木材／无机纳米复合材料研究现状与展望

在纳米材料特征、制备方法、纳米复合材料等方面研究成果的基础上．国内外的学对木材无机纳米复合材料进行了初步研究．研究表明．木材内部具有容纳纳米粒子的纳米空间．它存在于木材细胞壁上的微细纤维之间；并存在能与纳米粒子结合的活性基团；可用溶胶-凝胶法(sol—gel)、原位插层合成法、注入填充法等方法，形成木材／无机纳米复合材料；木材原有性能均能有不同程度的提高，甚至有可能产生全新的性能，基于木材的特点．以木材／无机纳米复合材料的工业化研究为目标，分析木材／无机纳米复合材料的制备、检测与分析表征的研究现状，提出研究建议与展望，主要包括无机纳米材料的筛选、表面改性和分散处理、纳米粒子与木材复合的途径和复合机理研究、木材／无机纳米复合材料的结构表征和性能分析及其应用研究等．     

木材中硅石初探

很多木材细胞中含有少量的二氧化硅、草酸钙、碳酸钙等无机晶体,这些无机物质在木材中起到了提高木材本身机械强度、物理强度,克服木材自身缺陷(如:易腐性、易燃性、尺寸不稳定性、各向异性、变异性、不耐候性)等优点,在结构上这些无机物质与其木材本身构成了一种复合材料,即木材—无机质复合材料.随着材料科学的进步和发展,材料复合化已成为当代材料科学发展的前沿.生物矿化采用有生命的活立木为研究对象,将研究对象从“死”细胞变为“活”材料,为木材传统改性向木材生物改性发展找到了一个契入点.所以要实现木材/无机质生物矿化复合材料的人工模拟,大量地开发该新型材料,其关键还是探讨木材中无机硅石的分布、形态、以及含量等相关情况,从而获取生物矿化所形成的木材/无机质结构复合材料的形成机理,以此来指导木材的生物改性或木材/无机复合材的仿生模拟.因此文中主要对生物矿化木材中矿物质的形状、分布及其含量进行了探讨,以便成功地进行木材/无机质复合材料生物矿化的人工模拟.     

纳米科技及其在木材科学中的应用前景(Ⅰ)--纳米材料的概况、制备和应用前景

综合介绍了近年来纳米粉体材料和纳米复合材料的制备，对木材／无机纳米复合材料研究进展进行了评述。通过纳米材料在木才、塑料、涂料等领域的应用，提出了纳米材料在木材科学与技术中的应用前景和发展趋势。     

硅气凝胶在木材-纳米无机质复合材料中的应用

气凝胶是一种新型的纳米多孔结构材料,具有可在纳米尺度控制和剪载的连续的三维网络结构,具有许多优异的性能和广阔的应用前案。结合气凝胶的制备过程,阐述了气凝胶的概念、性能、CO2超临界干燥工艺,探讨了硅气凝胶与木材的结合方式,随着二氧化硅气凝胶在木材科学与技术中的应用,必将给无机质复合木材的研究带来新的动力。     

毛白杨无机复合木材研究

为改善三倍体毛白杨木材的性质 ,实验中先后用水玻璃和硫酸铝溶液处理毛白杨木材 .浸入木材的硅酸根离子与铝离子结合 ,在木材微纤丝间隙和管胞 (或纤维 )的胞腔中生成硫酸铝沉淀 ,从而使木材中填充大量的无机物 ,得到毛白杨无机复合木材 .无机复合木材的抗收缩系数可达 5 1.2 6 ,其阻燃性和硬度也有较大改善 .     

木材中的纳米尺度、纳米木材及木材-无机纳米复合材料

为将纳米科技导入木材科学与技术研究领域,把木材科学、木材-无机复合材料学研究水平提升到纳米尺度的研究阶段,该文基于木材细胞壁的层构造及其主成分的堆积模型,提出了木材中的纳米空隙构造、纳米构造单元、纳米木材等新概念,并尝试性地讨论了纳米木材的制备方法,以及0-2,0-3,2-3木材-无机纳米复合的可行性.作者指出:①木材中的纳米空隙预示着木材具有收容纳米微粒、纳米管、纳米棒等纳米结构单元的空间.②木材中的纳米结构单元从大到小可以划分为:纳米层、纳米CMF和Matrix 、纳米晶胞、纤维素分子链簇.理论上由这些单元可以组合成纳米木材.③木材-无机纳米复合材料可以在0-2,0-3,2-3尺度上进行操作.     

木材中的纳米尺度、纳米木材及木材-无机纳米复合材料

为将纳米科技导入木材科学与技术研究领域,把木材科学、木材-无机复合材料学研究水平提升到纳米尺度的研究阶段,该文基于木材细胞壁的层构造及其主成分的堆积模型,提出了木材中的纳米空隙构造、纳米构造单元、纳米木材等新概念,并尝试性地讨论了纳米木材的制备方法,以及0-2,0-3,2-3木材-无机纳米复合的可行性.作者指出:①木材中的纳米空隙预示着木材具有收容纳米微粒、纳米管、纳米棒等纳米结构单元的空间.②木材中的纳米结构单元从大到小可以划分为:纳米层、纳米CMF和Matrix 、纳米晶胞、纤维素分子链簇.理论上由这些单元可以组合成纳米木材.③木材-无机纳米复合材料可以在0-2,0-3,2-3尺度上进行操作.     

木基复合界面化学物理相容性研究进展

从木质单元表面的化学特性与物理特性角度阐述了木质单元对木基复合界面相容性的影响.对木质—塑性聚合物复合材料、木基陶瓷材料与木材—无机纳米复合材料的界面组成及其化学物理相容性进行了简要的综述,对木基复合界面相容性的研究重点进行了总结,对未来发展趋势进行了展望.     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性1）

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇（ PVA）交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂／无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱（ FT－IR）研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。 FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇(PVA)交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂/无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

纳米技术及其在木材科学中的应用前景(Ⅱ)--纳米复合材料的结构、性能和应用

综合介绍高分子聚合物纳米复合材料及木质纳米复合材料的结构和性能，通过纳米材料在塑料、建材、涂料等领域应用的分析，提出了纳米材料在木材科学中应用的设想。     

国内外竹塑复合材料研究进展

以竹纤维以及竹制品的废弃粉末作为添加剂生产可降解竹塑复合材料,是一种可持续发展和循环利用的具有发展前景的方向。该文主要陈述近年国内外关于竹塑复合材料的研究内容与方法,并指出了未来研究竹塑复合材料所要解决的基本问题。     

钨纤维增强铜基复合材料构造木基防弹板的机理研究

对防弹板的研究现状进行了论述,首次提出将钨纤维增强铜基复合材料与微米木纤维压制的板材通过胶接的方式进行复合制成装饰防弹板的理论。对钨纤维增强铜基复合材料的制备工艺进行了研究,并分别对制备的钨纤维增强铜基复合材料和微米木纤维板进行微观组织观察。发现钨纤维增强铜基复合材料界面结合良好,微米木纤维板中的纤维在胶接的作用下呈现有利于防弹的网状排布结构。随后对防弹板中的钨纤维增强铜基复合材料进行不同应变率条件下的压缩试验,结果显示钨纤维增强铜基复合材料具有明显的应变率敏感性,在1600s。压缩时材料的流动应力达到2350MPa,同时发现在动态压缩的过程中复合材料还出现了应变硬化和应变软化现象。研究结果表明钨纤维增强铜基复合材料具有出色的动态力学性能,利用钨纤维增强铜基复合材料构造木基装饰防弹板具有可行性。     

木基金属复合材料的研究进展

鉴于木材资源的有限性，限制对林木资源的砍伐迫在眉睫，因而，提高木材资源的高效利用显得尤为关键。基于木材固有的孔道结构和金属固有特性，木基金属复合材料可实现高效利用木材资源。本研究概述了木材和金属复合的发展进程、制备方法，以及其在抗静电、储能和疏水方面的最新研究成果及木基金属复合材料在L和X波段的电磁屏蔽性能。最后分析了木基金属复合材料的不足，展望了磁性木材在电磁屏蔽性能与棒状中空材料降解重金属离子的发展前景。     

生物炭及其复合材料的制备与应用研究进展

生物炭含碳量高,具有较大的孔隙度和比表面积,是天然的吸附材料,其吸附性能高、成本低廉,具有改良土壤、增加碳汇、修复环境污染等功能,被广泛应用于农业、生态修复和环境保护领域。近年来,越来越多的学者开始研究生物炭复合材料的制备,将生物炭与其他材料组合,利用物理、化学方法合成具有新性能、新结构的材料,提高吸附材料的性能。通过综述生物炭及其复合材料的制备、表征方法以及其在污染治理方面的应用,阐述了生物炭及其复合材料对水体和土壤中污染物的修复机制,在此基础上提出了将来研究高效生物炭吸附材料的重点和方向,以期为生物炭的大规模应用提供参考。     

模糊理论在竹纤维复合材料研究中的应用

介绍了模糊理论在纤维复合材料研究中的应用．给出了影响竹纤维复合材料性能因素的模糊数学评判模型．为竹纤维复合材料研究提供了一种有效的方法。     

水溶性聚合材料对土壤生物的影响

缓/控释肥料研制和应用已成为提高肥料利用率和降低环境污染风险的重要途径。通过田间小区试验,研究了5种具有代表性的缓释肥料包膜材料纳米-亚微米级水溶性聚合物,即纳米级聚乙烯醇混聚物(CF2)、纳米-亚微米级高岭土-聚酯混聚物(N-KL)、纳米-亚微米级腐植酸混聚物(N-FZ)、纳米-亚微米级丙烯酸酯类混聚物(N-BX)、纳米-亚微米级聚苯乙烯泡沫塑料混聚物(N-PS),在降解释放过程中对土壤主要微生物、主要功能群以及具有代表性土壤动物群落影响。结果表明,不同水溶物聚合物对土壤生物的影响不同,与CK相比,5种水溶性聚合材料处理后细菌、放线菌、氨化细菌、硝化细菌、纤维分解菌种群数量分别增加1.08～2.34倍、0.37～0.96倍、0.3～2.17倍、0.52～1.15倍、0.03～2.45倍,其中腐植酸混聚物处理增加量最大;对真菌、固氮菌种群数量影响不大;对反硝化细菌种群数量有减少的趋势。5种水溶性聚合材料处理对土壤动物的线虫动物门、蜱螨目个体数分别增加15.16%～52.98%、12.33%～200%,其中腐植酸混聚物处理增加数量最多。     

木粉-聚乳酸复合材料的染色及其性能评价

为了丰富木塑复合材料的颜色以扩大其用途,并探索色素对木塑复合材料综合性能的影响及其机理,以毛白 杨木粉和生物降解塑料———聚乳酸为原料,选用3 种食品级色素(胭脂红、柠檬黄、果绿)在不同添加量的条件下制 备染色木粉鄄聚乳酸复合材料。对染色后的复合材料进行耐水洗坚牢度、吸水吸湿性、弹性模量、抗弯强度等物理 力学性能测试,并用红外光谱进行表征。结果表明:1)添加色素可以不同程度地改变木粉鄄聚乳酸复合材料的颜 色,但色素添加量越多,复合材料的耐水洗坚牢度越弱,且高温比室温水浴使材料褪色更加明显。2)添加色素会不 同程度地降低复合材料的抗弯强度,但对材料的弹性模量影响不大。果绿色素添加量为2%时,对复合材料的抗弯 性能影响最小。3)果绿色素添加量为2%时,染色复合材料的吸水、吸湿性最小,与未添加色素的空白组接近。4) FT鄄IR 表明,色素在制造过程中发生了变化或者与木材细胞中的物质产生了反应。5)色素的种类和添加量对木粉鄄 聚乳酸复合材料的染色及物理力学性能均有一定程度的影响。添加果绿色素且当其添加量为2% 时,复合材料的 综合性能达到最优。