1 绪论
1.1 引言
木材是一种天然可再生的环境友好型材料，其纹理美观、易于加工和高强重比等特性得到了人们的青睐。木材也是当今生活中所必须的材料之一。然而，木材在使用时易受到水分、微生物等的影响，且对温、湿度的变化较为敏感。当环境温湿度发生变化时，木材会吸收或散失水分，发生干缩湿胀现象，从而影响木材的尺寸稳定性。同时，木材产生内应力，导致其发生翘曲、开裂、变形，严重影响木制品的使用和寿命。因此，提高木材的疏水性和尺寸稳定性，是提高木材使用性能有效途径之一。
木材的防水处理是木材功能性改良中的重要研究课题之一。木材的防水处理有多种方式，其中用聚丙烯酸酯乳液对木材表面进行涂膜处理也是一种很有效的方式。经过乳液对木材表面进行涂膜处理，可有效提升木材的防水性能及尺寸稳定性，从而使木材能够应对更为复杂的环境。但乳液本身的耐水性和硬度却不够理想[1]，从而影响处理效果的持久性。二氧化硅具有优异的耐磨性、高硬度等独特优点，将纳米粒子引入聚合物乳液，制备聚合物/纳米粒子复合乳液，是提高聚合物乳液性能的重要途径[2]。因此，利用SiO2对聚丙烯酸酯乳液进行改性，探究SiO2与聚丙烯酸酯对木材的复合处理效果，对进一步提升处理材的防水性具有实际意义。本研究通过共混法和原位聚合法两种方式制备聚丙烯酸酯/二氧化硅复合乳液，探究两种方式对乳液的性能及其成膜性能的影响，以及复合乳液对后续处理材性能的影响，对提高木材的附加值和扩大木材的应用范围具有一定的研究价值和现实意义。
1.2木材构造特征
木材是一种多羟基天然多孔材料，由于其化学组分和结构特性，使得木材极易吸水/吸湿变形，易受微生物侵害，从而对木材的使用性能带来诸多负面影响。纤维素结构中含有大量羟基，为木材水分吸附提供了大量的亲和位点，且纤维素是构成植物细胞壁结构的物质，其吸水吸湿性直接影响力木材的尺寸稳定性。半纤维素也是构成植物细胞壁的三大成分之一，易溶于水且支链较多，在水中溶解度高，是导致木材产生吸湿膨胀和变形开裂的因素之一。木质素中也存在很多的羟基，为木材水分吸附提供了条件。图1.1、1.2、1.3分别是纤维素、半纤维素和木质素的化学结构。
由于木材具有这些化学组分和结构特性，当木材中水分向外蒸发或从空气中吸收水分时，细胞壁内非结晶区的相邻纤丝间、微纤丝间和水层变薄（或消失）而靠拢或变厚而伸展，从而导致木材尺寸和体积发生变化。同时，木材中含有一切微生物生长、繁殖所需要的所有营养物，只要在温度、湿度、含水率适宜的情况下就能在木材中发芽，形成菌丝，开始对木材进行败坏和降解[3]。因此，提高木材的疏水性、保持木材内部的含水率在一定水平对于木材的使用尤为重要。
图1.1纤维素
图1. 2半纤维素
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