol/L MnCl₂溶液和20、40、60、80℃条件下表面颜色的变化规律；并通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和红外光谱（FT-IR）分析，探究LDHs与桉木单板表面的结合机理；通过接触角和耐光老化测试评估改色木材的耐水性和耐光老化性。【结果】（1）在40℃下，利用0.032 mol/L MnCl₂溶液制得的钴锰双氢氧化物涂层桉木单板实现了紫光檀颜色效果，两者的色度值和紫外光谱均相近。（2）MnCl₂水解诱导Co-MOF和木材的OH^-交换形成金属氢氧化物，生成CoMn-LDH;SEM显示CoMn-LDH具有微纳米复合结构，XRD和XPS分析表明钴和锰分别以Co²⁺和Mn²⁺的形式存在，CoMn-LDH为典型的钴锰双氢氧化物；其红外光谱呈金属–羟基振动模式。（3）调色木材的接触角由36.2°增大至49.5°；光照120 h后色差在3～6范围内，属于中质量分辨率下可见色差；表明制备的钴锰双氢氧化物涂层桉木单板表面疏水能力和耐光老化性能均得到提升。【结论】本研究所用调色处理条件温和，能有效改善桉木颜色，提高产品装饰效果和附加值，促进人工林木材的高效利用。

关键词

桉木 / 钴锰层状双氢氧化物 / 紫光檀颜色 / 调色机理 / 耐光老化性 / 木材染色

基金资助

广西林业科技推广示范项目（2024GXLK23）