木材冲击韧性含水率修正模型的研究

对杉木和茅栗两种木材含水率为9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%时的木材弦向冲击韧性进行了测试,并测定含水率为12%时木材径向冲击韧性,同时在现有标准冲击韧性含水率计算模型基础上建立修订模型。试验结果表明：杉木的径向冲击韧性平均值为46.112 kJ/m2,弦向冲击韧性平均值为37.514 kJ/m2;茅栗径向的冲击韧性平均值为82.994 kJ/m2,弦向的平均值为76.271 kJ/m2,在0.05水平上经t检验差异均显著。建议在修订《木材冲击韧性试验方法》标准时,增加冲击韧性含水率修订模型A12=AW[1+0.02(W-12)]和径向冲击韧性试验部分内容。     

马尾松锯材在热压干燥过程中的传热规律

根据约翰.F.肖非稳态传热传质理论,建立了马尾松锯材在热压干燥过程中的传热数学模型。将马尾松锯材在干、湿球温度分别为100,99.5℃,即相对湿度约为100%的条件下汽蒸处理3h,然后在温度为180℃、压力为0.2MPa、呼吸间隔为60s(每次呼吸约1s)的工艺条件下进行热压干燥验证试验。结果表明,除少数几个值外,其余各点的实测温度与计算温度之间偏差均小于5%。该模型较好地反映了在热压干燥过程中马尾松锯材内的温度变化。     

拉曼光谱对高地钩叶藤纤维S2层主要成分的预测

棕榈藤(rattan)属于棕榈科(Palmae)省藤亚科藤类植物,是一种产于热带森林中,仅次于木材和竹材的、重要的非木材林产品,具有很高的经济价值和开发前景。全球棕榈藤总共有13个属660余种,其中我国自然分布有4属37种5变种,但有较高经济价值的不到30种。由于目前对棕榈藤的细胞结构,尤其是藤纤维的细胞壁结构知之甚少,严重限制了对棕榈藤材的研究和加工利用。因此,为构建棕榈藤材纤维细胞壁结构模型,以高地钩叶藤(Plectocomia himalayana Griff.)为研究对象,对其基部、 2 m处、中部和梢部四个部位分别截取试样、软化、聚乙二醇包埋、切片。切片在室温下经0.2 mol·L-1的硼氢化钠(NaBH4)溶液浸泡5~6 h后用蒸馏水洗净,利用LabRam XploRA显微共聚焦拉曼光谱仪,采用逐点扫描显微探针成像方法获取光谱数据集。将获得的光谱数据利用LabSpec5软件进行处理,从而得到藤茎不同部位藤皮、藤中、藤芯处纤维细胞次生壁中层(S2)主要成分,即纤维素、半纤维素、木质素相对含量,并就相对含量在径向、轴向变异进行了分析。结果表明,在径向上,高地钩叶藤藤皮处纤维细胞S2层纤维素与半纤维素相对含量最高,木质素相对含量最低;而藤芯处纤维细胞S2层纤维素与半纤维素相对含量最低,木质素相对含量最高;藤中处纤维素、半纤维素及木质素相对含量居中。在轴向上即不同藤龄处,藤皮纤维细胞S2层纤维素和半纤维素的相对含量在2 m处最大,木质素的相对含量在梢部最大;藤芯纤维细胞S2层纤维素、木质素、半纤维素的相对含量分别在中部、 2 m处、基部处最大。藤皮、藤芯与藤茎一样,纤维细胞S2层纤维素相对含量最小值在梢部,半纤维素和木质素相对含量均在中部最少。分析可知,棕榈藤藤茎不同部位,藤纤维细胞壁中层(S2)纤维素、半纤维素及木质素相对含量是不同的。     

三聚氰胺改性脲醛对马尾松速生材性质影响

通过对马尾松速生材汽蒸、热压和三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)表面强化处理,改善其尺寸稳定性和物理力学强度,以实现速生材的高效利用。结果表明：表面强化处理材的抗弯弹性模量、抗弯强度、横纹抗压强度（全部）分别为11 294、831、43 MPa,均较气干材的大,增幅分别达到75 %、105 %、303 %;硬度为2 479 N,较处理前气干材有所提高,增幅为90 %;但耐磨性要比气干材的差。表层的密度达0445 g/cm3,较内层增大16492 %。抗胀(缩)率(ASE)、阻湿率(MEE)和抗吸水率(RWA)分别为8623 %、5118 %和3151 %,尺寸稳定性优于气干材。因此,表面强化改性处理,有利于人工林速生材的材质改善。     

汽蒸及干燥温度对马尾松锯材脱脂的影响

在温度为100℃、相对湿度为100％的条件下，分别对马尾松（Pinus massoniana Lamb.）锯材汽蒸处理2，2.5，3h，其脱脂率逐渐增加，分别为46.24％、48.80％和55.04％。对经汽蒸处理2.5h的马尾松锯材，分别在140、160和180℃的条件下进行热压干燥，发现其脱脂率随着温度的升高而增加；与气干材相比，其累计脱脂率分别为63.82％、66.76％和67.82％。     

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。     

马尾松速生材的表面强化工艺观察

对马尾松速生材汽蒸预处理后,热压干燥至一定的中间含水率,再用不同的树脂进行进行表面强化改性处理。由于汽蒸处理时间、热压温度、压力、涂胶前木材的含水率、胶的种类、涂胶量对木材的干燥速度、体积收缩系数、抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)等质量指标有不同的影响,故分别以其为单一质量评价指标,确定相应的最佳工艺。     

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。     

马尾松锯材在热压干燥过程中的传质数学模型

根据菲克第二定律,建立了马尾松锯材在热压干燥过程中传质数学模O型将长×宽×厚为3 0 0 mm X 100 mm x22 mm 的马尾松锯材在温度为100 ce 飞相对湿度约为100% 的条件下汽蒸处理3 h , 再在温度180 ce 飞压力0 . 2 MPa 飞呼吸间隔60 s 的工艺条件下进行热压干燥验证试验。结果表明: 所建传质模型除含水率在纤维饱和点以上时,马尾松锯材的某些测试点实测含水率与模型计算值偏差稍大外,其他情况都能较好地反应热压干燥过程中水分移动规律。