葡萄糖与柠檬酸和二羟甲基二羟乙基乙烯脲交联改性杨木
摘要：本研究采用葡萄糖（GLC）对杨木进行改性，并以柠檬酸（CA）或二羟甲基二羟乙基乙烯脲（DM）作为交联剂。GLC易于渗透木材的细胞壁，且交联后充胀细胞壁。当GLC浓度为20%时，在添加了10%的CA或DM的情况下，木材中GLC的浸出率由73%下降至15%。DM的交联效率比CA高。细胞壁中固着的改性剂导致约6%的永久性膨胀，即饱水后体积膨胀减少了43%。红外光谱表明，GLC在催化剂条件下可以被活化，但GLC和木材聚合物的反应十分有限。扫描电子显微镜（SEM）显示（反应结束后）部分化学物质仍然存在于细胞腔内。研究结果表明单独使用GLC无法有效地改性木材，但使用交联剂处理GLC是一种可行的木材改性方法。
关键词：二羟甲基二羟乙基乙烯脲，充胀作用，柠檬酸，交联，尺寸稳定性，葡萄糖，流失性，反应活性，木材改性
引言
化学改性有助于提高木材的尺寸稳定性、抗真菌腐蚀和风化侵蚀能力。改性机理随化学物质的变化而不同；然而，细胞壁充胀、羟基失活和/或化学物质填充细胞腔是所有改性方法的基本共同特征。通常，改性剂必须具有低分子量，以便通过接枝、交联和/或缩聚的方式穿透木材微孔并在木材细胞中发生反应。现有的改性技术基于石油基化学物质，如低分子量的脲醛树脂和酚醛树脂和酸酐。这些化学物质改善了木材性能，并赋予了木材新功能; 然而，挥发性有机化合物(VOCs)的释放，如甲醛和醋酸，可能限制了它们在室内和公共领域的应用。越来越多的环境友好型化学物质和处理方法被用于木材改性。
葡萄糖（GLC）是一种多羟基单糖，是木材多糖中脱水葡萄糖（AHG）的重复单元之一，是一种丰富的可再生资源，它的摩尔质量为180，能够穿透细胞壁。但其一个关键问题是固定GLC以避免其流失。GLC是一种醛糖，有可能与木材的-OH基团反应，在特定的催化剂条件下以全缩醛形式存在。然而，这种反应的固定率很低，如水浸出实验中所见。用芬顿试剂对GLC进行了氧化处理以对其进行固定，但水浸出率仍然很高。将GLC活化为活性更高的糠醇和糠醛也可以改善固定，但需要非常特定的反应条件和昂贵的金属催化剂。多元醇（如麦芽糊精和聚乙烯醇）和交联剂（如羟甲基三聚氰胺和羟甲基脲树脂）对木材的处理之前已经获得专利，以提高其硬度、抗冲击强度和憎水性。这种将GLC与高活性交联剂相结合以固定的研究尚未开展。
为此，本研究以GLC为改性剂，并采用柠檬酸和二羟甲基二羟乙基乙烯脲作为交联剂对杨木进行改性。CA 是一种天然含有三个羧基的化学物质，它可以与两个羟基反应形成两个酯键。相反，DM 是一种含有两个N-羟基的合成产物，可以与两个羟基反应形成两个醚键。应该研究未经处理和处理过的木材的耐水浸出性、膨胀率和吸湿性。化学物质在木材中的反应活性应用红外光谱法测定，化学物质在木材组织中的局部分布应用扫描电子显微镜（SEM）观察。
材料和方法
制备了尺寸为10times;20times;20mm3（Ltimes;Ttimes;R）的杨木木块。D-GLC、次磷酸钠（SHP）和高纯度的氯化镁（MgCl2）都是从Alfa Aesar公司（中国天津）购买的。交联剂是来自BASF（中国）有限公司（中国上海）的33%DM 水溶液，以及来自哈尔滨永昌化工有限公司的 CA。
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