[發(fā)明專利]一種輕質化竹材的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810169868.2
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108356939B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 王傳貴;朱家偉;張雙燕;郭西萌;馮子興
• 申請（專利權）人: 安徽農業(yè)大學
• 主分類號: B27J1/00
• 分類號: B27J1/00;B27K3/08;B27K3/16
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 裴素艷

本發(fā)明涉及一種輕質化竹材的制備方法，包括八個步驟，其中1、選取竹材，制成竹材小塊；2、將竹材浸泡入純水中再進行絕干；3、將絕干后的竹材放入反應釜中，設為25℃，抽真空，使得NaOH溶液浸入竹材內部，再將NaOH溶液析出；4、對其使用低濃度冰乙酸浸泡24 h后，再使用純水清洗；5、將其絕干后放入反應釜中，使得石蠟溶液浸入竹材內部，再由竹材內部抽出；6、析出殘余石蠟；7、配置聚乙二醇溶液對所得材料進行浸泡24 h直至恒重；8、對其進行冷凍干燥，制備出輕質化毛竹材。本發(fā)明的制備方法簡單有效，不僅可有效降低竹材密度，而且在微觀解剖構造上，其變化不明顯，最大限度的保留了其原有的力學性能與尺寸穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及一種輕質化竹材的制備方法，屬于竹材加工領域。

背景技術

我國天然林資源極度匱乏，木材大量依賴進口。與此同時，我國的竹資源則豐富許多，竹資源的開發(fā)應用是緩解木材匱乏的一個重要途徑，然而，竹屬單子葉維管植物，沒有次生生長能力，其力學性能的主要來源是由纖維所組成的纖維鞘，纖維的大量聚集使得竹的密度出現局部不均勻的現象，且其密度平均值較一般木材都要大許多，這使得其在應用中受到諸多限制。

竹材的第二個缺陷同樣是其作為維管植物局限性，其壁厚較小，且壁厚徑向上力學性能變異較大，這使得其不利于直接利用，重組竹的出現在一定程度上克服了其尺寸的限制，但重組竹的制備需要應用大量的酚醛或脲醛樹脂，一方面經濟代價大，另一方面對人體的危害也較大，同時重組竹的壓制使得其密度又上升了一個臺階。歸根結底竹材的應用開發(fā)，降低其密度，提高其比強度是關鍵點。

為了解決上訴問題，本發(fā)明提出一種輕質化竹材的制備方法，不僅可以增大原竹的體積，而且不破壞其微觀結構，對降低其密度，提高其比強度都有較好的效果。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于：提供一種輕質化竹材的制備方法

為了達到上述目的，本發(fā)明的方法包括如下步驟：

步驟1、選取3-5年生竹材，竹材包括散生與叢生等各個種類的竹材。去除竹材的青皮和髓環(huán)，制成尺寸為10mm*10mm*竹壁厚的竹材小塊；轉至步驟2；

步驟2、將竹材洗凈后，浸泡入純水中24 h至恒重，后取出進行絕干；轉至步驟3；

步驟3、將絕干后的竹材放入反應釜中，溫度控制為25℃，抽真空，將低濃度NaOH溶液真空下通入反應釜，緩慢加壓，使得NaOH溶液浸入竹材內部，保壓2 h，隨后抽真空，將NaOH溶液析出；轉至步驟4；

步驟4、將步驟3所得材料使用低濃度冰乙酸浸泡24 h后，再使用純水清洗，直至洗液為中性；轉至步驟5；

步驟5、將步驟4所得材料絕干后放入反應釜中，抽真空，將低熔點的石蠟溶液在真空下通入反應釜，升溫，緩慢加壓，使得石蠟溶液浸入竹材內部，保壓1 h，隨后降低溫度，抽真空，使得石蠟液體由竹材內部抽出；轉至步驟6；

步驟6、對步驟5所得材料進行100℃純水蒸煮，析出殘余石蠟；轉至步驟7；

步驟7、配置聚乙二醇溶液對所得材料進行浸泡24 h直至恒重；轉至步驟8；

步驟8、對步驟7所得材料進行冷凍干燥，制備出輕質化毛竹材。

為達到優(yōu)良的潤脹效果上述步驟5可反復多次，即高溫浸注石蠟后，降溫，抽出石蠟后再高溫浸注石蠟，反復的次數由本領域技術人員根據需要決定，為達到較好的潤脹效果且不破壞毛竹天然結構，優(yōu)選2-4次。

進一步的，低濃度NaOH溶液濃度為0.5-1 mol/L；

進一步的，低熔點石蠟，熔點選擇為20-30℃；

進一步的，步驟5中升溫，其升溫的溫度范圍為高于所用石蠟熔點10-20℃；