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研究生:賴明志
研究生(外文):Lai Ming-Chih
論文名稱:木材苯甲基化處理及其膠合特性
論文名稱(外文):Adhesion Properties of Benzylated Wood
指導教授:劉正字
指導教授(外文):Liu Cheng-Tzu
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:森林學系
學門:農業科學學門
學類:林業學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞:苯甲基化膠合性質苯甲氯
外文關鍵詞:BenzylationAdhesion propertiesBenzyl chlorideDSCFTIRSEM
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本研究乃利用苯甲氯對杉木及麻六甲合歡進行苯甲基化化學改質,藉由改質處理材之重量增加、FTIR光譜分析、DSC熱分析及熔點測定,以探討不同處理條件對木材化學改質效果及改質處理材熱可塑性之影響。此外,並將苯甲基化粒片在不添加膠合劑之條件下,探討其熱壓自膠合製造粒片板之可行性及其製板條件。由試驗結果得知,木材以苯甲氯進行化學改質時,以100 ℃加熱反應1.5 hr者有最佳之改質效果;由FTIR分析得知苯甲氯和木材之羥基產生反應,並與木材組成分形成苯甲基;由DSC分析得知苯甲基化木材具有較高之抗熱分解性;由熔點觀測得知苯甲基化木材具備受熱熔融現象。苯甲基化粒片可在不添加膠合劑情況下,藉熱壓自膠合性以製造粒片板,其粒片板之內聚強度及尺寸安定性均較傳統粒片板為佳,且比重較高者較佳。由SEM觀察可知苯甲基化粒片所製粒片板之表面被熔融之物質所覆蓋,而其內部相鄰細胞之細胞壁界面並不明顯,此結果顯示苯甲基化粒片之結合乃木材細胞壁因受熱軟化而熔融,並相互流動而產生面膠合。
In this study, china fir (Cunninghamia lanceolata) and malacca albizzia (Albizia falcataria) were chemically modified with benzyl chloride. The effect of treatment condition on the efficiency of wood chemical modification and the thermoplasticity of modified wood were investigated by the weight gain, the spectroanalysis of FTIR, the thermal analysis of DSC and the melting point measurement. Moreover, the feasibility of particleboard made with benzylated wood particles through self-bonding with hot-pressing and without adhesive and the suitable manufacturing condition were investigated. The results showed that the optimum chemical modification conditions of wood with benzyl chloride was at 100 ℃ for 1.5 hr. FTIR spectroanalysis showed that benzyl chloride could reacted with hydroxyl groups in wood and formed benzyl groups. DSC analysis showed that benzylated wood had higher thermal decomposition resistance than the unreacted wood. The melting point measurement showed that benzylated wood had a phenomenon of hot-melting. Particleboards could be made from the benzylated particles without adding any adhesives by through self-bonding when applying hot-pressing. Internal bonding strength and dimensional stability of benzylated particleboards were better than traditional particleboards. Also the higher specific gravity particleboard had better characters on internal bonding strength and dimensional stability. From the observation of SEM, the surface of benzylated particleboards was covered with hot-melted materials, and the interface of cell walls among particleboard was obscured, indicating that the benzylated wood particles was due to hot-softening and melting of cell wall, and then fluided to each other to produce the plane adhesion.
目錄…………………………………………………………...Ⅰ
表目次………………………………………………………...Ⅴ
圖目次………………………………………………………...Ⅶ
摘要………………………………………………………….…1
Summary………………………………………………………..2
第一章 前言…………………………………………………….4
第二章 文獻回顧……………………………………….………7
壹 木材化學改質之原理及方法………………………….7
一 木材之化學組成分…………………………………...7
(一) 碳水化合物(Carbohydrate)…………………7
(二) 木質素(Lignin)………………………….…..9
二 木材之構造………………………………………….11
三 木材化學改質之反應位置………………………….11
四 木材化學改質之方法……………………………….15
(一) 醚化處理……………………………………...15
(二) 酯化處理……………………………………...18
五 木材之熱可塑化…………………………………….21
貳 化學改質材之性質分析……………………………...23
一 DSC分析……………………………………………23
二 熔點分析…………………………………………….24
三 FTIR分析…………………………………………....25
四 SEM觀察……………………………………………28
參 木材自膠合之應用…………………………………...30
第三章 木材苯甲基化改質處理……………………………...32
壹 材料與方法…………………………………………...32
一 試驗材料…………………………………………….32
(一) 木材…………………………………………...32
(二) 藥品…………………………………………...33
二 試驗方法…………………………………………….34
(一) 木材前處理…………………………………...34
(二) 木粉之鹼萃處理……………………………...34
(三) 木粉之苯甲基化處理………………………...35
(四) 苯甲基化木粉性質分析……………………...35
貳 結果與討論…………………………………………...37
一 重量增加率……………………………………….…37
二 DSC分析…………………………………….………40
三 熔融現象…………………………………………….43
四 FTIR分析……………………………………………47
第四章 苯甲基化木材製造粒片板…………………………...55
壹 材料與方法…………………………………………...55
一 試驗材料…………………………………………….55
(一) 木材…………………………………………...55
(二) 藥品…………………………………………...55
二 試驗方法…………………………………………….56
(一) 苯甲基化粒片製備……………………….…..56
(二) 粒片板製造…………………………………...56
(三) 粒片板性質測定……………………………...58
貳 結果與討論…………………………………………...60
一 粒片板升溫模式…………………………………….60
二 內聚強度…………………………………………….62
三 吸水率……………………………………………….67
四 吸水厚度膨脹率…………………………………….73
五 SEM觀察……………………………………………79
(一) 粒片板外觀…………………………………...80
(二) 粒片板內部構造……………………………...81
第五章 結論…………………………………………………...86
第六章 參考文獻……………………………………………...88
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