木材是具有吸湿亲水性的生物质材料,受到水分影响容易产生变形变色或者腐朽降解等缺陷,因此有必要对木材进行防水改性来提高木材的利用价值。为了研究木材防水剂的反应机理和提高木材的防水性,本文以硅酸钠和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为有机硅聚合物前驱体制备木材防水剂,利用近红外(near infrared,NIR)光谱和二维相关分析(2D-correlation analysis,2DCorr)方法来研究有机硅聚合物的反应机理,以获得有机硅聚合物的最佳配比和作用时间,并观察防水剂在木材表面的疏水性。此外,将有机硅聚合物与环氧树脂共混,采用半连续单体滴加种子乳液聚合工艺与丙烯酸树脂共聚,再对木材涂刷和浸渍处理,最后测试改性材的疏水性、吸水性和尺寸稳定性等性能以考察改性材的防水效果,并利用衰减全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)观察改性材表面化学结构。结果表明:1)随着VTES的比例增加,游离羟基和醇羟基减少,结合羟基增加和含硅基团增加;混合溶液的最佳摩尔比是1:5。随着时间增加,羟基逐渐以氢键结合;C-H基团难以发生高倍频跃迁;混合溶液在2h内充分进行水解缩合反应。木材表面涂刷改性后的接触角为114°。2)结合二维相关分析揭示了基团随微扰变化的次序,发现随着VTES的比例增大,羟基逐渐以氢键缔合;水解反应在硅氧烷的添加后发生,生成了硅醇。随时间增加,C-H基团相对于结合羟基和含硅基团对时间变化更敏感,不易向高级倍频跃迁;Si-O-C经过水解缩合后生成Si-OH与Si-O-Si,先于后两个基团变化;Si-OH组合频的发生在倍频之后;Si-OH和Si-O-C受激发偶极矩的取向同时发生。3)硅丙树脂对木材改性后,涂刷和浸渍处理材的疏水效果优于有机硅聚合物改性材,也优于含硅环氧树脂改性材,涂刷方式的疏水效果更好;红外光谱检测发现,素材表面的羟基被屏蔽,从而降低木材吸附水分能力,涂刷处理材含有低表面自由能的化学基团更多;浸渍处理材的吸水性优于未处理材,抗干缩性在后期有所下降,抗湿胀性能稳定。4)含硅环氧树脂对木材改性后,浸渍处理材的疏水效果优于涂刷处理材,相较于有机硅聚合物改性材略有提高;红外光谱检测发现,素材表面的羟基被屏蔽,降低木材吸附水分能力,浸渍处理材含有低表面自由能的化学基团更多;涂刷和浸渍处理材吸水性均优于未处理材,抗干缩性稳定,抗湿胀性后期有所下降,吸水性和尺寸稳定性均优于硅丙树脂改性材,其中浸渍处理材防水改性效果更明显。