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为实现人工林木材的高效利用,需要通过调色技术改良劣质材,仿制名贵木材,从而提高木材的使用价值和满足人们对色彩多样性的要求。木材颜色是决定消费者印象的重要因素,为了提高木制品的装饰作用和产品价值,要对木材及木质材料进行着色。利用速生低质木材通过染色加工,仿制成名贵木材代替珍贵木材单板进行贴面,可以节省成本,又可以增加速生材产品附加值,对国民经济的发展具有重大贡献。本研究着眼于提高尾巨桉的附加值,试图从揭示木材漂染机理、木材染色动力学入手,找出木材漂染工艺的影响因子,为木材染色提供理论基础和技术支持。
(1)尾巨桉材单板最佳漂白工艺条件为H2O2浓度9%、pH值10、稳漂剂Na2SiO3浓度1.2%、漂白时间50min、漂白温度70℃;尾巨桉材单板的最佳染色工艺为:pH值选2,NaCl用量应选5%,染料浓度选1.6%,温度应选80℃,渗透剂JFC用量应选10%;研究也表明壳聚糖对尾巨桉材单板染色具有促染作用,从染色效果来看,壳聚糖预处理溶液的最佳浓度为2%;
(2)尾巨桉材单板漂白前后红外谱图基本形状未变,官能团类型基本相同,但是吸收率A值均增大,另外,漂白材的红外谱图中未见C=O;染色材和漂白材的红外光谱图基本形态未变,仅仅有一个新的吸收峰出现,说明在染色过程中,它们的官能团从量上没有大幅度的变化,从质上没有新的基团出现,染料的部分官能团占据了木材中部分官能团的位置,从而使得红外光谱吸收强度发生变化;新出现峰位为836的官能团为芳环取代类型(C-H),为酸性大红GR分子中的官能团;分析后说明木材在染色过程没有发生太多的化学变化,大多为物理吸附;经过壳聚糖前处理的漂白材进行染色后,旧峰峰位的吸收率A值均增大,说明相应的官能团含量增大;并且染色材中出现了几个新峰,经过分析得出:峰位为2172的峰来源于染料酸性大红GR,其他的峰位在壳聚糖和染料中均为出现,从而说明这些新峰出现的原因为在木材染色中发生了化学变化;
(3)比较三种酸性染料在同一时刻的上染率,可以得出三种染料对尾巨桉材单板上染率存在差异,而且上染率大小基本上为酸性嫩黄2G>酸性大红GR>酸性湖蓝A;在求平衡上染率M∞,进行回归分析时,三种染料的回归判别系数R2分别为0.9834、0.9735和0.9802,说明三种染料均符合维克斯坦夫的染色经典双曲线吸收方程;分别用酸性嫩黄2G、酸性大红GR和酸性湖蓝A三种染料对尾巨桉进行染色时,它们的扩散系数变化趋势均为都随着染色的进行而减小,说明随着染料向木材内部的渗透,其扩散系数越来越小,渗透越难,这与木材的结构和事实均符;在同一时刻,对三种染料的扩散系数比较可知,DA>DB>DC(A——酸性嫩黄2G,B——酸性大红GR,C——酸性湖蓝A);酸性嫩黄2G、酸性大红GR和酸性湖蓝A三种染料的平衡上染率C∞分别为42.48%、43.35%和37.71;半染时间t1/2分别为27.1min、30.5min和38.6min。