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。      

原位聚合酯化改性欧洲赤松的尺寸稳定性

  目的  针对木材在环境温湿度变化时易发生干缩或湿涨，导致木材尺寸不稳定的问题，提出以柠檬酸?山梨醇混合溶液作为改性剂，通过真空加压浸渍和高温固化改性木材。探究柠檬酸与山梨醇在木材内部原位聚合酯化对木材尺寸稳定性的影响，进而优化改性工艺。  方法  以欧洲赤松为原料，改性剂质量分数、固化温度、固化时间为考察因素，改性材的吸水抗胀率和改性剂的水溶流失率为响应值，采用响应面设计法，建立工艺与改性材性能之间的数学模型，通过方差分析各因素的显著性和交互作用，同时求解拟合方程获得柠檬酸?山梨醇原位聚合酯化改性欧洲赤松的优化工艺水平。并对改性材的尺寸稳定性、微观形貌和化学组分变化进行分析。  结果  固化温度对试样的吸水抗胀率影响极显著（P < 0.01），溶液质量分数和固化温度的交互作用对试样的吸水抗胀率影响显著（P < 0.05）；固化温度对改性剂的水溶流失率影响极显著（P < 0.01）。根据回归模型，结合可操作性和成本，提出最佳工艺条件—溶液质量分数30%、固化时间16 h、固化温度160 ℃。此条件下，改性材的吸水抗胀率为58.47%。电镜结果表明聚酯润胀了细胞壁，填充了部分细胞腔。红外光谱显示有酯键生成。  结论  利用柠檬酸?山梨醇原位聚合酯化改性木材，可大幅提升木材的防水性能和尺寸稳定性。这种改性方法对改善木材天然缺陷，实现木材高效利用具有一定的指导意义。      

木材硅石改性剂的制备工艺

为了降低木材硅化改性成本促其应用,直接将固态硅石粉高效液态活化,通过正交试验和极差分析优化制备了木材硅石改性剂,测试分析了浸渍改性杨木的性能。结果表明:①反应时间和原料n(SiO2)∶n(NaOH)对活化溶液的pH值、黏度和密度影响不显著,碱料种类和反应温度对活化溶液的黏度、密度、SiO2转化率、固体质量分数和生产成本影响显著,对溶液性能综合影响最大的是反应温度和碱料种类,其次是n(SiO2)∶n(NaOH)和反应时间;②pH值随反应时间、温度和n(SiO2)∶n(NaOH)增大而减小,密度、黏度、固体质量分数、SiO2转化率和模数随反应时间、温度和n(SiO2)∶n(NaOH)增大而增大,KOH活化效果更好但价格较高,综合平衡优化工艺为:反应温度200℃、碱料为NaOH、n(SiO2)∶n(NaOH)=1.715∶1、反应时间4 h;③硅石改性剂能充分渗入杨木,使其吸药量达252%,密度提高81%,抗弯强度提高69.6%,炭化温度减小89℃,残炭率提高41%,改性效果优于硅溶胶。     

SEMEDXA法分析山油柑木材中硅元素的分布

采用SEMEDXA法对山油柑(Acronychia pedunculata)木材轴向分布、径向分布中硅石的分布、形态、纳米结构以及硅元素含量进行了分析。结果表明(1)山油柑木材中硅石主要分布在木射线细胞、导管细胞以及轴向薄壁细胞,呈圆形、椭圆形;(2)硅石中硅元素含量达30%以上,且随着树干高度的增加,硅石中硅元素的含量呈递减趋势。树干基部硅元素含量为30.20%,1.3 m 处硅元素含量为28.69%,树梢处硅元素含量为20.34%;(3)硅石直径为200-350 nm ,其中树干基部1.3 m处和树梢处硅石直径分别为217、203、179 nm左右。     

热改性工艺对欧洲赤松化学成分变化及耐腐性的影响

[目的]为了探究热改性温度和压力条件对欧洲赤松(Pinus sylvestris)化学成分变化及耐腐性的影响规律,进而揭示热改性工艺、化学成分变化和木材耐腐性之间的响应机制.[方法]在不同温度(150、180、210℃)、加压或常压条件下对欧洲赤松边材进行热改性,分析热改性前后抽提物、木质素、综纤维素、α-纤维素和半纤...     

茶多酚浸渍马尾松的改性研究

将植物提取物茶多酚与人工林木材相结合，利用真空浸渍法对人工林马尾松木材实施改性，探究其在增重率、尺寸稳定性、密度、色差、茶多酚溶出释放性能等方面的改性效果，并利用SEM、FT-IR手段表征木材改性前后的微观结构变化。研究发现，4种不同工艺预处理中，微波预处理下的马尾松浸渍增重率最高，达到14.45%，且微波预处理后的改性材尺寸稳定性最好。微波预处理后不同浸渍浓度下的改性材中，密度提高最大，颜色改变最明显的浸渍浓度为80 g/L，且80 g/L浸渍浓度下的改性材药剂释放更持久。改性剂可与分布于木材结构组织内的某些基团发生交联反应，进而更好地发挥其抗氧化作用，并且与木材中的某些糖可能产生络合反应。     

脲醛树脂与纳米二氧化硅复合改善木材性能的研究

为提高三倍体毛白杨木材的多项性能,该研究以脲醛(UF)树脂和纳米SiO2为主要改性剂,并使用偶联剂和阻燃剂,制成5种木材处理剂,利用减压—加压的方法浸渍处理杨木,并通过加热使处理剂在木材中固化,制成UF-SiO2Wood复合材料．以尺寸稳定性、阻燃性、抗吸水性和硬度作为主要指标对复合材料的性能进行评价,考察了处理剂对杨木性能的影响．结果表明,此5种处理剂均能提高木材的抗吸水性、阻燃性,并显著提高了木材的硬度,纳米SiO2的添加对木材硬度的提高有显著作用;除UF-CSiO2共缩聚物外,其他4种处理剂均不同程度地提高了木材的尺寸稳定性．UF与纳米SiO2复合处理杨木可以提高杨木的综合性能．      

杉木和马尾松木材渗透性与微细结构的关系研究

对杉木和马尾松心材与边材、溶剂置换干燥木材与普通气干木材的纵向气体渗透性与微细结构进行测定 ,来研究它们的渗透性与微细结构的关系 .结果表明 ,杉木和马尾松边材渗透性比心材高 ,与前者的纹孔膜有效流体渗透微孔数比后者多、管胞长度比后者长、管胞搭接率比后者低、管胞流体有效渗透长度比后者长有关 .溶剂置换干燥木材渗透性高于普通气干木材 ,是因为前者纹孔闭塞率低 ,每个管胞开放纹孔数、单位面积开放纹孔数、纹孔膜有效流体渗透微孔数比后者多 .     

纳米复合材料改性杨木木材的物理力学性能

为提高速生杨木材的力学性能,以酚醛（PF）树脂和纳米SiO2粉为主要改性剂,并使用偶联剂,利用减压-加压的方法浸渍处理杨木,并通过热压使处理剂在木材中固化,制成了改性木材。以密度、硬度和力学强度作为主要指标对改性材的性能进行了评价,结果表明：用不同质量分数的纳米材料和酚醛树脂混合液、以及不同压缩率对速生杨进行处理后,均能够提高木材的密度、硬度和力学强度。     

蒙脱土/聚乙二醇/超支化聚丙烯酸酯乳液改性木材的力学性能

  目的  木材化学改性是提高人工林速生材力学性能，延长其使用寿命，扩大其应用范围的有效途径。使用有机蒙脱土（OMMT）对木材进行改性处理具有较好的前景。但由于有机蒙脱土在水中不易分散，且粒径较大，难以进入到木材细胞壁中而限制了其应用。因此，提高OMMT在水中的分散性，增大其层间距可为其进入木材细胞壁内创造条件，是改性增强木材的有效手段。  方法  本研究采用一种水性的聚乙二醇/超支化聚丙烯酸酯乳液（PEG/HBPA）作为载体使OMMT在水中稳定分散。将改性剂通过浸渍处理改性木材，测试了改性材的力学性能，并探讨了不同层间离子的OMMT对改性效果的影响。  结果  4种OMMT均能够稳定分散进入到PEG/HBPA中，经过24 h静置后无明显的分层和沉淀，乳液粒径和黏度无明显变化。木材经过PEG/HBPA处理后，除端面硬度外，力学性能有所提高，加入OMMT后力学性能进一步提高，并增加了改性材的端面硬度。OMMT层间离子中含有氨基、羟基、羧基等官能团，能使OMMT更好地进入到木材细胞壁中，其中层间离子含有氨基的OMMT改性效果较好，改性后木材顺纹抗压强度为82.2 MPa，抗弯强度为98.2 MPa，端面硬度为8 920 N。  结论  使用PEG/HBPA乳液可以均匀分散OMMT，并使其进入到木材细胞壁，增强木材的力学强度，这对实现人工速生材的环保高效利用具有一定的指导意义。      

松树泌脂速度对松材线虫病的抗性影响

依据松树不同树种、树龄、树势对松材线虫病的抗性差异,分别进行了树干泌脂速度的测定与分析.结果表明,在不同的树种中,松树泌脂速度为火炬松>马尾松>黑松;在马尾松不同的树龄中,幼龄林>老龄林;在马尾松不同树势中,树势强>树势中等>树势弱.依据已知的树种、树龄、树势与松材线虫病的抗性关系,泌脂速度与松材线虫病的发病程度正好呈负相关性.因此,树干泌脂速度或树脂含量可能是评价松树对松材线虫病抗性的重要性状之一.在今后的松材线虫病防治中,应注意选择树脂含量高的树种和品种;或通过栽培管理措施增加树脂含量,以提高树木的抗病性.     

火炬松种源木材气干干缩性的变异

１０年生火炬松３１个种源间木材弦向（ＴＳ）、径向（ＲＳ）、纵向（ＬＳ）、体积气干干缩率（ＶＳ）和差异干缩（Ｔ／Ｒ）存在着显著的差异，各个性状的广义遗传力大于６０．５％，环境方差占方差总量的３４．９－＝６３．９％，种源内各个性状的变异大于种源间的变异。３１０棵样木线性相关分析表明在α＝０．０１水平上，树高、胸径、材积与ＴＳ、ＲＳ、ＬＳ、ＶＳ呈显著负要关，与Ｔ／Ｒ呈显著相关；晚材率、基本密度、气干密度     

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。      

人工接种后次代抗松材线虫松树的抗病性

为了解抗病松树后代对松树线虫的抗性，采用人工接种松树线虫，相隔一定时间调查其枯死情况，用3％酸性染料染色研究了抗性松与普通松水分输导情况，线虫的数量，结果表明，普通黑松3个月后枯死率为91．1％，次代抗性赤松枯死率为4．46％，除中央髓部的水分输导受影响外周边木质部和形成层未受影响；次代抗性黑松除两株水分严重受阻外，其他与赤松相似，接种线虫1周后从次代抗性松树上分离线虫最多，以后逐渐下降，5周后则很少。     

河南引种火炬松种源中龄林木材基本密度的变异

对河南引种火炬松两批种源（耐寒火炬松和一般火炬松）木材基本密度的变异进行研究,结果表明：火炬松种源间木材基本密度差异显著,木材基本密度种源内差异种源间差异更大,种源基本密度性状受环境影响较大。种源间各年轮段木材基本密度均近似于正态分布,且随树龄增加而增大,呈现出径向递增的模式。木材基本密度早晚期相关性随树龄增大而加强,５年生木材基本密度预估１２年生木材基本密度是可行的。一般种源木材基本密度与纬度呈不显著的负相关,与经度呈显著的正相关;耐寒种源木材基本密度与纬度呈不显著的正相关,与经度呈不显著的负相关。     

A laccase associated with lignification in loblolly pine xylem

Peroxidase has been thought to be the only enzyme that oxidizes monolignol precursors to initiate lignin formation in plants. A laccase was purified from cell walls of differentiating xylem of loblolly pine and shown to coincide in time and place with lignin formation and to oxidize monolignols to dehydrogenation products in vitro. These results suggest that laccase participates in lignin biosynthesis and therefore could be an important target for genetic engineering to modify wood properties or to improve the digestibility of forage crops.     

东北地区几种主要木材的液体渗透性

为了定量评价东北地区几种主要工业用木材液体渗透性能 ,该研究采用常压和减压渗透实验方法 ,测定了东北地区 7种主要工业用木材液体渗透参数的经时变化规律 .研究结果表明 :①染料种类对木材渗透性能的影响很大 .主要受染料分子大小、染料溶液与木材的亲和性等因素制约 .②边材比心材易渗透 .③弦向渗透比纵向渗透难 ,比值范围为 1/ 3～ 1/ 2 0 .④减压渗透比常压毛细管压力渗透效果好 ,尤其对于弦向渗透效果明显 .⑤真空干燥处理的试件比高温干燥试件的渗透性好 .     

火炬松引种家系的遗传变异及速生稳定性综合评价

以国内早期引种的湿地松Pinus elliottii和福建乡土树种马尾松Pinus mnssoniana为对照，对从美国种子园引种的21个火炬松Pinus taeda家系及国内早期引种种子园采种的4个火炬松家系进行遗传变异研究．结果表明：火炬松在福建省的总体生长表现优于对照湿地松和福建乡土树种马尾松，树高、胸径、材积等性状在家系间差异显著，且受中等以上遗传力所控制，遗传变异系数多在4．5％以上．火炬松生长性状5年生生长量的家系方差、地点方差和基因型与地点互作方差均达显著水平．通过对生产力指数和回归系数进行二维散点图聚类分析，最终确定25、19、18号家系为速生平均稳定家系，具有广泛的适应性，可在造林区普遍推广；20、17、23、24、22、16号家系为速生不稳定家系．特别适应于优良环境。