水蒸气处理法制作压缩整形木的研究(Ⅰ)-构造变化和尺寸稳定性

应用自行设计、制造的木材高温水蒸气处理成型设备和模肯,实验制作了截面为正方形的压缩整形木,并对整形木材的构造变化和尺寸稳定性进行了分析和评价。其结果为：压缩整形木的某些部位的解剖分子可发生向内溃陷,细胞腔变小,纹孔膜破裂,但细胞壁没有破坏;压缩整形木的变形回复率很低。吸湿、吸水膨胀率均明显低于素材,具有良好的稳定性。     

用低材质原木制作模压矩形材的研究

以低材质原木为原料,对制作难度很大的非正方形截面模压矩形材的制作工艺进行了试验研究.结果表明杨木、落叶松、冷杉等实体木材的压缩恢复率均随水蒸气处理(180℃)定型时间的增加而减小;模压矩形材沿其短轴方向由表面至中心密度递减,沿长轴方向表面的中部密度最大;应用改进设计的模具,沿模压的短轴和长轴方向同时施力可克服模压矩形材的环状开裂;压缩矩形材的密度分布有利于提高整体压缩材的力学强度和物理性能.同时,该文对压缩矩形材的生产工艺及影响矩形材变形固定的主要因素进行了考察.     

速生杉木整形工艺研究

在实验压机上加装自行设计制造的木材侧向压缩成型设备进行了小径速生杉木材的直接整形试验。对整形后杉木材进行了静曲强度和弹性模量等测试分析, 得出一种较理想的整形工艺:整形温度为160 ℃, 整形速度为10 mmmin-1 , 体积压缩率为60 %。表3 参5     

柱面加压法对木材表面密实的机理研究

木材表面密实化是提高木材表面密度和硬度的有效方法,以往研究中大多采用平压法,木材表面密度提高的同时中心层也得到了密实,损耗了材积,因此有必要探索一种低材积损耗的木材表面密实方法。采用柱面加压法对木材进行表面密实,以半无限平面的线载荷理论为基础,利用有限元分析软件对柱面加压法木材表面密实进行模拟,优选出了柱面加载头的半径大小,并进行实验验证,探求加载头半径对木材表面密实效果的影响。半无限平面的线载荷理论分析表明,柱面法加压时,应力分布由表层向下逐渐衰减,与平压法中力的等值传递相比更适合木材的表面密实,且圆柱体半径越小,表面密实效果越好;有限元模拟结果更直观地表明了柱面加压时的应力分布情况,密实层均集中于表层,且加载头半径越小,密实层越集中于表层且越密实,压缩量越大,表面密实层厚度越大且越密实,根据模拟结果优选加载头半径的大小为10mm及以下;实验验证的结果与理论分析及有限元模拟结果一致,当采用半径5 mm加载头压缩3 mm时,表面密实层最大密度达到783 kg·m~(-3),比未密实前提高了82.6%,表面硬度和耐磨性也显著提高,但材积损耗仅为12%,较平压法大大减少了材积损耗。柱面加压法较平压法更适合于木材的表面密实,提高木材表面性能的同时材积损耗大大减少。     

速生杉木整形工艺研究

在实验压机上加装自行设计制造的木材侧向压缩成型设备进行了小径速生杉木材的直接整形试验。对整形后杉木材进行了静曲强度和弹性模量等测试分析 ,得出一种较理想的整形工艺 :整形温度为 1 6 0℃ ,整形速度为 1 0mm·min- 1 ,体积压缩率为 6 0 %。表 3参 5     

户外用压缩防腐木——ACQ——D木材的处理技术初探

为研究压缩处理在木材防腐方面的应用,该研究测定了经过不同水浴和喷水预处理后的径向压缩木材在胺溶铜季铵盐--D型防腐剂中浸泡后的吸液量和变形回复率,并测定了由此制备得到的压缩防腐木的表面硬度、厚度方向上的密度分布和CuO保持量分布情况。结果表明:①变形回复率和吸液量之间有很好的对应关系,一般变形回复率越大,吸液量也越大;②经过预处理的压缩试材和素材相比,吸液量可以提高1.5倍左右,表面硬度可提高3～4倍;未经预处理的压缩试材和素材相比,吸液量可以提高2倍以上,但是表面硬度的提高不大;③ 经过预处理的压缩防腐木,其厚度方向上的密度分布比较均匀,另外CuO的保持量比未经预处理的压缩防腐木高,并且呈现表层高、逐步向内层递减的趋势。由此看出,由该研究方法制备的压缩防腐木可同时实现表面密实化和提高防腐性能的目的,尤其适用于户外设施中。      

木材纹理的分形特征与计算

采用分形方法对20种典型的木材径向、弦向纹理图像进行了分析,结果表明:木材纹理的分形维数值能够很好地表征木材表面纹理的形状、分布密度、均匀程度和宽度特征,符合了木材表面纹理的粗糙性和复杂性规律.分形维数值本身是几个常规纹理特征的综合体,使得纹理特征的表达得以简化.分形方法为木材表面纹理的分布密度和复杂度等特征参数的定量化分析提供了一种新的思路和方法.     

密实化杨木单板的研究

研究了压缩和热处理因素对密实化杨木单板的密度、尺寸稳定性的影响。研究结果表明:压缩前单板含水率应低于15%,随着压缩压力的增大和温度的升高,单板的密度逐渐增大,与未处理单板相比,压力为10 MPa时,压缩单板的密度增幅达98.8%,压缩温度140 ℃时密度增加了 81.4%,加压时间对密度有较显著影响,在加压时间8 min时密度达0.748 gcm－3,但随着时间的增加,热解使压缩单板密度有所降低;各压缩因素对20 ℃条件下的厚度回弹率和70 ℃水煮回弹率的影响趋势一致,且回弹率均高于50%,杨木单板最佳的压缩工艺参数为初含水率15%,压缩压力8 MPa,温度140 ℃,时间8 min。热处理使木材中纤维素、半纤维素、木素等成分也发生了化学变化,使吸湿性最强的半纤维素热解,含量下降,吸水性羟基数量减少,表现在经热处理后的压缩单板,回弹率明显低于压缩杨木单板,但随着热处理温度的升高和时间的延长,压缩杨木单板失重率逐步增加,密度呈下降趋势。为保持压缩单板的密度,热处理温度和时间分别不宜超过210 ℃和40 min。图4表1参13     

预热温度对层状压缩木材力学性能的影响

不同预热温度下形成的层状压缩木材,因压缩层位置差异形成的不同结构及预热温度本身的变化均会引起力学性能变化。以毛白杨Populus tomentosa弦向板为材料,采用水热控制方法,通过改变预热温度获得了压缩层位于表层至中心层的不同结构的层状压缩木材。对其表面硬度、木材硬度、抗弯弹性模量与抗弯强度进行对比研究。结果表明:①随着预热温度的升高,木材表面硬度显著升高（P < 0.01）,较对照的增加率为3.9%~57.2%,而木材硬度则极显著降低（P < 0.001）,较对照的增加率为8.6%~38.5%。这个结果与压缩层随着预热温度升高,逐渐由表层向中心层移动形成的表层下0.32和2.82 mm厚度范围内木材的平均密度变化以及高温的作用密切相关。②随着预热温度的升高,弦向弯曲弹性模量逐渐增大,径向弯曲弹性模量逐渐减小;抗弯强度先增大,150℃后逐渐减小;但抗弯性能无显著差异（P>0.05）。不同预热温度下形成的层状压缩木材的力学性主要受其结构的影响,其次是温度的影响。控制压缩层的位置出现于木材表层,同时提高压缩层的密度,可获得力学性能更好的层状压缩木材。     

黄连木隆脉木虱空间格局的研究

应用聚集度指标和回归分析,对黄连木隆脉木虱空间分布型进行测定,结果表明:黄连木隆脉木虱的成虫在黄连木林中呈聚集分布,聚集度随虫口密度增大而增强,从而确定出不同种群密度下最适抽样数。通过林间调查和数理统计分析,黄连木隆脉木虱在不同郁闭度、树冠不同层次虫口数量差异均不显著。     

木基金属功能复合材料研究进展

为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大地推动了木材科学的发展。随着对木材基本物化性能研究的逐步深入,新型木基复合材料也应运而生,如木基金属功能复合材料,其赋予木材新的电磁屏蔽、导热和导电等功能。根据木基金属复合材料的功能特性,可将其分为3类:电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材。电磁屏蔽木材主要用于有射线辐射空间的地板、棚板、壁板等,其制备方法主要有化学镀金属和胶合金属两种,化学镀金属是通过化学的方法使木材表面金属化,胶合金属是通过胶黏剂将金属材料与木材相结合,这两种方法均能提高木材的电磁屏蔽效能,可以减少电磁辐射对人体的伤害。金属化木材是将低熔点合金以熔融状态浸透到木材细胞中并冷却固化后形成的复合材料,熔融状态的金属以木材导管为载体,使复合材料的压缩强度、硬度、导热性、导电性、耐磨性、冲击韧性等大幅度提高,可作导热木材用于地热采暖领域。浸透型磁性木材是在一定的压力下使磁流体浸透到木材内,从而制得带有磁性的木材,可用在磁记录、记忆、电磁转换、屏蔽、防护、医疗和生物技术、分离纯化等诸多领域。目前,木基金属功能复合材料的研究主要集中在木材表面化学镀上,此种制备方法金属只能覆盖在木材表面,而不能浸透到木材内部。金属化木材可以使金属浸透到木材中,但现有研究所用的基材没有经过处理,金属的渗透性不高,如何改善基材,最大限度发挥金属化木材的优异性能,进一步推动木基金属功能复合材料的应用范围,将是下一步研究的重点。本文对3种不同功能复合材料（电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材）的研究现状进行概述,同时提出木基金属功能复合材料现有研究中的不足,并展望金属化木材在更多领域的应用和发展前景。      

日本落叶松优势木和平均木材性的比较研究

日本落叶松是我国东北地区引种和主要造林树种之一,为了比较日本落叶松优势木和平均木的材性差异,在辽宁桓仁国营黑沟林场１７年生日本落叶松林分设置３个标准地,对每木进行调查,并采集试材。按中国国家标准规定的方法取样和测定,对测定数据作方差分析,线性回归分析和材性比较分析。结果表明,该地引种的日本落叶松优势木的木材密度小于平均木的木材密度,两者的木材全干干缩率皆随木材密度增大而减小;平均木的基本密度,顺纹     

粗皮桉木材气干密度测定方法比较研究

以我国粗皮桉人工林木材为试验材料,分别采用中国国家标准(GB/T 1933-2009)的直接测量法、X线密度仪和SilviScan木材材性快速测定仪对粗皮桉木材的气干密度进行了测定。结果表明,采用直接测量法、X线密度仪和SilviScan得到的粗皮桉木材试样的气干密度值之间有很好的相关性,并用近红外光谱方法对这些木材密度进行了快速预测,预测效果较好。该研究结果可为将来木材密度快速测定方法的研究和粗皮桉木材的科学合理利用提供依据。     

木材表面自由基波谱

本文在室温条件下对木材表面自由基波谱进行了研究。结果表明:室温条件下,木材表面存在着几种自由基,它们来自木材中的高聚分子——木素、纤维素和半纤维素,其中以木素自由基浓度为最大。相同条件下,针叶材自由基浓度大于阔叶材,这是由于前者木素成分大于后者的缘故。     

基于剖面密度梯度（VDP）技术的意杨板材剖面密实梯度

以12 mm厚意杨Populus deltoids板材为试材,在1 MPa,100 ℃和2 ~ 5 min条件下,实施横向热压密实试验,采用剖面密度梯度（VDP）测试仪获取了密实后速生杨木锯材的断面密度分布,并利用建立的“密度-压缩率”转换公式,转换为压缩率数据,从而实现了木材断面压缩率的准连续定量和定位。结果表明：①VDP技术可以准确定量密实后木材各厚度微层的压缩率;②意杨木材断面压缩率分布与剖面密度梯度类似,呈现表高芯低的宽“V”形;在试验工艺条件下,表层约50%厚度受到不同程度的压缩,最大压缩率达到34%~37%,而芯层未受到显著压缩。图4参7     

川麦冬超细微粉的表征

为了探索川麦冬普通粉和超细微粉间表面特性和溶出性的差异,通过普通光学显微镜、电子显微镜对普通粉和超细微粉的形态学观察,并对粒径、分布宽度、比表面积、松密度、压缩度及其浸出物等测定对其普通粉和超细微粉进行比较分析。结果显示,与普通粉相比,超细微粉颗粒大小均匀,中位粒径D50为15.274μm,较普通粉降低7倍;松密度和压缩度下降;比表面积提高2.4倍;水、醇浸出物的干膏率分别增加40%和328%。因此,川麦冬经超细粉碎后,颗粒大小分布均匀,均质度明显改善,比表面积及水、醇溶性物溶出量显著增加,从而生物利用度提高。     

6种木材的解剖特征与物理力学性能分析

为进一步研究榉木、西南桦、橡胶木、白蜡木、天然柚木和人工柚木6种木材的弯曲加工性能,通过对不同树种导管比量、纤维长度、密度、干缩系数弦径比、最大载荷、抗弯强度、抗弯弹性模量以及最大压弯变形量进行测量对比。结果表明:6种木材中榉木导管比量和木纤维长度与其他5种木材差异明显,其导管比量大小排序为榉木白蜡木西南桦人工柚木天然柚木橡胶木,木纤维长度大小排序为榉木白蜡木橡胶木天然柚木人工柚木西南桦;西南桦密度与其他5种木材差异明显,榉木、橡胶木、白蜡木、天然柚木和人工柚木间密度差异不明显,且均属于中等密度;在2种状态下,6个树种的径向干缩湿胀率均小于弦向干缩率,而榉木的弦径比最大,天然柚木最小;6种木材中西南桦的破坏载荷、抗弯强度和弹性模量均最大,而白蜡木的压弯变形量最大,天然柚木最小,其压弯变形量大小排序为白蜡木西南桦人工柚木榉木橡胶木天然柚木。     

植酸改性木粉制备及其吸附性能研究

[目的]将木材加工剩余物木粉和改性木粉作为废水中染料污染物的吸附剂,并探究其性能,为木粉高值化利用提供一种策略.[方法]以植酸(PA)为绿色改性剂接枝木粉制备了木粉基吸附剂(PA-WF),利用SEM-EDS、ATR-FTIR、XRD、BET对PA-WF的表面形貌、元素分布、官能团、孔隙度、比表面积、结晶度和结晶结构进行...     

蔗糖与二羟甲基二乙烯脲浸渍压缩杨木单板的性能评价

以蔗糖为细胞壁充胀剂,二羟甲基二乙烯脲(DMDHEU)为交联剂对速生软质杨木单板进行浸渍处理和热压固化定型,通过细胞壁化学改性和细胞腔物理压缩协同作用,实现低载药量下单板的密实增强。系统评价了蔗糖和DMDHEU浸渍压缩对所制备单板的回弹率、密度、硬度、表面颜色和力学强度等物理力学性能的影响。结果表明:5%蔗糖和10%DMDHEU浸渍压缩的杨木单板经5个水饱和—干燥循环和1次水煮测试后压缩回弹率为23%,表面密度提高至0.71 g/cm3,达到硬质阔叶材水平,表面硬度比素材增加2倍,单板颜色从暗灰色变为明亮的金褐色,水性涂料在浸渍压缩表面的漆膜附着力显著提高。综上所述,低质量分数蔗糖和DMDHEU浸渍压缩后的杨木单板具备作为复合地板优质表板的潜能。     

频闪法对木材表面回弹性能的研究初报

采用频闪法对木材表面回弹性能进行了研究，结果表明：木材表面的回弹性能与碰撞球体的选择有关；在高度一定的条件下，木材表面的回弹性能与木材本身的密度有关；密度大回弹性能好．另外，通过木材表面回弹性能的研究进一步证明了木材的“粘弹性”理论；此方法给木材表面回弹性能的研究提供了一种新的无损测试的手段，为进一步研究木材表面弹性创造了极为有利的条件。