近日,橡胶木材综合利用课题组在提高橡胶木尺寸稳定性研究方面取得进展,相关研究结果在国际期刊《BioResources》上发表。
近年来,木材化学改性技术不断发展,各种人工合成的化学改性剂和改性木材不断问世,但由于人工合成化学品自身的环保性,商业化产品较少。
柚木是一种著名的热带珍贵硬木,由于其天然尺寸稳定性和优良耐久性一直作为泰国、缅甸等皇家建筑和桥梁的首选木材,在我国是高档室内实木地板、实木门的主要用材之一。木材课题组经过比较研究认为,其优异的尺寸稳定性可能与其次生代谢物即木材抽提物有关。因此,研究团队着手研究柚木抽提物与尺寸稳定性的关系;并大胆假设柚木抽提物浸注改性橡胶木将提升橡胶木的尺寸稳定性,以期为人工筛选或合成仿生绿色新型木材改性剂提供思路。研究结果表明,新鲜橡胶木浸注柚木提取物后尺寸稳定性得到显著提升,主要由以下两方面因素影响:一是柚木提取物中的醇类物质与橡胶木材细胞壁上的氢键结合,占据了吸水的羟基位点;二是柚木抽提物中含有饱和烷烃类化合物,浸注到橡胶木中,在橡胶木表面形成膜状物,阻止水分吸收进入木材中。
相关研究结果已发表在国际期刊《BioResources》上,为后续采用化学合成的方法制备仿生木材改性剂改性橡胶木提供试验依据。期刊审稿人认为,该研究课题完全契合当前的环保理念,对橡胶木进行改性后,尺寸稳定性和耐久性提高,有望使当地橡胶木资源得到进一步高效应用;这一研究使人们对木材心材提取物与木材水分吸收之间的关系有了新的理解。作者的研究思路新颖,方法十分有趣,提出假设的物理化学模型合理解释了观察到的结果,该论文对东南亚的柚木提取物和橡胶木改性提出了开创性的思路,激发人们研发生物基的木材改性方法,对木材改性研究领域具有重要意义。

图1. 橡胶木浸注柚木抽提物前后尺寸稳定性变化

图2. 柚木及橡胶木处理前后的微观结构图.
a.经甲醇提取后的柚木;b.未处理柚木;
c.浸注柚木提取物的橡胶木;d.未处理橡胶木.标尺=100μm
该研究得到了橡胶研究所基本科研业务费项目的资助。
论文链接: http://ojs.cnr.ncsu.edu/index.php/BioRes/article/view/BioRes_12_3_4500_Li_Tectona_Grandis_Extractives_Dimensional_Stability/5291

