金丝楸木材化学成分的不均一性

【目的】研究金丝楸木材化学成分在纵向不同高度及径向心、边材中的含量和组成特点,为金丝楸木材加工利用提供科学依据。【方法】分析金丝楸木材纵向不同高度心、边材苯醇抽提物、聚糖和木质素含量,采用细胞壁全溶法结合二维异核单量子核磁共振(2D HSQC NMR)技术对相应部位的原生木质素分子结构进行表征。【结果】金丝楸木材边材苯醇抽提物含量高于心材,且心材中靠近树心部分的苯醇抽提物含量高于靠近边材部分。心、边材苯醇抽提物化学成分存在差异,但不同高度相同径向区域苯醇抽提物含量及其成分差异较小且并未随树高不同体现出特定变化规律。边材木质素含量低于心材,但心、边材木质素含量在树高方向上无明显变化规律。金丝楸木材木质素为典型G/S型木质素,纵向不同高度区域木质素大分子结构基本一致,但心材木质素分子结构中β-5'连接的相对含量高于边材。木聚糖是金丝楸木材半纤维素的主要组分。边材聚糖相对含量高于心材,但心、边材聚糖含量并未随树高不同体现出特定变化规律。【结论】金丝楸木材径向心、边材化学成分含量及相应成分分子结构具有规律性差异,边材向心材过渡过程中主要变化为木质素成分的积累和发色物质的生物合成。木材纵向不同高度相应区域中各化学成分含量也存在一定差别,但并未随树高不同发生规律性变化。木材纵向不同高度相同径向区域中各组分的化学成分和分子结构基本一致。对金丝楸木材进行加工利用时,应重点关注其径向方向的化学成分含量和性质差异。     

高温热处理对桃花心木化学性质的影响

热处理是木材加工行业中常用的处理手段之一,可有效提升木材尺寸稳定性及具有防生物侵蚀能力,但在一定程度上也会降低木材的力学性能。热处理导致木材材性变化的根本原因是木材组分含量及其分子结构在热量作用下发生了变化。笔者探索了不同热处理温度下(150,165,180,195和210℃)桃花心木材的化学组分变化。结果表明:经热处理后,桃花心木中的抽提物含量显著降低;处理材的p H低于未处理木材,且随处理温度升高呈下降趋势;热处理后桃花心木缓冲容量降低,随处理温度升高,呈先下降后升高趋势;桃花心木半纤维素中的木糖、甘露糖、半乳糖及葡萄糖醛酸含量随处理温度升高逐渐降低,且半纤维素大分子结构被破坏;热处理会导致桃花心木细胞壁中木质素大分子结构发生破坏,且随热处理温度升高,桃花心木中木质素单元主要连接结构(β-O-4’芳基醚键)断裂程度增加。因此,探明热处理对桃花心木化学性质的影响,将为优化桃花心木热处理工艺及合理制定热处理木材加工利用方法提供科学依据。     

杉木、I-72杨主要化学组成的株内纵向变异研究

对杉木和I-72杨的心、边材的主要化学组成沿树高方向的株内纵向变异进行了研究。主要研究内容为综纤维素、α-纤维素、半纤维素、木质素、酸溶木质素的含量及综纤维素与木质素的比值变化等。研究结果揭示了这两个树种的心、边材的主要化学成分在纵向上的变异规律：杉木和I-72杨的心、边材综纤维素和α-纤维素的含量均为边材高于心材,但在沿树高方向的纵向变化规律各异;杉木、I-72杨心、边材的半纤维素含量沿着树高方向表现出不同的变化规律;杉木木质素在各个树高部位均为边材高于心材,边材木质素含量随着树高的增加逐步降低,而心材木质素含量则沿树高方向先增加然后逐步降低。I-72杨心、边材木质素含量的变化表现各异,心材含量随着树高的增加逐步增加,边材则表现为无规律变化;杉木、I-72杨心、边材的酸溶木质素含量均沿树高方向逐渐降低,但杉木边材的酸溶木质素含量高于心材,而I-72杨却是心材高于边材;综纤维素与木质素的比值在沿树高方向具有不同的纵向变化规律。     

热处理温度对圆盘豆地板材颜色的影响

以过热蒸汽为传热介质和保护气体,在不同温度下对圆盘豆地板材进行4 h的热处理,分析圆盘豆地板材的颜色变化规律。结果表明,随着热处理温度升高,圆盘豆地板材色差增大,颜色变暗;当热处理温度在200℃以内时,边材色差变化大于心材色差变化;当热处理温度超过200℃时,心、边材颜色趋于均匀一致。     

微波处理对樟子松木材化学组分含量影响

微波处理对木材化学组分含量影响的研究有助于了解木材微波处理机理。以樟子松为原料,使用隧道式微波设备处理木材,在试验条件下,木材中心最高温度可达183℃;微波功率密度和初含水率及二者的交互作用,对樟子松木材中三大素成分含量变化具有显著影响。处理后木质素相对含量增加,纤维素和半纤维素含量降幅小于5%;冷水抽提物、苯醇抽提物和1%NaOH抽提物含量降低;处理材pH值升高,但仍处于酸性范围;灰分含量保持不变。     

真空高温热处理对思茅松木材化学成分和颜色的影响

在真空条件下(真空度为0.08MPa),热处理温度分别为160、170、180、190、200℃,热处理时间分别为1、2、3、4h的工艺条件下对思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)木材进行高温热处理,采用CIE L~*a~*b~*法对热处理木材的颜色参数值进行测定与化学分析,并对其失重率进行了分析。研究结果表明:1)在热处理温度200℃、热处理时间4h工艺条件下真空高温热处理思茅松木材,失重率只有2.14%。2)随着热处理温度的升高和处理时间的延长,思茅松木材的明度L~*降低,总体色差△E~*增大;思茅松木材半纤维素和纤维素相对含量降低,木质素相对含量增加。3)细胞壁成分的降解导致了化学成分的改变,使得木材的颜色发生变化。     

基于FT-IR和XPS的热处理白蜡木材色变化机理

以白蜡木(Fraxinus americana)为试材,在常压过热蒸汽条件下进行热处理,对热处理材和对照材的明度(L*)和色度(a*,b*)指标进行比较,借助傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱仪(XPS)对试材细胞壁化学组分的主要基团和元素变化进行分析,以探索热处理对木材材色的调节机理。结果表明:随着处理温度的增加,热处理材和对照材的总体色差不断增大,色差值与木材内部C和O元素的浓度比高度相关,表明热处理材的材色能较为准确地指示木材内部化学组分的变化。热处理材的明度指标随热处理温度的升高呈阶梯式下降,明度值的变化与木材中羧基的浓度线性相关,表明半纤维素是影响热处理材明度的主要因素。热处理材的色度指标变化规律没有明度指标显著,随着处理温度的升高,a*值先增加后降低,试材的b*值随着处理温度的升高总体上呈下降趋势。热处理使木素中的羰基等发色基团数量发生变化,是使热处理材的色度指标发生变化的一个主要原因。     

我国栓皮栎和麻栎木材的主要化学组成分析

选取不同树干高度的栓皮栎和麻栎木材,分别测定树皮、边材和心材的苯醇抽出物、综纤维素(α-纤纤维素和半纤维素)、木质素(酸不溶和酸溶木质素)、灰分、pH值和缓冲容量,为软木及栎木人造板的生产加工利用提供科学依据。栓皮栎软木生产工艺应关注树皮苯醇抽出物含量、灰分、pH值及缓冲容量;用于人造板加工,则需考虑树种及心边材纤维素、木质素和pH值。     

杉木间伐材高温热处理后化学成分的变化

以空气和菜子油为介质,分别用180,200和220℃处理杉木间伐材2和4 h,测定处理样综纤维素、纤维素、Klason木质素和苯醇抽出物相对含量的变化,并用傅里叶变换红外光谱分析高温热处理过程中木材内综纤维素的变化规律.结果表明:热处理后试材综纤维素含量均有不同程度的降低、纤维素总体降低较少,相应的苯醇抽出物含量、Klason木质素含量增加;温度升高、处理时间延长,木材主要化学组成的变化程度增大;在隔氧的油介质中进行热处理,试件的化学成分变化程度低于空气介质中热处理材;方差分析表明不同温度、时间、介质对主要化学组成产生极显著的影响;FTIR分析表明,180℃热处理时开始发生半纤维素分解,到200℃时纤维素也开始分解;氧气氛围对糖残基的热分解具有促进作用.在3 412,1 050,898 cm~(-1)附近相关糖残基,1 736 cm~(-1)附近相关C=O以及2 907 cm~(-1)附近对应C-H的吸收强度的变化也表征出热处理过程中各化学成分的变化规律.     

中国主要人工林木材的VOCs组成及气味特征

【目的】分析中国主要人工林木材的挥发性有机化合物（VOCs）组成及气味物质特征，为低气味木质家居产品筛选合适的木材原料，也为木质家居材料气味的治理确定处理对象、提供治理依据。【方法】采用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱—质谱（GC-MS）对青杨、速生桉、杉木、马尾松和樟木5种人工林木材树皮和心边材的VOCs组成进行定性定量分析，同时根据联用的嗅闻仪表征木材各部位主要气味物质的气味类型、气味强度和嗅阈值。【结果】青杨、速生桉、杉木、马尾松和樟木5种人工林木材的VOCs组分包括萜烯类、醇类、酮类、酸类、醛类、酯类、酚类和呋喃杂环化合物。樟木和马尾松心边材以及杉木和速生桉心材均含有较多VOCs组分。樟木心边材和树皮中富含的芳樟醇和黄樟油精是樟木的独有组分；马尾松心边材中富含的α-蒎烯在樟木中也有少量存在；杉木心材中VOCs含量最高的2种组分为α-雪松烯和β-杜松烯；速生桉心材中VOCs含量最高的2种组分为δ-杜松烯和α-依兰油烯；青杨除树皮中含有少量水杨醛、苯甲醛和呋喃组分外，心边材中VOCs含量甚微。木材气味主要来源于VOCs中的萜烯类、醇类、酮类、醛类和酯类物质。芳樟醇、黄樟...     

西加云杉木材中单宁的提取、分布及组分

研究西加云杉木材中植物单宁的提取工艺、分布和组分构成,为木材单宁变色的防治提供参考。采用有机溶剂萃取法,通过单因素试验并结合L9(34)正交试验,优化西加云杉木材中植物单宁的提取工艺;采用香草醛-紫外法测定西加云杉木材内植物单宁在径向(由髓心至树皮方向)和轴向的含量分布;通过定性鉴定试验确定单宁类型,并采用高效液相色谱法测定西加云杉木材中单宁的成分构成及其相对含量。结果表明:西加云杉木材中单宁最佳提取条件为70%(体积分数)乙醇作为提取溶剂,提取温度70℃,提取时间2 h,料液比1∶18(g∶m L),提取次数2次;单宁含量在径向上分布情况为内部心材单宁含量5.440 mg/g,近心边材转换区的心材部分单宁含量最高,平均达10.015 mg/g,心边材转换区部位单宁含量介于心材和边材之间,平均为6.363 mg/g,靠近转换区的边材部位单宁含量最低,平均为4.821 mg/g,近树皮边材含量为6.997 mg/g。西加云杉木材内5种原花青素成分含量存在明显差异,其中儿茶素含量最高,占5种原花青素总量的83.21%,原花青素B2次之。由此可知,有机溶剂法适用于西加云杉木材中单宁的提取;木材中单宁含量径向分布自髓心至树皮整体呈现出先增后减再增、心材大于边材的规律,轴向分布规律表现为下部含量略高于上部,但差异不显著;西加云杉木材内植物单宁类型为缩合单宁,儿茶素为西加云杉木材单宁的主要成分。     

栓皮栎和麻栎抽提物的化学成分分析

【目的】分析栓皮栎和麻栎不同使用部位抽提物含量及其化学组成特点,为栎类木材加工工艺和实际生产提供应用性指导,为我国林木资源充分、合理、高附加值利用提供新的思路和科学依据。【方法】以河南地区栓皮栎和麻栎为研究对象,采用我国木材化学分析标准,结合傅里叶红外(FTIR)和气相质谱联用(GC-MS)方法,对树干不同高度上树皮、心边材冷/热水抽提物、1%NaOH抽提物、苯醇抽提物含量和组成进行详细分析。【结果】对于树干不同高度上树皮、心边材冷/热水抽提物、1%Na OH抽提物含量,栓皮栎明显高于麻栎;在同一种栎类木材中,树皮抽提物含量最高,边材次之,心材最低;抽提物含量在树干高度上呈两端高、中间低的趋势;对于苯醇抽提物含量,栓皮栎树皮远高于心边材和麻栎树皮,但2种栎类木材心边材差异较小且并未随树高呈特定变化规律。栓皮栎和麻栎树皮、心边材FTIR图谱区别明显,根据图谱吸收峰强度判断,栎类木材树皮中可能含有较多的醇类、脂肪酸、芳香族类和烷烃结构化合物,心边材中应还有较多的酸类、醇类及不饱和烃化物。GC-MS联用分析结果显示,树皮、心边材中均含有少量烷烃醇、酯类及不饱和烯类,其中,树皮中含有软木三萜酮及其同分异构体,心边材中含有γ-谷甾醇等化学物质。【结论】栓皮栎和麻栎树皮、心边材抽提物主要化学成分存在较大的含量差异和一定的成分差异;树干高度对2种栎类木材抽提物含量也有一定影响,中间部分累积较多的冷/热水、1%Na OH抽提物,但并没有发生明显成分差异。在木材实际加工和生产中,应充分考虑2种栎类木材树皮、心边材抽提物含量和性质差异,提供合理、全面、高价值的加工利用方案。     

杉木炭化前后化学成分变化的研究

研究了杉木炭化前后化学成分的变化情况。分析了杉木经160、190、220℃炭化后,苯-醇抽提物、木质素、纤维素、综纤维素及1%NaOH提取物含量的变化。研究表明:随着炭化温度的升高,苯-醇抽提物、木质素含量呈现上升趋势;纤维素含量总体上呈下降的趋势,综纤维素的含量也呈现下降的趋势,比纤维素的下降要明显;1%NaOH提取物的含量稍微上升。炭化温度较高时,木材内部的营养成分破坏越严重,木材的防腐性能越好,但强度有所下降;炭化温度较低时,能够更好的保持木材的强度及性能,因此应根据实际需要来选择木材的炭化温度。     

高温水热处理对马尾松木材颜色变化的影响

以高温高压水作为传热介质,在水热处理温度为140℃,160℃,180℃,200℃,水热处理时间为1 h,3 h,5h的条件下对40年生马尾松Pinusmassoniana木材进行高温热处理,以饱和蒸气提供高压条件,研究马尾松木材在不同水热处理条件下颜色变化,并分析处理材颜色与化学成分的关系。结果表明,随着热处理温度的升高和时间的延长,马尾松木材颜色从明黄色向深褐色转变,木材明度值降低,总体色差增加;木材总体色差与木材三大素变化呈一定相关性,其随纤维素和半纤维素的减少而增加。与热处理时间相比,热处理温度对马尾松木材颜色影响更显著。     

热处理温度对枫桦材色及内含物的影响

研究不同热处理温度条件下,枫桦锯材心、边材的变色情况,并进行视觉物理参数分析和紫外可见光谱分析.结果表明:随着温度的升高和时间的延长,枫桦综合色差值不断增加,颜色向红色和深色方向发展;其原因在于部分酚羟基被氧化,导致枫桦颜色加深.     

黑木相思木材化学性质株内变异研究

研究我国黑木相思木材化学性质的株内变异规律,为其加工利用提供基础数据。对广东韶关产28 a黑木相思木材进行化学组成测定,其综纤维素(α纤维素、半纤维素)、酸不溶木质素和抽出物(冷水、热水、1%氢氧化钠、苯醇)的含量在株内纵向上的变异规律不明显;相较于边材,心材的综纤维素含量略低,酸不溶木质素含量略高,抽出物含量更高,pH值更低。实际加工利用中需考虑其心材和边材比例对原料化学组成的影响。     

中低温热处理对竹材材性的影响

采用温度为75、105、135℃,时间为30min的热处理工艺对毛竹(Phyllostachys edulis)材进行处理,分析不同热处理温度对毛竹材性能的影响。研究表明:随着热处理温度的升高,纤维素含量先上升后下降,综纤维素含量下降,木质素含量变化不大,略有下降。密度先上升后下降,干缩率呈下降趋势。顺纹静曲强度和顺纹抗压强度呈下降趋势,抗弯弹性模量变化较少。     

高温热处理落叶松木材尺寸稳定性及结晶度分析表征

对以热处理介质为空气和N2下落叶松木材(热处理温度180～240 ℃,热处理时问4 h)的抗胀缩率(ASE)、结晶度及红外光谱进行测定和表征.结果表明:相同热处理时间下,随着热处理温度的升高,在180～220℃范围内,无论热处理介质是空气或N2时,落叶松木材的ASE值均达60%以上,介质为N2的木材的ASE值低于空气的;红外吸收光谱表明,3 380 cm-1附近-OH基团的伸缩振动强度随着热处理温度的升高而减少且变化显著,1 730 cm-1附近羰基随温度的升高吸收强度降低,相同条件下N2保护下羟基和羰基吸收峰强度高于空气的;落叶松木材在热处理时间相同的情况下,经过不同超高温度的处理后,木材结晶度的变化趋势是先增加、后减小、再增加,结晶度可达65%以上,同等条件下,N2氛围下木材的结晶度高于空气的.     

高温水热处理对马尾松木材物理力学性能的影响

以40年生马尾松Pinus massoniana木材为研究对象,采用不同水热处理温度(140,160,180,200℃)和不同时间(1,3,5 h)的热处理工艺,研究处理前后马尾松木材试件的主要物理力学性能变化。结果表明,试件的平衡含水率和失重率随水热处理温度升高和时间的延长呈逐渐降低的趋势;140℃处理的试件的气干密度、全干密度和基本密度随处理时间的增加变化不明显,但160,180,200℃处理下,随着处理温度升高和处理时间的延长,比处理前的试件均有所降低;马尾松木材的抗弯强度和抗弯弹性模量均随水热处理温度升高和时间的延长呈逐渐降低的趋势。实验显示,高温水热处理改性马尾松木材物理力学性能的较佳工艺为:处理温度160℃,处理时间3 h。     

加速热处理技术对木材颜色变化影响的研究

分别采用氯化锌、磷酸二氢铵和磷酸为主要成分的3种药剂将木材进行浸渍处理,然后再进行热处理,研究处理温度、药剂及其浓度对木材色泽变化的影响情况。结果表明:3种药剂浸渍木材热处理方法能加速热处理木材的颜色反应,随着温度的升高和药剂浓度的增加,木材的L*、a*、b*明显下降,色饱和度差△C*明显降低,△E*色差逐渐增大;这种处理方法能缩短木材热处理的反应时间,对木材颜色特征起到了明显的催化加速反应作用。