【摘 要】
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速生杨木是重组装饰材制造中常用的木材,对速生杨木进行染色和阻燃同步改性处理是改善木材表面装饰效果,提高阻燃性能的重要方法。本研究针对杨木表面颜色不均匀、色调单一及易燃等问题,采用配伍性较好的酸性染料（GR）和氮磷阻燃剂（NP）对杨木进行染色和阻燃同步改性处理,旨在改善木材的表面装饰效果并提高防火性能。为进一步提升杨木性能,采用不同预处理方式改善木材的渗透性以及壳聚糖后处理方法提升阻燃染色同步改性杨
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速生杨木是重组装饰材制造中常用的木材,对速生杨木进行染色和阻燃同步改性处理是改善木材表面装饰效果,提高阻燃性能的重要方法。本研究针对杨木表面颜色不均匀、色调单一及易燃等问题,采用配伍性较好的酸性染料（GR）和氮磷阻燃剂（NP）对杨木进行染色和阻燃同步改性处理,旨在改善木材的表面装饰效果并提高防火性能。为进一步提升杨木性能,采用不同预处理方式改善木材的渗透性以及壳聚糖后处理方法提升阻燃染色同步改性杨木的表面颜色稳定性和阻燃剂的抗流失性。综合应用红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）、X射线光电子能谱分析（XPS）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、锥形量热（CONE）等分析方法揭示了阻燃染色同步改性杨木作用机制,系统研究了阻燃染色同步改性杨木的染色效果、耐水洗牢度、耐日晒牢度、表面润湿性以及阻燃性能;从染色动力学角度解析了阻燃剂的添加对上染率以及染料扩散性能的影响。主要得出以下结论:（1）阻燃染色同步改性杨木过程中,阻燃剂分子和染料分子之间存在促进或相互竞争作用。NP阻燃剂在水溶液中存在的NH4+和H+通过削弱带相同负电荷的染料母体（RSO3-）和木材纤维之间的斥力,提高上染率。当阻燃剂浓度为15%时,上染率达到最大值18.02%。染料浓度增加,降低阻燃剂分子在溶液中的分散均匀度,不利于阻燃剂分子向木材内扩散,导致氧指数下降。（2）温度较高时（70°C）,阻燃剂的分解加剧,且数量较多的阻燃剂分子占据木材孔隙,阻碍染料分子扩散,扩散系数降低。50-60°C时,阻燃剂削弱了染料分子和木材之间的斥力,增加染料分子向木材转移的速率,提高染料的扩散性能,扩散系数分别增加35.27%和16.84%。（3）阻燃剂使染色处理材表面颜色产生偏差,表现为明度下降,黄蓝轴色品指数减小,红绿轴色品指数增加。阻燃剂的吸湿性使胶粘剂在木材表面的接触角下降速率增大,且K值由0.237增大到0.370,胶粘剂在木材表面的铺展和渗透速率提高,润湿性得到显著改善。（4）阻燃处理降低了木材的点火时间、热释放速率峰值、总热释放量及烟总释放量,提升了木材燃烧后的残炭量,显著改善木材的阻燃效果,有利于扩大木材应用范围,增加附加值。（5）不同预处理方式可改善木材渗透性,为染料和阻燃剂分子提供更多的渗透通道。杨木经预处理后,上染率提高,氧指数增大到37-58%。水热处理提升了阻燃染色同步改性杨木的耐水洗和耐日晒牢度。（6）壳聚糖可在木材表面形成薄膜,阻止染料和阻燃剂分子从木材内流失,提高阻燃染色同步改性杨木的耐水洗牢度和阻燃剂的抗流失性。阻燃染色同步改性杨木经不同浓度壳聚糖处理后,水洗色差由18.892减小到4.509-12.859,阻燃剂的抗流失性由2.79%提高到8.07-23.61%。壳聚糖分子化学键饱和,结构稳定,另一方面,壳聚糖膜可反射、吸收部分光能,抑制木材组分中木质素的光降解反应,从而改善阻燃染色同步改性杨木的耐日晒牢度。
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