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木材是国民经济建设的重要原料，20世纪90年代起世界林产品的生产与贸易均不断持续快速增长，同时随着世界性天然林资源的枯竭和对森林资源的保护力度的加大（如我国1998年国家天然林保护工程的实施），优质木材的供应也大幅度减少，木材资源的获取正经历着从天然林到人工林的转变，林产品的贸易结构逐步从资源型转向深加工，面对日益增长的木材需求，人工林速生木材的大量利用已成为解决木材供需矛盾的重要途径之一。为此，本文以人工林杨树木材为研究对象，在总结国内外该领域的研究进展和先进研究方法的基础上，将可再生性极强、材性差的人工速生杨木材转化为具备优异力学性能和耐久性的新型木材;最大限度提高速生杨木材的材性以及低质速生杨木材资源的利用率，缓解目前木材资源供需紧张的局面;在增大速生杨木材的经济附加值的同时，促进木材加工工业朝着环保、高效、高性能、可持续方向发展。 本文以速生木材为研究对象，功能性硅溶胶作为浸渍处理液，采用真空浸渍结合微波增强复合工艺路线开展强化低密度杨树木材的制备工艺及其结构的研究。 论文的主要研究结论如下: 1.通过溶胶凝胶法合成制备了稳定的有机改性纳米硅溶胶，二氧化硅质量含量在30.0wt％左右，光散射数据表明合成硅溶胶中纳米粒子粒径为100-150nm，红外测试表明纳米粒子表面接枝了丙烯酸酯基团。基于Michael加成法制备有机改性纳米硅溶胶，二氧化硅质量含量最高可在35.0wt％，经光散射数据测试表明二氧化硅粒子为纳米级，产品老化稳定性较好。对水性硅溶胶直接进行有机改性，通过加入二甲基二乙氧基硅氧烷作为改性剂，可以较好的提高硅溶胶的老化稳定性及后续的接枝改性;浓缩试验及老化试验证明，该体系二氧化硅浓度不宜超过30.0％。经改性后的纳米硅溶胶，可以用醇极性溶剂的置换，且稳定性较好，三种方法制备的有机改性纳米硅溶胶均可制备溶剂型硅溶胶。 2.对比了常压浸渍法、真空常压浸渍法、真空加压浸渍法对不同产地、直径的速生杨木、毛白杨及泡桐进行硅溶胶浸渍的实验。实验结果表明，采用二氧化硅含量为30.0％的纳米硅溶胶，真空加压浸渍法略优于真空常压浸渍法，均可实现木材浸渍增重率大于30.0‰采用多次浸注实验表明，真空常压法可以将速生木材的增重率最高可以提升至70.0％以上，为后续的木材强化提供较大的设计调整空间。为改善木材的渗透率，采用蒸汽熏蒸及微波辐射处理两种方式进行速生木材处理。实验数据表明，对于不同的速生材两种方式对于流体浸渍木材均有一定的效果，可以有效的提升木材的硅溶胶浸渍效果。经工艺对比优化，初步获得了微波预处理速生木材，再进行真空常压浸渍工艺，获得了密实度较高的改性速生木材。 3.研究了速生杨木进行二次浸渍工艺时，不同有机型硅溶胶S-HDDA、S-TMPTA、S-PETTA及S-TPGDA浸渍的效率差异，结果表明浸渍效率与粘度的大小有直接关系。研究了微波辐射添加对于二次浸渍木材强化的工艺条件，对比了三种有机型硅溶胶的微波固化交联。研究结果表明，在不同的自由基引发剂下，S-HDDA、S-TMPTA及S-TPGDA可以在木材内部及表面实现固化，固化效率明显比传统的热固化效率要很多。采用红外光谱对比了速生杨木材素材及强化后木材的化学结构，结果表明两者红外光谱差异较大，但无直接证据显示硅溶胶、丙烯酸酯聚合物与木材分子之间发生了化学的键合。