改性处理对竹材表面耐光老化性能影响

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1、分类号TS611密级公开UDC学位论文改性处理对竹材表面耐光老化性能的影响EffectofModificationTreatmentontheExteriorPerformanceofBambooduringAging李能指导教师姓名陈玉和研究员申请学位级别硕士专业名称木基复合材料科学与工程研究方向竹材染色论文提交日期2012年5月论文答辩日期2012年6月学位授予日期2012年7月答辩委员会主席评阅人北京·中国林业科学研究院万方数据学位论文改性处理对竹材表面耐光老化性能的影响学位论文作者李能指导教师姓名

2、陈玉和研究员指导小组成员王树东研究员申请学位级别硕士专业名称木基复合材料科学与工程研究方向竹材染色论文答辩日期2012年6月中国·北京万方数据DissertationfortheDegreeEffectofModificationTreatmentontheExteriorPerformanceofBambooduringAgingCandidate:LiNengSupervisor:Prof.ChenYuheAssociateSupervisor:Prof.WangShudongAcademicDegr

3、eeAppliedfor:MasterWood-basedCompositeMaterialsSpeciality:ScienceandEngineeringDateofDefence:July2012Degree-Conferring-Institution:ChineseAcademyofForestry万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得

4、本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后

5、适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日学位论文作者毕业联系方式工作单位：联系电话：电子邮件：通讯地址、邮编：万方数据摘要竹子具有生长快、力学强度大、易于加工和低碳环保等优点，其化学成分和力学性能等都与木材接近，深受人们喜爱。当前木材供需矛盾突出，特别是一些阔叶树种，因此进一步开发和利用竹材显得尤为重要。随着竹材应用环境从室内向室外延伸，室外应用时竹制品的光老化问题日益突出，在紫外线、氧气和水等因子的作用下，竹材表面木质素等会受到严重破坏，其表面性能（如色度、粗糙度和光泽度）都会发生一定程度

6、的改变，严重限制了竹材户外利用的范围,缩短了竹材的使用寿命，既浪费且不环保。因此，如何增强竹材耐光老化性能意义重大。本文主要利用紫外加速老化箱和氙灯加速老化箱对竹试材人工加速老化，并试验了多种成膜物质及纳米材料组成的配方。利用扫描电镜对涂层中纳米颗粒分散情况进行表征；测量各个时期的表面色度、粗糙度和光泽度,以此来表征表面性能改变情况；采集实验前后竹材及涂层的红外光谱图，初步分析老化对竹材及其表面涂层的化学组分的影响。结果表明：改性涂层对竹材耐光老化性能起到明显的改良作用，经一些配方处理后的试材表面色度、粗

7、糙度和光泽度稳定性显著增强，化学组分变化受紫外光影响变小。通过对实验结果分析，得到以下结论：（1）电镜结果表明：经过搅拌及超声波处理的改性剂，纳米颗粒分散效果较好，涂层厚度约为0.25mm，部分改性剂浸渍到竹材表面细胞结构中。（2）紫外老化试验结果表明：当a*被认为是一个比较重要的参数时，耐光老化改性剂配方选择三聚氰胺和TiO2；否则，三聚氰胺是唯一的选择。利用三聚氰胺和SiO2或者ZnO配制的改性剂耐光泽度光老化性能较好。（3）通过氙灯老化试验得出：利用三聚氰胺和质量分数为10%的TiO2配制的改性剂光

8、老化时色度稳定性明显优于其他改性剂，当色度作为评价指标时，其是最佳的耐光老化改性剂；利用三聚氰胺和ZnO配制的改性剂抗光泽度变化的性能最为明显。（4）紫外和氙灯的粗糙度数据分析表明：纳米颗粒种类及其含量对粗糙度影响不大，成膜物质对其影响显著，三聚氰胺是最佳选择。I万方数据（5）利用ATR对竹材光老化机理初步分析结果表明：木质素等发生了光降解；竹材表面发生光氧化反应，非共轭羟基C=O含量明显增加；竹材表面的多糖物质(纤维素和半纤