壳聚糖季铵盐改性水性环氧树脂对木材尺寸稳定性及防腐防霉性能的影响

摘要

木材易变形、腐朽和霉变的问题使其应用和发展受限。通过相反转法制备了壳聚糖季铵盐改性的水性环氧树脂(QCS-WEP),并采用真空-加压浸渍的方法将QCS-WEP浸注到木材内部发生固化交联反应，探究QCS-WEP对木材形貌结构、尺寸稳定性、防腐和防霉性能的影响。结果表明：QCS-WEP能够浸注到木材内部孔隙结构中，处理材的增重率和增容率分别达到28.7%和4.0%;经吸水-干燥3次循环试验后，处理材干缩率和湿胀率分别降低到8.9%和9.5%,抗缩和抗胀率分别达到33.0%和33.3%,木材尺寸稳定性明显改善；傅里叶变换红外光谱分析进一步表明进入木材内部的QCS-WEP发生了固化反应，固化后环氧树脂网络结构中羟基与木材羟基易形成氢键，二者具有较好的相互作用。对未处理材和处理材进行90 d的室内防腐试验，结果显示，褐腐菌和白腐菌在未处理材表面生长较为容易，在QCS-WEP处理材上生长受到严重抑制，未处理材质量损失率分别为79.1%和35.2%,而QCS5-WEP处理材质量损失率低至3.6%和5.6%。此外，防霉测试表明，QCS-WEP在木材中进行固化交联后能够延缓霉菌萌发，抑制霉菌生长，未处理试块第16天时被霉菌完全覆盖，被害值为4,而QCS5-WEP处理材被害值最终维持在0.5左右，防霉性能明显提升。

关键词

壳聚糖季铵盐 / 水性环氧树脂 / 固化反应 / 尺寸稳定性 / 防腐防霉