[01340078]二氧化硅/木材复合材料的合成机理与结构性能研究

该成果来源于广西自然科学基金应用基础研究专项“二氧化硅/木材纳米复合材料的制备及其物性研究（桂科基0731011）”等项目的研究结果。该成果以密度小、材质松软的低质木材为研究对象,通过溶胶—凝胶法,使二氧化硅与木材的组分结合,原位生成了有序均匀分布于木材中的聚集体,系统揭示了二氧化硅/木材复合材料的合成机理与结构性能。该研究提高了低质木材的硬度等力学性能,改善了木材的稳定性,为改良速生人工林木材的材质提供了理论基础。该成果表明,二氧化硅生成于木材细胞壁无定型区域中,二氧化硅与木材分子产生了氢键、化学键等多种结合方式,对木材稳定性、硬度等起到了显著的改良作用。 成果主要创新点有：（1）通过XRD分析,首次发现并揭示了二氧化硅在木材Matrix无定形区域形成了稳定的聚集体。（2）首次将应力松弛分析方法应用于研究二氧化硅/木材复合材料的热动力学特性,发现该材料应力松弛过程的表观活化能及能垒的增加是增强材料稳定性的重要成因。（3）将介电松弛、动态粘弹性分析方法应用于研究二氧化硅/木材复合材料的合成机理及其结构性能,首次构筑了该种材料的介电松弛回转取向运动模型,发现木材无定形区域中的伯醇羟基参与了TEOS的水解、缩聚反应,复合材料分子内部结合力增强,为提高材料的力学性能奠定了理论基础。该成果在学科国际具影响力刊物WoodScienceandTechnology、复合材料学报、材料科学与工艺、林业科学、北京林业大学学报等重要刊物及学术会议上发表28篇论文,其中核心期刊以上论文21篇,SCI、EI收录9篇,出版专著1部,获梁希青年论文奖1项,获北京林业大学优秀博士论文奖1项。