高效纳米木聚糖抗菌剂的开发及其在木材防腐中的应用研究

针对我国森林资源有限与木材消费需求日益增长的矛盾，开发了一种新型环保且具有强杀菌能力的生物质木材防腐剂。木材作为一种绿色、低碳、可持续的生物材料，易受微生物侵蚀，导致腐朽、蓝变和霉变等问题，影响其使用寿命。木材防腐处理对于提高木材耐久性和扩大应用范围至关重要。从玉米芯中提取木聚糖，并采用碱法进行二次处理，制备出粒径小、分子量低的纳米木聚糖。通过响应面法优化了纳米木聚糖的制备工艺，确定了最佳条件：处理温度59℃、时间2小时、碱浓度3％，得到的纳米木聚糖粒径为9.36纳米。进一步，通过“一步熔融法”合成了端羟基超支化聚合物(HBP-OH)，并在其羟基上引入季铵基团，制备出具有抗菌功能的阳离子超支化聚合物(HBP-L)。该聚合物的成功合成经过了凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)的确认。利用戊二醛作为交联剂，将阳离子超支化聚合物交联到纳米木聚糖上，制备出新型纳米木聚糖木材防腐剂。通过现代分析测试技术，如GPC、FTIR、1H-NMR和元素分析，证实了阳离子超支化聚合物成功引入纳米木聚糖中，实现了改性。参照国家标准《木材天然耐腐性实验室试验方法》(GB/T13942.1-2009)，对改性纳米木聚糖生物抗菌剂进行了室内防腐试验，以评估其耐腐朽能力。研究结果表明，该新型防腐剂具有优异的环保性能和杀菌能力，对推动木材行业的可持续发展具有重要意义。