利用X射线衍射技术分析黄藤材微纤丝角、结晶度及γ射线的影响

为了解棕榈藤材基本材性、提高我国棕榈藤资源高附加值加工利用水平,以我国特有的黄藤为研究对象,应用X射线衍射法测定黄藤材微纤丝角、结晶度,并就γ射线辐照处理对微纤丝角、结晶度有何影响进行了分析。结果表明:纤维微纤丝角在33.4°～38.7°范围内,平均为36.1°;藤皮处微纤丝角不比藤芯处的大。当标准剂量率为2.5×103Gy.h-1、辐射剂量分别为3,9和15kGy三个水平时,辐照处理前后对应微纤丝角分别为36.2°和35.8°,35.9°和35.4°,36.2°和35.4°,较处理前分别减小了1.10%,1.39%和2.21%。纤维素结晶度在24.8%～32.0%范围内,平均为28.6%,藤皮处结晶度均比藤芯处高。辐照处理前后对应结晶度分别为28.1%和26.0%,28.1%和26.9%,28.5%和27.1%,较处理前分别减小了7.58%,4.34%和4.70%,其中当辐射剂量为3kGy时,辐照导致结晶度差异在0.001水平上极显著。     

黄藤材薄壁细胞木质素分布的可见光谱分析

以我国特有的黄藤为研究对象,运用可见光显微分光光度计,对不同生长时期黄藤材薄壁细胞及细胞壁微区木质素含量和分布进行研究。结果表明:随着黄藤材藤龄的增大,薄壁细胞次生壁中紫丁香基木质素含量不断增大,紫丁香基木质素和愈疮木基木质素总量呈"降—升—降"的变化趋势。薄壁细胞角隅处木质素含量高于次生壁,薄壁细胞壁各微区木质素含量均为胞间层较高,初生壁次之,次生壁最少。     

毛竹及其组成单元的水分吸着特性

通过测量不同相对湿度下毛竹竹块、竹粉、竹纤维、薄壁细胞的吸湿平衡含水率,建立了相应的水分吸着等温线,并探讨了它们水分吸着特性的差异及原因。结果表明:毛竹竹块、竹粉、竹纤维、薄壁细胞的水分吸着等温线与木材类似,均呈反"S"形;竹粉的水分吸着等温线整体高于竹块,但两者的纤维饱和点含水率相差很小,约为0.37%;化学离析得到的毛竹薄壁组织细胞的纤维饱和点含水率为44.24%,显著大于竹纤维的纤维饱和点含水率(34.07%);毛竹薄壁细胞及竹纤维的纤维饱和点含水率均显著大于竹块和竹粉,原因是化学离析使竹材细胞壁壁内产生较多的微毛细管系统,有利于水分子的多分子层吸附和凝结水的产生。     

分级杉木风电叶片复合材料的制备与研究

以杉木为原料,通过杉木分级、优选制成杉木薄板层积材,利用INSTRON 5582万能力学试验机进行检测.试验结果表明:由一、二级分级杉木制成的风电叶片复合材料的物理力学性能均达到或超过目前国外风电叶片在用的常规木材/环氧层积材的特性,完全能够替代目前大量使用的玻璃钢叶片材料.     

黄藤材纤维细胞木质素分布

为提高我国棕榈藤资源高附加值加工利用水平,以我国特有的黄藤为研究对象,运用可见光显微分光光度计,对不同生长时期、不同位置的黄藤纤维细胞及细胞壁微区木质素含量与分布进行研究。结果表明:随着藤龄的增加,纤维细胞次生壁及角隅处S基木质素含量均呈现出“增—降—增”的变化趋势,而S和G两种木质素总含量基本上呈不断增加的变化趋势。径向纤维次生壁及角隅处木质素含量变化趋势完全一致,且纤维细胞角隅处木质素含量高于次生壁; 其中,S基木质素含量均呈中部>外部>内部的变化趋势,S基和G基木质素总量均呈内部>中部>外部的变化趋势。在藤茎内部和中层,纤维鞘中由外向内木质素含量均呈先增后降的变化趋势; 但藤茎外层纤维鞘中S基木质含量呈不断降低的变化趋势,而S基和G基木质素总量却呈现不断增加的变化趋势。纤维细胞壁各微区的木质素含量为次生壁<初生壁<胞间层。     

木材中的水分及其近红外光谱分析

水分是木材的重要特征之一,用近红外光谱分析木材性质,必须考虑水分对预测结果的影响。文章分析了不同含水率状态下木材在近红外光谱区的吸收特性;用近红外光谱法预测木材中的水分含量,相关系数为0.99,校正标准偏差SEC和预测标准偏差SEP分别是0.041和0.043;通过在不同含水率(7%,12%,20%,30%,60%)状态下采集近红外光谱与固定含水率下的木材密度建立关联,结果表明,利用近红外光谱技术可以在不同含水率下采集近红外光谱来预测木材气干密度。     

PLS-DA法判别分析木材生物腐朽的研究

利用近红外光谱结合PLS-DA判别分析方法可用于食品、药品和农产品等的快速识别或检测,因此,研究利用近红外光谱结合PLS-DA方法来检测木材的生物腐朽。研究结果表明：应用近红外光谱结合PLS-DA方法对培训集样本建立的判别模型,其校正及验证结果与实际分类变量的相关系数均超过0.94,SEC和SEP都低于0.17; 利用模型对未参与建模的样本进行检测,发现该模型对未腐朽、白腐和褐腐三种类型样本的判别准确率均为100%(偏差均小于0.5); 与SIMCA法相比,PLS-DA法对木材生物腐朽样本的判别准确率更高,说明应用近红外光谱结合PLS-DA方法能快速地检测到木材的生物腐朽,并能准确地判别出木材的生物腐朽类型。     

光谱预处理对近红外光谱预测木材纤维素结晶度的影响

木材纤维素结晶度是木质材料的一个重要性质,它与树木的生长特性、结构与化学组成均有密切关系,并对木材的杨氏模量、尺寸稳定性、密度和硬度等具有重要的影响,文章研究了利用近红外光谱结合多变量数据分析技术对人工林木材纤维素的结晶度进行预测的能力。本研究从人工林湿地松木粉试样的表面采集近红外漫反射光谱,并利用X射线衍射法测定了木材纤维素的结晶度。研究表明,采用一阶导数和二阶导数光谱预处理没有提高近红外模型的预测效果,而采用原始光谱的预测效果最好,预测值与X射线衍射测定值的相关系数r可以达到0.950,各项预测误差值较低, 说明采用近红外光谱结合多变量数据分析方法建立的结晶度预测模型具有理想的预测能力。     

近红外光谱技术快速预测泡桐活立木年轮密度

应用近红外光谱分析技术主要对兰考泡桐活立木年轮密度进行了研究。取样时采用无损的方式,即不伐木,只从样木胸径处钻取直径为5 mm的木芯;用近红外光谱仪采用自动进级式采集样品光谱,波谱范围为350～2 500 nm;密度值采用水银体积仪测量;校正模型和预测模型建立与分析采用偏最小二乘和完全交互验证法。研究结果表明,中径级和大径级泡桐所选年轮数与近红外光谱值之间均存在很好的相关关系,预测模型相关系数分别达0.88和0.91;中径极的泡桐年轮密度与近红外光谱的校正模型和预测模型相关系数分别达到0.90和0.83,校正标准误差(SEC)和预测标准误差(SEP)分别为0.012和0.016。由此可见,该法可简单、快速、无损的预测中径级即接近采伐龄泡桐活立木的年轮密度。     

杉木综纤维素和木质素的近红外光谱法测定

用近红外光谱法对杉木中综纤维素和木质素含量进行了快速测定。用常规湿化学方法测定了48个杉木木材样品的综纤维素和木质素,用近红外光谱仪采集相应的光谱,进行二阶微分处理和平滑预处理后,用偏最小二乘法和完全交互验证方式建立相应预测模型。综纤维素校正模型和预测模型的相关系数分别为0.96和0.93;预测标准误差分别为0.39和0.50;木质素校正模型和预测模型的相关系数分别为0.99和0.90;预测标准误差分别为0.10和0.28。结果表明,近红外光谱法可以快速分析木材中综纤维素和木质素含量。