六甲基二硅氧烷等离子体对思茅松和西南桦木材表面的硅烷化

以六甲基二硅氧烷(HMDSO)为沉积单体,在等离子体环境下对思茅松Pinus kesiya和西南桦Betula alnoides木材表面进行了不同时间的硅烷化改性。采用接触角测定仪、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对处理前后木材表面的润湿性、元素组成及化学状态、表面形貌进行了分析和表征。结果表明:相同处理条件下西南桦的接触角均大于思茅松,且接触角随处理时间增加逐渐增大,处理9 min时达最大值,分别为(131±7.2)°和(138.8±1.7)°,处理时间延长至12 min时,接触角略有下降。处理9 min时思茅松和西南桦木材表面的硅元素质量分数分别为18.80%,17.82%,沉积聚合物薄膜主要由Si—C和Si—CHx(x=1,2,3)组成。沉积后在思茅松木材的细胞壁表面形成了颗粒状结构,而在西南桦木材的细胞壁表面更趋向于形成棒状的结构。     

思茅松木材表面憎水憎油功能化改性研究

【目的】提高实木制品在油水共存环境下的尺寸稳定性,探索实木材料在公共餐饮服务区家具、食品与调料包装、厨卫家具和客餐厅木质用品等领域的应用潜力。【方法】将甲基三甲氧基硅烷(MTMS)与盐酸按体积比4︰1混合,在冰浴中进行超声水解后对思茅松Pinus kesiya var. langbianensis木材进行浸渍改性处理,对比研究MTMS不同预水解反应时间(0、30、60、120、180和240 min)对思茅松木材表面憎水憎油特性的影响,通过扫描电镜、接触角分析仪、红外光谱、X射线光电子能谱和热失重分析仪对改性前后木材结构组成和特性变化进行表征。【结果】经MTMS改性处理后,思茅松木材表面键合了Si—CH3、Si—O—Si、Si—OH等低表面能的基团,改性思茅松从对照样表面对水和油完全浸润转变为具有憎水憎油的双憎功能型木材,MTMS改性后思茅松木材表面水接触角的变化明显大于油接触角的。随着预水解时间从0延长至240 min,水接触角从73.60°升高至88.31°,而油接触角仅在50.50°附近有微小波动。MTMS改性处理后,木材热稳定性提升,质量残余率升高,最大热降解温度升高了6℃,整...     

不同退耕还林模式的土壤抗冲性研究

以耕地为对照,对澜沧江流域山地6种退耕还林模式的土壤抗冲性及其影响因素进行分析,以便为该地区退耕还林工程建设的树种选择与搭配提供理论依据.结果表明,退耕还林显著提高了土壤抗冲性,且土壤抗冲性随退耕还林年限增加而增强,退耕还林5 a不同退耕还林模式的土壤抗冲性强弱总体表现为思茅松+西南桦＞思茅松＞西南桦＞核桃＞桉树＞茶树,退耕还林9 a表现为思茅松+西南桦＞西南桦＞思茅松＞核桃＞桉树＞茶树.退耕还林显著增加了林分凋落物现储量和根量,退耕还林5 a林分凋落物现储量表现为思茅松+西南桦＞西南桦＞思茅松＞核桃＞桉树＞茶树,退耕还林9 a表现为思茅松+西南桦＞西南桦＞核桃＞思茅松＞桉树＞茶树;根量总体上表现为思茅松+西南桦＞西南桦＞思茅松＞核桃＞桉树＞茶树.退耕还林显著增加土壤微生物数量,不同模式土壤微生物数量均表现为细菌＞真菌＞放线菌,细菌、放线菌和总微生物数量均表现为思茅松+西南桦＞西南桦＞思茅松＞核桃＞桉树＞茶树,真菌数量表现为思茅松＞思茅松+西南桦＞西南桦＞核桃＞桉树＞茶树.退耕还林改善土壤理化性质效果显著,土壤有机质含量表现为思茅松+西南桦＞西南桦＞思茅松＞核桃＞桉树＞茶树;土壤CEC总体表现为思茅松+西南桦＞思茅松＞西南桦＞核桃＞茶树＞桉树;土壤团聚体含量表现为思茅松+西南桦＞西南桦＞思茅松＞核桃＞茶树＞桉树;土壤总孔隙度表现为思茅松+西南桦＞思茅松＞西南桦＞核桃＞茶树＞桉树;土壤容重表现为思茅松+西南桦＜西南桦＜思茅松＜核桃＜茶树＜桉树.综上,思茅松+西南桦、西南桦和思茅松3种乔灌草模式改良土壤效果好,土壤抗冲性能强.     

MWP处理对云南松木材表面润湿性的影响

在输入电压220V、灯丝电流20 μA、输出功率40 μA、反射功率50 μA、真空度700 Pa条件下采用微波等离子体（MWP）处理云南松木材表面,并通过测定处理前后其表面接触角变化研究样品位置和处理时间对云南松木材表面润湿性的影响,结果表明:云南松木材表面经MWP处理后,接触角大幅下降,润湿性显著增加,即使处理条件十分微弱,处理效果也很明显,这是因为MWP处理改变了云南松木材表面形貌和表面化学组成;样品位置为120 mm、处理时间为60～300 s时处理效果最好,蒸馏水、二碘甲烷接触角降为0°     

热处理复合硅乳液浸渍杨木表面疏水性的研究

以微、纳米二氧化硅和硅油(羟基硅油和含氢硅油)为主要原料,经高压均质制备了二氧化硅/硅油复合乳液(CSE),稀释后与催化剂混合,经真空-加压浸渍后联合180 ℃热处理改性东北青杨边材,构建疏水表面。测试并分析了改性材表面的接触角、滚动角、表面粗糙度,并采用场发射扫描电子显微镜-X射线能量色散谱仪和原子力显微镜观察改性材表面的微观形态并对细胞壁中的元素分布进行了检测。结果表明:1)2.7%CSE/热改性材的3个切面上的水分接触角和滚动角均达到了超疏水性的要求,随着CSE质量分数的进一步增加,改性材表面的疏水性呈递减趋势;2)与高质量分数的复合硅乳液相比,2.7%CSE/热改性材的3个切面的各项粗糙度与荷叶表面粗糙度最接近,单独依靠木材表面或硅树脂膜自身的粗糙度均无法模拟出与荷叶表面相似的粗糙度;3)改性材表面生成了和荷叶表面乳突相类似的新纳米、微米两级复合乳突;4)复合硅乳液中的Si元素渗入了木材细胞壁,且在木材表面有大量沉积。      

Bonding Performance of Wood Treatment by Oxygen and Nitrogen Cold Plasma

采用 N2、O2两种等离子体气体分别处理木材,处理功率为300 W,处理时间为5 min,将处理后的木材采用 MUF胶粘合起来,测试了胶合强度,对冷等离子体处理前后的木材表面接触角、表面能能进行分析;并采用 x-射线光电子能谱对处理前后木材表面的化学成分进行了分析。实验结果表明：经 N2、O2冷等离子体处理后的木材表面的接触角明显减小,表面自由能明显增大;经冷等离子体处理后的胶合板的平均干状胶合强度和湿状强度均有明显（50％以上）增大;XPS的分析结果表明,经 N2冷等离子体处理后,木材表面的氧/碳原子浓度比增加,产生了大量含氧官能团或过氧化物,同时引入了 N元素,推测有-NH2生成。     

思茅松热处理木材微观构造的研究

采用油浴法对思茅松木材进行热处理工艺的研究,从而分析研究热处理后思茅松木材的微观构造方面的变化情况。研究结果表明:(1)早材部位容易引起径向开裂;(2)早材管胞的变形程度大于晚材;(3)射线管胞细胞壁遭到破坏的程度大于射线管胞;(4)随着热处理温度升高,热处理时间的延长,炭化程度越来越严重,为不使木材物理力学以及微观构造方面遭到严重破坏,建议木材热处理温度为160℃、热处理时间为6～12 h或木材热处理温度为180℃、热处理时间为6～8 h为宜。     

西南桦木材干燥特性与干燥方法及其工艺

为寻求南方珍贵阔叶树西南桦木材的最适干燥方法及工艺．采用百度试验法．研究了西南桦木材干燥特性．并通过测试干燥前后试材的色差变化、干燥后的干燥质量和物理力学性能等指标．分析比较了常规、降温、蒸煮预处理的常规和降温4种不同的干燥方法的干燥效果．结果表明：未进行蒸煮预处理的西南桦木材综合干燥特性为5级．处理材综合干燥特性为4级．4种方法干燥的试材平均终含水率均达到国家3级标准，厚度含水率偏差和应力指标均达到国家1级标准．干燥初期常规干燥较降温干燥的干燥速度稍慢．而中后期常规干燥较降温干燥快60％以上；处理材的干燥速度较未处理材约快1倍．对西南桦木材而言蒸煮预处理的常规干燥是较为适合的干燥方法。     

氧气和氮气冷离子体处理对木材胶合性能的影响(英文)

采用N2、O2两种等离子体气体分别处理木材,处理功率为300 W,处理时间为5min,将处理后的木材采用MUF胶粘合起来,测试了胶合强度,对冷等离子体处理前后的木材表面接触角、表面能能进行分析;并采用x-射线光电子能谱对处理前后木材表面的化学成分进行了分析。实验结果表明:经N2、O2冷等离子体处理后的木材表面的接触角明显减小,表面自由能明显增大;经冷等离子体处理后的胶合板的平均干状胶合强度和湿状强度均有明显(50%以上)增大;XPS的分析结果表明,经N2冷等离子体处理后,木材表面的氧/碳原子浓度比增加,产生了大量含氧官能团或过氧化物,同时引入了N元素,推测有-NH2生成。     

高温热处理对西南桦材色的影响

以失重率作为木材高温处理的强度损失因子,研究热处理对西南桦材色的影响,并对失重率与材色变化进行关联分析。结果表明:西南桦木材的明度、色差随处理温度的上升和处理时间的延长而下降、增加,红绿度和黄蓝度变化规律不明显;失重率随处理温度的上升和处理时间的延长而增加,以其为处理强度损失因子对明度变化和处理前后试材色差具有良好的指示性。     

热处理对人工林杉木尺寸稳定性的影响

以人工林杉木为试材,对分别用热油和热空气为介质,在温度为180℃、200℃和220℃分别热处理1 h、3h和5h后试件的抗吸水率、抗胀率和表面接触角进行了测定,并用化学法分析了处理材主要成分的变化.结果表明:热处理后试件的尺寸稳定性能均显著高于未处理对照材(P＜0.05).且随温度的升高、处理时间的延长,木材的尺寸稳定性明显增加;在隔氧的油介质中进行热处理,试件的尺寸稳定性明显高于热空气处理材.对处理材主要化学成分的分析表明热处理使木材尺寸稳定的机理是处理过程中木材细胞壁组分尤其是半纤维素和少量的纤维素发生了化学降解.     

高温热处理速生桉木材的疏水性能研究

【目的】揭示速生桉木材的疏水原因,提高速生桉木材的生物耐久性。【方法】速生桉木材分别经180％水蒸汽热处理1、2和4hA,测量接触角、粗糙度,进行FTIR分析、观察表面形貌特征,并对接触角、处理时间和粗糙度进行偏相关分析。【结果】未处理速生桉锯材表面接触角均值为86．57°,热处理锯材表面接触角均在1120以上。随着热处理时间的延长,接触角显著提高,接触角曲线变化趋于平稳有序。亲水官能团羟基在3415．37cm处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为2．22,热处理1h后吸光值显著下降至1．38,热处理2和4h分别降低至1．34和1．30,降幅明显。亲水官能团羰基在1618．09cm。处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为0．80,热处理1hA,吸光值轻微下降至0．72,热处理2和4h后均为0．66,下降不再明显。速生桉木材在高温状态下表面发生开裂、扭曲等,影响了表面的平整度,但粗糙度变化并无显著规律。粗糙度与接触角净相关系数为-0．050,完全不相关;接触角和处理时间偏相关系数为0．746,显著相关;处理时间和粗糙度低相关。【结论】经180％水蒸汽热处理后速生桉木材粗糙度与接触角变化无相关性,热处理时间对接触影响显著,热处理温度的提高会啬粗糙度,但不影响木材的疏水性能。     

空气介质阻挡放电等离子体对云南松单板表面的处理工艺

采用空气介质阻挡放电等离子体处理云南松单板表面,对处理后的单板进行胶合性能及表面性能分析,探讨放电等离子体处理单板表面的最佳工艺。结果表明：在1000—4000W范围,随处理功率的增加,单板的胶合强度增大,水接触角减小,表面能增大;在处理功率5000W时,各指标变化趋势相反。当处理次数为1—7次时,随处理次数的增加,单板的胶合强度增大,水接触角减小,表面能增大;在处理9、11次时,各指标变化趋势相反。当放电等离子体处理功率为4000W,处理次数为7次时,木材表面改性效果最佳,其胶合强度、水接触角及表面能分别为2．1MPa、43°、56．7MJ／m2。     

不同水基防腐剂处理木材的表面自由能

该研究中测定了蒸馏水、二碘甲烷、甲酰胺和甘油等4种参照液体在不同水基防腐处理（包括铬化砷酸铜CCA以及另外两种商品名为NW和NS的处理）后的木材表面所形成的接触角，并根据酸碱作用理论计算得到其表面自由能及其两个分量——Lifshiz van der Waals（LW）分量和酸碱作用（AB）分量.结果表明，NW和CCA处理使木材表面的疏水性有所增加，而NS处理由于早材的水分渗透速率加快总体表现为亲水性增加.利用蒸馏水、二碘甲烷、甲酰胺这3种参照液体计算得到的未处理早材、未处理晚材、CCA处理早材、CCA处理晚材、NW处理早材、NW处理晚材、NS处理早材和NS处理晚材的表面自由能分别为43.1、44.5、43.4、45.1、49.4、40.6、46.0和40.9 mJ/m[[sup]]2[[/sup]].由此可见，CCA处理材的表面自由能接近于未处理材，而经过NW和NS处理后，早材和晚材的表面能都有一定程度的变化，但对于木材整体来说表面自由能仍接近于未处理材.      

高熔点石蜡处理木材的物理和力学性能

为了提高木材的防水性和力学性能,以两种高熔点费托蜡2120和3105H为改性剂,在熔融状态下通过真空加压的方式处理杨木和辐射松,系统分析了石蜡处理对木材的密度、吸湿吸水、表面接触角、抗弯强度、冲击强度等性能的影响。结果表明:与未处理木材相比,费托蜡处理木材的密度提高约2倍,吸水和吸湿速率下降,吸水和吸湿总量分别降低约70%和50%,动态水接触角增加到100°左右且保持稳定,处理材的疏水性明显增强。费托蜡浸渍处理可提高木材抗弯强度和表面强度分别达62%和30%,对冲击强度没有负面影响。由此得出:两种费托蜡可以有效提高木材的防水效果,增强木材强度,提升人工林杨木和辐射松木材材质。     

高熔点石蜡处理木材的抗紫外光老化性能

采用两种不同熔点费托蜡(FTW2120和FTW1105H)在熔融状态下对人工速生林杨木和辐射松进行真空-压力浸渍处理,系统评价了两种费托蜡对处理材抗紫外老化性能的影响。结果表明:两种费托蜡处理木材密度均较素材提高近2倍,表明费托蜡在熔融状态下能充分渗透进入木材。紫外照射过程中木材表面颜色变化主要发生在前120 h,未处理材表面颜色由浅黄色向黄褐色变化,而费托蜡处理材则由浅棕色向黄棕色变化,处理材的色差明显小于未处理材。紫外光照射期间,处理材比未处理材的含水率低、接触角高,这有助减少户外应用时由水导致的劣化。FTIR与XPS分析结果显示,费托蜡处理虽然并不能从化学防护角度保护木质素等细胞壁组分免于紫外光降解,但蜡在木材细胞腔中均一沉积可以起到物理屏蔽作用,阻隔紫外光到达木材细胞。综上所述,人工老化结果显示,费托蜡处理的人工林杨木和辐射松木材具有户外应用的潜能。     

表面活性剂含量对石蜡乳液改性中密度纤维板表面润湿性的影响

  目的  探究表面活性剂含量对石蜡乳液改性中密度纤维板表面润湿性的影响,为蜡基防水剂的开发及应用提供理论依据及技术参考。  方法  以58号石蜡、司盘80、吐温80为原料制备了表面活性剂质量分数分别为2%、4%、6%、8%的4组石蜡乳液,并用于对中密度纤维板试件进行常压浸渍处理。利用接触角测量仪评估中密度纤维板试件表面被水润湿和渗透的能力;通过场发射电子扫描显微镜（FESEM）、X射线光电子能谱（XPS）对试件表面的微观形貌和元素组成进行表征分析。  结果  与未处理材相比,处理材的初始接触角增大,且接触角和表面液滴体积下降速率明显减慢;对处理材而言,随着石蜡乳液中表面活性剂质量分数的增加,处理材的初始接触角减小,接触角和表面液滴体积下降速率加快。FESEM和XPS结果表明:增加石蜡乳液中表面活性剂的质量分数会导致试件表面更为平滑,同时使得处理材表面的C1/C2值减小。  结论  随着表面活性剂质量分数的增加,石蜡颗粒更容易在试件表面碰撞聚集,同时生成表面活性剂分子的双层结构,处理材的表面润湿性由于表面粗糙度的降低和亲水基团数量的增多而提高。降低表面活性剂质量分数有助于降低石蜡乳液改性中密度纤维板的表面润湿性,对蜡基防水剂的开发与应用具有重要的指导意义。      

基于模板印刷法的仿生超疏水木材的研制

通过模板印刷法改性处理木材表面,得到与玫瑰花瓣表面结构相同的纳米形貌超疏水木材。使用接触角检测仪测量样品表面润湿性,使用能谱分析仪(EDS)测定模板的化学成分,使用XRD测定试样晶体结构,使用DTG-60AH测定试样热稳定性。结果表明:制备的仿生超疏水木材没有改变木材的基本系能,但使木材表面具有高黏附超疏水特性;仿生超疏水木材表面的静态水接触角约为(157. 5°±0. 5°),可以阻止木材吸收水分;仿生超疏水木材具备的良好的热稳定性,热解过程质量损失约73. 2%,低于未经改性木材。     

强化复合木材细胞壁的纳米压痕测试分析

通过纳米压痕测试技术,测定和分析了未处理材和经硅溶胶强化处理的复合木材细胞壁层面的力学性能和弹塑性,以及硅溶胶的存在位置对强化复合木材细胞壁微观力学性能的影响。结果表明:1）浸渍强化处理工艺可以使硅溶胶进入木材细胞壁,使得强化复合木材细胞壁的弹性模量和硬度达到18.64 和0.64 GPa,分别比未处理材提高59%和31%;2）控制改性处理工艺,可以得到改性细胞壁和既有改性细胞壁又有填充细胞腔2种改性形式的强化复合木材,并且2种改性形式下细胞壁层面上的弹性模量和硬度没有显著差异,证实了细胞腔填充对细胞壁层面的力学性能没有影响;3）复合木材细胞壁形貌表征和力学测试曲线表明,硅溶胶强化处理后的复合木材细胞壁保持了较好的弹塑性特性,相对弹性回复率与未处理材基本相同。      

巴里黄檀木材解剖构造、颜色及接触角研究

利用放大镜及显微镜观察巴里黄檀木材的宏观、显微构造,结合图像测量分析系统测定、分析各种细胞的形态特征,采用CIE L*a*b*色度空间表色体系测定木材材色,静滴接触角/界面张力测定仪测定表面接触角。结果表明,巴里黄檀为散孔材,导管细胞多数单管孔及径列复管孔,导管细胞中鼓形导管细胞最多占79.42%,纺锤形导管细胞最少占1.97%;木纤维中细长纺锤形韧型纤维居多,腔小壁厚,细胞壁腔比0.89;木射线主要有横卧射线细胞和方形射线细胞宽度细胞3～5个,高度细胞10～15个;轴向薄壁组织丰富,细胞长度与宽度分别为129.40μm和23.14μm;轴向薄壁细胞和射线细胞中含有较多结晶细胞等深色内含物;木材色相以低饱和度的红黄色调为主,属于深材色树种;40s表面接触角变化5.78°,亲水湿润性较好。通过以上分析为红木类木材的识别与鉴定提供理论依据,丰富木材识别鉴定的基础理论。