一種同時制備不同外形特征乙酰化木質纖維材料的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于木材加工和保護領域，尤其涉及一種同時制備不同外形特征的乙?；举|纖維材料的裝置。
【背景技術】
[0002]木質纖維材料指組份中主要包含纖維素、半纖維素和木質素等成分的材料，它們結構中都含有大量羥基，親水能力強，容易吸水，因而給它們的應用帶來不便。如木塊，由于其容易吸水，因此易發(fā)生熱脹冷縮，導致木塊變形、開裂，并容易滋生細菌；對于木粉和木纖維而言，它們常跟樹脂一起被加工成各類材料，如木塑等；但由于它們結構中羥基多、親水能力強，因此與樹脂相容性不好，并最終影響了材料的性能。鑒于此，我們需要對木質纖維材料進行改性，減少其結構中羥基數量，降低其吸水性，增強其抗菌性和與樹脂相容性，通過研究發(fā)現(xiàn)對木質纖維材料進行乙酰化處理是個很好的解決方法(木質纖維材料乙?；磻^程如圖1所示)。木質纖維材料發(fā)生酰化反應時，其結構中羥基被乙酰基取代，由于乙酰基不具有親水性，因此?；男院?，木質纖維材料的親水性和吸水能力會發(fā)生降低。同時，由于乙?；w積大于氫原子，所以?；男院螅举|纖維材料中細胞壁和細胞壁之間的孔道會被大體積乙?；氯?，這樣就更能阻止水分子滲透到木質纖維材料中，從而也能更顯著地降低木質纖維材料的吸水能力。
[0003]由于乙酰基分子量大于氫，所以木質纖維材料乙?；笃渲亓繒黾樱Ｓ迷鲩L比(WPG)來表征，增長比越大說明乙?；潭仍礁?。增長比(WPG)計算公式為:
[0004]WPG = (W2-W1) /Wl X 100 %
[0005]其中，WPG為增重比，W2為?；竽举|纖維材料重量，Wl為?；澳举|纖維材料重量。
[0006]乙酰化木質纖維材料一般是通過木質纖維材料與液體乙酸酐之間進行反應來制備的，因為液體乙酸酐容易滲透到木質纖維材料內部，能保證制備的?；牧侠锿庑阅芤恢拢@對制備厚塊的木質纖維材料尤為重要。但使用液體乙酸酐與木質纖維材料反應時，乙酸酐的用量會很大，這樣會造成浪費，同時也增加反應后回收乙酸酐的成本。鑒于此，人們又開始嘗試用氣體乙酸酐與木質纖維材料發(fā)生反應來制備乙?；举|纖維材料。這種做法首先是對液體乙酸酐進行加熱，使其沸騰產生氣體乙酸酐，氣體乙酸酐再與木質纖維材料發(fā)生反應。這種方法能節(jié)省乙酸酐用量，能減少乙酸酐回收成本，但氣體乙酸酐在木質纖維材料中滲透有限，因此該方法只適合對薄塊或薄膜狀、纖維狀、粉末狀木質纖維材料進行?；幚?。當需要同時對多種外形特征的木質纖維材料進行乙?；幚頃r，就需要使用至少兩種生產裝置和生產工藝，操作麻煩且成本高。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種同時制備不同外形特征乙?；举|纖維材料的裝置。利用該裝置同時使用液體乙酸酐和氣體乙酸酐與不同特征木質纖維材料發(fā)生反應，能同時完成不同外形特征的?；举|纖維材料的制備。
[0008]為解決技術問題，本發(fā)明的解決方案是:
[0009]提供一種同時制備不同外形特征的乙?；举|纖維材料的裝置，包括作為反應器的第一容器；該裝置還包括能密閉的第二容器；第二容器安裝在第一容器的上方，兩者的內部空間互通，以布設了多個小孔的隔板作為間隔；氣體和液體能自由通過小孔，粉末狀或纖維狀的木質纖維材料則會被阻隔不能通過；第一容器外側套設加熱裝置，第二容器外側套設隔熱套。
[0010]本發(fā)明中，所述第一容器和第二容器具有一體式的側板，所述隔板活動安裝在設于側板內壁中部的卡位部件上。
[0011]本發(fā)明中，所述第一容器和第二容器是分體的；所述隔板固定于第二容器的底部，或活動擱置于第一容器側板的上緣；第二容器的底部通過卡裝或螺裝的方式活動安裝在第一容器的側板上緣。
[0012]本發(fā)明中，所述第二容器的頂部設有能密封的活動蓋板。
[0013]本發(fā)明中，所述加熱裝置是油浴加熱器、電加熱器或微波加熱器。
[0014]本發(fā)明中，所述隔板是聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯材質的隔板。
[0015]通過利用前述裝置，本發(fā)明能實現(xiàn)同時制備不同外形特征的乙?；举|纖維材料，該方法其具體步驟包括:
[0016](I)將厚度多2mm的塊狀、片狀或條狀的木質纖維材料放置在第一容器中，然后向其中添加液體乙酸酐，直至木質纖維材料被浸沒；
[0017](2)將薄膜狀、粉末狀、纖維狀的木質纖維材料，或者是厚度< 2mm的塊狀、片狀、條狀的木質纖維材料放置在第二容器中；
[0018](3)加熱第一容器使液體乙酸酐沸騰，第一容器中的木質纖維材料與液體乙酸酐發(fā)生?；磻?；與此同時，沸騰產生的氣體乙酸酐通過隔板的小孔擴散至第二容器中，與第二容器中的木質纖維材料發(fā)生酰化反應；加熱溫度120?180°C，?；磻獣r間4?8小時；
[0019](4)酰化反應后取出兩個容器中的木質纖維材料，分別在100?150°C的真空干燥箱中干燥4?12小時，除去未反應的乙酸酐和反應副產物乙酸，得到不同外形特征的乙?；举|纖維材料。
[0020]本發(fā)明中，所述木質纖維材料是指組份中包含纖維素、半纖維素和木質素的材料，其來源是松木、杉木或楓木中的任意一種。
[0021 ] 本發(fā)明中，在?；磻?，將所述木質纖維材料加熱干燥至含水量低于5%。
[0022]根據木質纖維材料的用量、外形特征、堆放方式，以及所需要的?；潭炔煌举|纖維材料的?；磻獣r間會有不同要求。因為木質纖維材料自身也存在多樣性，所以其?；潭葻o法實現(xiàn)完全精準地控制。操作人員可根據實際情況調整?；瘯r間，以最終?；螽a品的WPG數據作為是否滿足要求的衡量標準。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]本發(fā)明中的乙酸酐利用率高，能一次性地制備出不同外形特征的酰化木質纖維材料；本發(fā)明能降低生產成本，具有很好的工業(yè)化前景。
【附圖說明】
[0025]圖1為木質纖維材料乙?；磻^程。
[0026]圖2為本發(fā)明中乙?；磻b置的結構示意圖。
[0027]圖中附圖標記:第一容器1，第二容器2，隔板3，加熱裝置4，隔熱套5。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式進行詳細描述。
[0029]同時制備不同外形特征的乙?；举|纖維材料的裝置，包括作為反應器的第一容器I和能密閉的第二容器2 ;第二容器2安裝在第一容器I的上方，兩者的內部空間互通，以布設了多個小孔的隔板3作為間隔，隔板可選擇聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯材質制成。氣體和液體能自由通過小孔，粉末狀或纖維狀的木質纖維材料則會被阻隔不能通過；第一容器I外側套設加熱裝置4，加熱裝置4可以是油浴加熱器、電加熱器或微波加熱器。第二容器2的頂部設有能密封的活動蓋板，其外側套設隔熱套5。
[0030]第一容器I和第二容器2有多種連接方式可選，本領域技術人員可根據實際需要完成設計或選型。舉例如下:
[0031](I)第一容器I和第二容器2具有一體式的側板，隔板3活動安裝在設于側板內壁中部的卡位部件上。
[0032](2)第一容器I和第二容器2是分體的；隔板3固定于第二容器2的底部，或活動擱置于第一容器I側板的上緣；第二容器2的底部通過卡裝或螺裝的方式活動安裝在第一容器I的側板上緣。
[0033]基于上述裝置的使用，本發(fā)明能同時制備不同外形特征的乙?；举|纖維材料的方法，其具體步驟包括:
[0034](I)將厚度多2mm的塊狀、片狀或