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香港六合报码:用乙酰化使木材最后永远 Eastman

时间:2018-10-09 19:16

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香港六合报码  木材的缺点也很常见。谁没有小心翼翼地在腐烂的木板上踩踏或者在潮湿的窗户上挣扎?
乙酰化是一个多世纪以前首次采用的化学反应,可以解决这些问题,使木材成为未来和过去的建筑材料。经过多年多次尝试将乙酰化木材商业化,许多公司认为材料的时代已经到来。
与压力处理不同,其中将氨性铜季化合物等防腐剂注入木材中,乙酰化化学改性木材。在该方法中,乙酸酐与植物细胞壁中的大分子例如木质素和半纤维素上的羟基反应。该反应用乙酰基取代羟基,得到副产物乙酸。
它与上世纪早期用于制造醋酸纤维素乙酰化木浆的相同化学品 - 用于摄影胶片,婚纱面料,香烟过滤嘴和扑克牌。
一些公司正在提高乙酰化木材的产量,并正在向市场播种产品。伊士曼化学公司是全球主要的醋酸纤维素生产商之一,其位于田纳西州金斯波特的化学综合体正在对木材进行乙酰化。该木材以Perennial Wood品牌名称在新英格兰的50 Lowe商店出售。 Accsys Technologies开发乙酰化技术,授权给第三方,并在荷兰阿纳姆乙酰化木材。
这些公司认为消费者愿意为改善的木材性质付出代价 - 即更好的尺寸稳定性和抗腐蚀性。
威斯康星大学麦迪逊分校生物系统工程荣誉教授Roger Rowell解释说,新收获的“绿色”木材在切割成木材之前干燥时会损失约10%的木材。引入乙酰基再次拉伸木材的细胞壁,将木材锁定回其原始体积。 “它的规模可以达到最大,”他说。 “水不会膨胀它。”

Rowell说,乙酰化木材具有非常干燥的普通木材的强度。每增加1%的水分,木材就会损失约5%的破裂模数,这是衡量材料承受大负荷的方法。 “乙酰化木材更强吗?”他问道。 “是的,相当多,因为它更干燥。”同样,乙酰化木材部分抵抗白蚁,因为它比未经改性的木材更硬。
乙酸盐木材并不难用,其支持者说。 “所有可以与木材一起使用的施工技术,可以在乙酰化木材上使用,”伊士曼乙酰化木材技术经理Jimmy Dickerson说。
但是,Eastman建议使用不锈钢紧固件和乙酰化木材,因为残留的乙酸会腐蚀普通钢。乙酸还可以使木材闻起来像醋,这是乙酰化木材生产商可以通过排出多余的酸并在木材上涂饰而减少的。
关于为什么乙酰化木材会抵抗腐烂,有两种主要的思想流派。一个是乙酰化改变了真菌试图吃的底物的构象。打破木材的真菌酶不会将其识别为食物。
罗威尔是另一种基于他20年前在瑞典所做研究的理论的支持者。再次,干燥是关键。 “乙酰化可以将细胞壁中的水分降低到不足以支持真菌降解的程度,”他说。 “换句话说,为了水解糖苷键,你必须有一个水分子。如果你没有水中的糖苷键,就不会发生水解。“糖苷键将多糖中的碳水化合物分子与纤维素结合在一起。
如果乙酰化带来了这样的好处,为什么它几十年前没有起飞? Rowell指出,涵盖乙酰化木材的专利可以追溯到20世纪30年代,但随后尝试引进它的少数公司几乎没有运气。例如,Koppers试图在20世纪60年代推出一款产品。日本的Daiken在20世纪80年代推出了乙酰化木地板。涉及乙酰化学的公司,如伊士曼和BP,长期涉足该技术。
观察家列举了为什么乙酰化直到现在还不可行的技术和经济原因。虽然这个过程涉及的化学过程与用于制造醋酸纤维素的过程类似,但使用整个木材仍然存在细微之处,伊士曼的迪克森指出。
“关于木材的美丽之处之一就是它的独特之处。每块木头都不同,“迪克森说。 “同样的性质对于化学家来说是一场噩梦。”此外,生产醋酸纤维素涉及乙酰化分散良好的纤维,他说。另一方面,木块具有更小的表面积。为了使乙酰化有益,反应需要深入到木材中。
Rowell指出,另一个不同之处在于醋酸纤维素是用催化剂如硫酸制成的。但木材中乙酰化纤维素是不可取的,因为纤维素是木材强度的来源。 Rowell说,为了降低对木质素和半纤维素的反应,商业木材乙酰化过程往往不使用催化剂。
乙酰化木材也不便宜。在Lowe's,一块16英尺高压板处理板的价格为14.57美元。同样的Trex塑料复合板面板成本高达44.97美元。多年生木板将使消费者回到51.74美元。
伊士曼的迪克森说,由于耐用性,消费者已经习惯为复合材料等材料支付更多费用。 “那里的合成材料在很大程度上证明了价格,特别是在装饰中,”他说。
Accsys首席执行官保罗克莱格说,替代材料也提高了其他应用的标准。例如,木材曾经是建筑窗户的主要材料。今天在英国,安装在新结构中的大约90%的窗户是由铝或聚氯乙烯制成的,它们不像木材那样膨胀。 “PVC和铝行业在提高期望水平方面做得非常出色,”他指出。

克莱格指出,建筑师和消费者越来越需要可再生建筑材料。他们也不愿意使用碳密集型行业的材料,如PVC和铝。
Eastman和Accsys正在以不同的方式接近乙酰化木材市场。伊士曼最初专注于装饰材料。迪克森表示,该公司在户外家具和门廊地板市场也越来越受欢迎。
Eastman决定自己生产和销售乙酰化木材,而不是将技术授权给木材公司。迪克森说,将木材带到化学场所比在木材加工厂复制化学基础设施更容易。
自2007年以来,Accsys在阿纳姆开设了一家工厂,每年12.5米长的管形加压反应器可以生产高达40,000立方米的Accoya乙酰化木材。但该公司的长期业务模式是将其技术授权给第三方。
上个月它同意将这项技术授权给索尔维的Rhodia Acetow部门。截至2014年底,索尔维预计将在德国弗赖堡建造一座63,000立方米的Accoya工厂,该工厂已生产醋酸纤维素。 Accsys还与化学品制造商Ineos成立合资企业,以进一步开发和许可其最近商业化的Tricoya技术,用于从乙酰化木屑制造板材。
尽管像伊士曼这样的Accsys正在研究装饰板,但克莱格表示,窗户,门和覆层是更优先的应用,主要是因为原材料只是这类产品成本的一小部分。 “对于窗户来说,木材占成本的15%,但它的性能是90%,”他说。
克莱格认为,消费者最终将为表现付出代价,但他也认识到建筑市场是保守的。 “木材行业不是半导体行业,”他评论道。 “我们不会在18个月内从发明变为过时。”

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