人工木材

人工木材,是從天然木材中提取木質素的方法,人工木材被用於製造家具中。

概述

日本三重縣三重大學的科學家發現了從天然木材中提取木質素(一種親和性極強的粘著性物質)的方法,從而再次推動了開發人工木材的研究工作。研究表明,幾年之內,人工木材將可用於製造家具,這種家具的製造過程和現在用塑膠製作家具的方法相似。此外,人工木材還可用於製作宇宙空間站中的設備,它質地堅韌,能較好地適應宇航產業對材料的苛刻要求。此項研究的領導人、日本三重大學生物資源部的清本教授解釋了人工木材的構成。他說,新材料完全是通過溶解天然材料從中提取的。新材料很像紋理精細的天然木材,輕拍它,也會發出同樣的很清脆的聲音。
類似纖維素的纖維是天然木材的主要組成分,木質素是纏繞在纖維周圍、使纖維凝集在一起的無定型聚合物,它約占木材質量的20%~30%。

詳細

人工木材從碎木材刨花木屑中提取木質素,加入從廢紙中提取的纖維,這樣可使原材料隨處可得、來源充足,因此價格非常低廉。它的製造工序也很簡單。紙在水中被溶解並乾燥,提取纖維,攙入木質素,再使它自然變硬成形。
人工木材和天然木材一樣,能在短時間內藉助微生物分解,這對環境保護是十分有意義的。材料的自然分解年限是確定它是否是“綠色材料”的重要標誌之一。比如,塑膠的自然分解年限極長(大約為10萬年),大量廢棄舊塑膠的處理是令人頭疼的環境保護難題。人工木材的強度由生產過程中加入的一種化學試劑的數量決定。清本教授說,一般來說,人工木材比天然木材強度大,而且強度可根據實際需要調整。例如,套用在宇宙空間站的人工木材就是特製的。
人工木材的另一個優點是可將其做成需要的任何形狀:方的、圓的,或是如天然木材的柱形,這樣就減少了再次精加工的費用。在人工木材變硬成形後,將它浸泡在特製的酒精溶液中,就能使它還原成最初的纖維和木質素。
科學家早就知道木質素的存在,而且知道它是親和性極強的粘著劑,只是一直沒有找到在不改變它的粘著性質的前提下,將其從木材中提取出來的方法。以前,它被看成是造紙過程中的不必要的副產品。造紙時,將木材浸泡在強鹼性溶液中,加熱到170度,就可去掉木質素。但這時的木質素已失去至關重要的網狀結構,變得毫無用處。為了不改變其結構並提取木質素,清本教授注意到,浸泡在水中時,木質素和纖維的反應是不同的;纖維是親水物質,而木質素是厭水物質。
清本教授說,提取木質素的第一步是把木材浸泡在有機酚醛溶液中,酚醛就像是一件外衣,包裹著木質素,然後加入硫酸溶解,去掉纖維,就從木材中提取出未改變其天然狀態的木質素。

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