壳聚糖-SiO2仿生物矿化协同改性尾巨桉木材
来源期刊：材料导报2020年第10期
论文作者：陈世尧 袁光明 杨涛 夏名出 牟明明
文章页码：10182 - 10186
关键词：仿生物矿化;壳聚糖;SiO2;杂化结构;桉木改性;
摘 要：将具有仿生矿化功能的壳聚糖与SiO2层层自组装,对尾巨桉木材实现仿生物矿化协同改性。在桉木木材细胞壁接枝壳聚糖,与多羟基SiO2交替接枝实现桉木木材性能改良。对改性的桉木进行顺纹抗压强度、冲击韧性、耐磨性、硬度等力学性能检测和热重分析,并用SEM、FTIR和XRD表征其微观形貌和结构。结果表明:改性桉木的顺纹抗压强度、冲击韧性、耐磨性、端面硬度分别为85.91 MPa、82.5 kJ/m2、18.30 mg/100r、6 450 N,较空白组桉木分别提升54.8%、94.1%、24.8%、110%;热稳定性残炭量达到48.21%,相对桉木提高173%。壳聚糖与SiO2协同改性桉木,形成了有机-无机杂化结构,增强了木材性能。SEM显示木材内部形成了三维网络有机-无机杂化结构并覆盖纹孔及导管,部分SiO2粒子呈球状颗粒分布于木材导管壁、木纤维细胞壁之间;XRD测试表明SiO2粒子以非晶态进入木材,与空白组桉木相比,改性材的衍射峰强度和结晶度都略微减小;经分析壳聚糖与木材形成稳定的-CONH化合键后静电吸附SiO2粒子,并与之形成Si-O-C键。
陈世尧1，袁光明1,2，杨涛1，夏名出1，牟明明1
1. 中南林业科技大学材料科学与工程学院2. 木竹资源高效利用省部共建协同创新中心
摘 要：将具有仿生矿化功能的壳聚糖与SiO2层层自组装,对尾巨桉木材实现仿生物矿化协同改性。在桉木木材细胞壁接枝壳聚糖,与多羟基SiO2交替接枝实现桉木木材性能改良。对改性的桉木进行顺纹抗压强度、冲击韧性、耐磨性、硬度等力学性能检测和热重分析,并用SEM、FTIR和XRD表征其微观形貌和结构。结果表明:改性桉木的顺纹抗压强度、冲击韧性、耐磨性、端面硬度分别为85.91 MPa、82.5 kJ/m2、18.30 mg/100r、6 450 N,较空白组桉木分别提升54.8%、94.1%、24.8%、110%;热稳定性残炭量达到48.21%,相对桉木提高173%。壳聚糖与SiO2协同改性桉木,形成了有机-无机杂化结构,增强了木材性能。SEM显示木材内部形成了三维网络有机-无机杂化结构并覆盖纹孔及导管,部分SiO2粒子呈球状颗粒分布于木材导管壁、木纤维细胞壁之间;XRD测试表明SiO2粒子以非晶态进入木材,与空白组桉木相比,改性材的衍射峰强度和结晶度都略微减小;经分析壳聚糖与木材形成稳定的-CONH化合键后静电吸附SiO2粒子,并与之形成Si-O-C键。
关键词：仿生物矿化;壳聚糖;SiO2;杂化结构;桉木改性;
