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Updated: Jul 9, 2025

Fabrication and Design of Wood-Based High-Performance Composites
Published on: November 9, 2019
通过用高度对齐的纤维素分子去淡化/加密木材来开发具有耐火和防的超维稳定树结构
Bingbin Kuai1, Qin Xu1, Tianyi Zhan1
1Jiangsu Co-Innovation Center for Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, College of Materials Science and Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, PR China.
这项研究使用化学预处理和酸盐浸开发了一种经过修改的密集木材. 由此产生的纤维素增强材料具有特殊的尺寸稳定性和增强的机械性能,适用于户外应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 木材科学 木材科学 木材科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 木材是一种可持续的建筑材料,但快速生长的物种的密度和强度较低.
- 加密提高了木材的密度和强度,但由于水分而导致的厚度膨胀仍然是一个挑战.
- 现有的方法很难在密集木材中克服潮湿引起的厚度膨胀.
研究的目的:
- 开发一种有效的修改策略,以克服密集木材的厚度膨胀问题.
- 为了创建一个纤维素增强材料,增强尺寸稳定性和机械性能.
- 为了使快速生长的木材在户外工程结构中的应用.
主要方法:
- 性化学预处理以去除木质素和半纤维素,促进纤维素的结合.
- 用酸盐溶液进行多步循环浸,以增强纤维素的结合.
- 高温密集形成-氧-结构,并通过Si-O-C键形成混合结构.
主要成果:
- 性预处理有效地去除了木质素和半纤维素,增加了纤维素之间的键.
- 酸浸和密集形成了一个稳定的Si-O-Si结构.
- 经过改性木材的硬度 (3.9倍),屈曲强度 (6.0倍),弹性模量 (3.4倍) 和压力强度 (28.2倍) 显著增加.
- 在吸收水分30天后达到0%的厚度膨胀,在吸收水分72小时后达到1.0%.
- 显示出出色的防火和防性能.
结论:
- 协同修改策略有效地克服了密集木材的厚度膨胀问题.
- 由此产生的纤维素增强材料提供了卓越的尺寸稳定性,机械强度和耐用性.
- 这种高性能密集木材适用于苛刻的户外工程应用.
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