褐腐初期南方松木材微观形貌与化学成分分析

  目的  探究褐腐初期,腐朽菌定植对木材颜色、微观形貌以及化学成分的影响,为进一步探究木材褐腐初期降解机理提供理论基础。  方法  对南方松边材进行不同时长的密黏褶菌腐朽处理,利用场发射扫描电子显微镜对腐朽材的微观结构进行表征,探究褐腐菌进入木材内部的通道。同时,利用色差仪、傅里叶红外光谱、X射线能谱表征木材在不同腐朽阶段的质量损失、颜色变化、化学成分、官能团变化和结晶度变化等。  结果  腐朽过程中木材明度降低,总色差增加,整体上有偏红褐色的趋势。菌丝通过射线薄壁细胞、纹孔和管胞等细胞结构进入木材内部,并于褐腐20 d内基本完成初期定植。褐腐初期质量损失主要是由半纤维素降解导致,而纤维素降解缓慢。此时,纤维素结晶区的晶格间距降低（3.962 ?）,相对结晶度增至最大（47.02%）,阻碍了对褐腐菌的降解,因而此后木材质量损失增速减缓。  结论  在南方松木材的褐腐初期,菌丝通过纹孔、射线薄壁细胞和管胞等结构进入木材,细胞壁中的半纤维素优先严重降解,结晶纤维素的晶格间距减小且相对结晶度增加,这一理论研究有助于进一步探究木材的初期褐腐降解机理,同时为木材防腐保护提供理论基础。      

木麻黄木材密度与力学性质株内变异的研究

对１６株采自福建莆田的木麻黄株内不同高度、圆周不同方位木材密度及其径向变异和力学性质的测定与分析,结果表明：木材基本密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、冲击韧性在株内不同高度上差异极端显著,顺纹抗压强度差异显著;在圆周不同方位上,４项力学性质和基本密度均为南北向高于东西向,冲击韧性、抗弯强度、抗弯弹性模量在圆周不同方位上差异显著,基本密度和顺纹抗压强度未表现显著差异．株内不同高度对木材密度和力学性质的影响大于圆周不同方位．在株内不同高度径向上,木材密度自外到内均逐渐减小,变化趋势大致相同     

密粘褶菌生物性降解对杉木木材性质的影响

选用密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum(Pers.)Murrill)对杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)木材进行生物性降解,研究不同降解时间对杉木木材化学成分、结晶度、微力学性能和微观形态的影响。结果表明,密粘褶菌不降解杉木木材的木质素,其中边材综纤维素、纤维素和半纤维含量在6周分别降低了6.91%、4.07%和13.34%;心材综纤维素、纤维素和半纤维含量在6周分别降低了6.84%、4.09%和12.97%。木腐菌处理后,杉木木材纤维素结晶度均有所降低;杉木的抗弯强度和抗弯弹性模量均呈现减小的趋势,18周时降到最低,杉木边材抗弯强度减少了46.17%,抗弯弹性模量减小了29.66%,心材抗弯强度减少了53.74%,抗弯弹性模量减少了47.74%。     

地带和地形对湿地松人工林材性的影响

比较分析了湿地松人工林材性在不同地带和地形中的表现差异.结果表明:相同地形条件下生长在南亚热带的湿地松人工林木材密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硝酸—乙醇纤维素含量、戊聚糖含量和苯醇抽出物含量大于生长在中亚热带的,而木材尺寸稳定性和Klason木素含量小于生长在中亚热带的.相同地带内山谷中的湿地松人工林木材尺寸稳定性和戊聚糖含量大于山脊上的,木材密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硝酸—乙醇纤维素含量、Klason木素含量和苯醇抽出物含量均小于山脊上的.差异显著性t检验表明:地带和地形对湿地松人工林木材密度、顺纹抗压强度和抗弯强度影响极显著或显著;地形对湿地松人工林木材差异干缩和抗弯弹性模量影响极显著,地带对湿地松人工林木材差异干缩和抗弯弹性模量影响不显著.研究结果为湿地松人工林培育和木材合理利用提供科学依据.     

大叶山杨与山杨木材比较解剖与材性分析

运用对比分析的方法对山杨和大叶山杨木材的解剖特征,纤维形态等进行了较详细的观察,测定与分析,对２种木材的气干密度,干缩系数,顺纹抗压强度,顺纹抗拉强度,抗震强度,抗弯强度,抗弯弹性模量,冲击韧性,硬度,抗劈力强度等进行了对比研究;对２种木材的冷水抽出物,热水抽出物,质量分数为１％的ＮａＯＨ抽出物,乙醚抽出物,苯醇抽出物,ｐＨ值,纤维素含量,半纤维素含量,木素含量等化学成分进行了测定。     

日本落叶松人工林不同生长势林木的木材物理力学性质

以日本落叶松人工林为研究对象,根据国家物理力学标准,测定日本落叶松木材的基本密度、干缩性、抗弯弹性模量、抗弯强度、冲击韧性、顺纹抗拉强度等物理力学性能,分析评价长势(优势木、平均木和劣势木)、产地(甘肃沙坝和龙门)和胸径等对日本落叶松木材物理力学性能的影响。结果表明：(1)不同长势日本落叶松的木材密度和力学强度差异不显著,劣势木、平均木、优势木的干缩率逐步递增。(2)龙门与沙坝的日本落叶松抗弯弹性模量、抗弯强度、冲击韧性和顺纹抗拉强度差异不显著;沙坝样木的干缩率、抗弯强重比高于龙门,密度则低于龙门。(3)不同胸径日本落叶松物理性质存在显著性差异(P<0.05),木材密度随胸径先增大,后趋于稳定,弦向和体积干缩率以及干缩比与胸径正相关,径向干缩率则随胸径先减小后增大;不同胸径间抗弯强度、冲击韧性与抗拉强度无显著性差异,弹性模量随胸径增加先增大后减小;胸径22～28 cm的日本落叶松材性较优,且处于适伐阶段。(4)产地和长势对日本落叶松木材的密度、径向气干干缩率、干缩比、抗弯强重比有显著的交互作用。     

工业化高温改性木材的力学性能

对速生杨木和兴安落叶松进行工业化高温改性处理,并对高温改性材及空白试件等560个试件在4种相对湿度(60%、70%、80%、90%)下的平衡含水率及各力学性能参数(顺纹抗压强度、顺纹抗压弹性模量、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度)进行测试,建立了不同湿度下材料的力学性能指标体系.结果表明:改性材和空白试件的平衡含水率均随着环境湿度的升高而提高;各力学性能指标均随着环境湿度的升高而降低,且基本呈线性下降;与未处理的空白试件相比,木材经高温改性后,其平衡含水率降低,顺纹抗压弹性模量、抗弯弹性模量等刚度指标提高,与木材剪应力无关的顺纹抗压强度提高,与木材剪应力关系密切的抗弯强度和顺纹抗剪强度等下降.     

中山杉与落羽杉木材物理力学性质比较研究

对中山杉302和落羽杉两种木材的部分物理力学性质进行了测试比较分析。结果表明:中山杉302木材的基本密度、气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度的平均值均比落羽杉高,而弦向全干干缩率、体积全干干缩率、弦向气干干缩率、体积气干干缩率均比落羽杉低;其差异都在0.05水平显著。中山杉与落羽杉树干上段(3.3～5.3m)木材的基本密度、气干密度、抗弯强度和抗弯弹性模量均低于下段(1.3～3.3m);两种木材的气干密度与弦向气干干缩率、体积气干干缩率呈显著的正相关,与抗弯强度、顺纹抗压强度呈正相关,与抗弯弹性模量呈负相关。     

引种美国红橡幼龄材的物理力学性质研究

【目的】测定从北美引种的3种美国红橡木材的物理力学性质,以弥补我国家具和室内装修优质木材资源不足的现状。【方法】以引种的14年生(幼龄期)美国红橡纳塔栎(Quercus nuttallii)、舒玛栎(Quercus shumardii)和水栎(Quercus nigra)为研究对象,按照国家标准方法测定其木材的密度、干缩性、冲击韧性、顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量等基本物理力学性能指标,分析各指标间的相关性,并采用隶属函数法对各树种木材材性进行综合评价。【结果】3种美国红橡幼龄材气干密度、体积气干干缩率、冲击韧性、顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量分别为0.725～0.767 g/cm~3,9.650%～10.622%,216.59～255.14 kJ/m~2,45.57～54.44 MPa,104.24～105.40 MPa,7.11～7.77 GPa。3种美国红橡种间弦向全干干缩率差异极显著(P≤0.01),而种间径向全干干缩率和抗弯强度均差异不显著。相关性分析表明,红橡幼龄材气干密度与抗弯强度极显著相关;顺纹抗压强度与抗弯弹性模量极显著相关,与抗弯强度显著相关;抗弯强度与抗弯弹性模量极显著相关。3种红橡材性综合评价结果显示,纳塔栎和舒玛栎的材性略优于水栎。与其他栎属树种成熟材相比,引种的美国红橡幼龄材的大多数指标均接近其他栎属成熟材水平。【结论】3种美国红橡木材都属于高强度、高等级木材,材性优良,可作为制作家具和室内装修的优质用材。     

香椿人工林和天然林木材材性的比较研究

对香椿人工林和天然林木材物理力学性质和抽出物含量进行了测定.结果表明,香椿人工林和天然林木材的密度、顺纹抗压强度、抗弯强度和端面硬度均属中等,干缩小;香椿人工林木材除抗弯弹性模量、抗劈力和冲击韧性小于天然林外,其余物理力学性质指标均稍大于天然林,抽出物含量均低于天然林.经差异显著性t检验表明,香椿人工林和天然林木材物理力学性质指标中,抗弯弹性模量、抗劈力和冲击韧性差异显著,其余指标差异不显著.     

生物腐朽对湿地松木材力学性质影响的研究

由于生物腐朽可以引起木材结构的严重破坏,采用不同菌种和不同生物腐朽时间对湿地松木材的最大工作荷载(WML)、抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)等力学性质的影响进行了研究。结果表明:白腐菌、褐腐菌2个菌种和腐朽时间都对木材力学性质的影响显著(α=0.05),其中白腐菌处理对木材力学性质的影响很小,而褐腐菌处理木材对木材力学性质的影响很大。腐朽木材失重率与各项力学性质之间的相关性分析表明:木材失重率与WML、MOE和MOR之间都呈显著负相关。褐腐试验的相关性均在α=0.01水平时显著(双尾检验),皮尔森相关系数达到-0.937以上;而白腐试验的相关性均在α=0.05水平时显著(双尾检验),皮尔森相关系数达到-0.788以上。     

化学成分对木材细胞壁纵向弹性模量和硬度的影响

以杉木成熟材晚材为研究对象,采用化学成分选择性脱除方法依次脱除木质素和半纤维素。利用纳米压痕技术,在纳米尺度上,探讨半纤维素和木质素对木材细胞壁压入力学性能的影响。结果表明:木质素对细胞壁的弹性模量影响显著,脱除木质素后细胞壁弹性模量损失了6.53%。半纤维素是一种界面高分子,在细胞壁中作为连接纤维素和木质素的界面偶联剂,对细胞壁的纵向弹性模量影响极显著,脱除半纤维素后细胞壁弹性模量损失约为9.16%。木质素和半纤维素对细胞壁的硬度影响均显著。木质素脱除后,细胞壁硬度降低了16.98%。半纤维素脱除处理与脱木质素处理相比,硬度仅下降了0.87%。      

杨木强化材质量增加率对挥发性有机化合物和甲醛释放的影响1）

通过真空—加压浸渍方式将低相对分子质量脲醛树脂溶液浸渍到杨木中制作强化材,利用GC／MS和紫外分光光度计对杨木强化材释放的挥发性有机化合物（ VOC）和甲醛进行定性和定量分析,探讨质量增加率对处理材VOC和甲醛释放的影响,并分析其作用机理。结果显示：烷烃和醛类化合物是杨木强化材VOC的主要组分,同时检测到少量的萜烯类、酮类和醇类化合物。树脂在木材中的浸渍程度影响杨木强化材VOC及甲醛的释放和力学性能;随着质量增加率的升高,强化材VOC和甲醛释放量呈现先增大而后减小的趋势,释放拐点分别为44．06％和36．35％;力学性能随质量增加率增加而增大,但当质量增加率达到49％以后,抗弯弹性模量和抗弯强度增加幅度不大。因此,在满足材料力学性能基础上,应综合考虑其环保性能和生产成本,从而确定处理材适宜的质量增加率。     

铺装结构及密度对玉米秸秆轻质复合板性能的影响

为充分利用玉米秸秆并制备性能优越的轻质复合材料,通过对玉米秸秆内外表面特性的分析,采用机械疏解重组其胶合结构单元,以脲醛树脂为胶黏剂,制备定向和均向2种玉米秸秆轻质复合板。本文研究了不同铺装方式和密度对板材静曲强度(MOR)、弯曲弹性模量(MOE)、内结合强度(IB)、吸水厚度膨胀率(TS)、吸水率(WA)的影响。结果表明:定向铺装结构可以增强复合板材的MOR、MOE、IB,相同密度下定向玉米秸秆复合板(OCSB)的纵向静曲强度(MOR∥)和纵向弹性模量(MOE∥)约为均向玉米秸秆复合板(HCSB)的3倍,IB约为4~5倍。OCSB的MOR∥、MOE∥明显大于横向静曲强度(MOR#x22A5;)、横向弹性模量(MOE#x22A5;);OCSB密度为0.3 g/cm3时,MOR∥约为MOR#x22A5;的3.5倍,MOE∥约为MOE#x22A5;的5倍。OCSB的MOR#x22A5;均大于HCSB的MOR(密度0.3 g/cm3除外),OCSB的MOE#x22A5;均小于HCSB。OCSB和HCSB的MOR、MOE在试验范围内都随着密度的增加而增加;当OCSB密度为0.6 g/cm3时,MOR∥为25.24 MPa,MOE∥达到4 216 MPa,其物理力学性能够满足在民用建筑中的使用。此外,OCSB的TS、WA均小于HCSB。      

浸注药剂热处理工艺对木材物理性能的影响

先用以氯化锌、磷酸二氢铵和复合铜盐为主要成分的3种药剂浸注马尾松Pinusmassoniana木材及桉树Eucalyptus木材,然后再进行热处理的工艺方法。通过对处理前后木材的力学性能和尺寸稳定性的比较,探讨了药剂在不同温度下对木材性能的影响情况。结果表明：热处理工艺能明显提高处理材的尺寸稳定性,但也会降低木材的抗弯强度（MOR）和抗弯弹性模量（MOE）值。在同一温度下,浸注药剂后的热处理材比对照热处理材的体积湿胀率变化值（ASE）值增大了10％-45％;同时,该工艺对浸注药剂后的处理材的抗弯强度值降低较明显,而抗弯弹性模量变化则相对较小。3种药剂中,氯化锌热处理改善尺寸稳定性的作用最明显,其对抗弯强度、抗弯弹性模量影响亦是最大     

火炬松木材的抗弯弹性模量和抗弯强度的变异

10年生速生材火炬松的 2 8个家系间 ,木材的抗弯弹性模量 (MOE)和抗弯强度 (MOR)分别在 0 .0 0 1显著性水平和 0 .0 1显著性水平下差异显著 .整体上 ,2 8个家系的MOE ,MOR的个体变异大部分大于家系间的变异 ,因此火炬松材质改良在家系基础上进行个体改良效果会更好 .其中 17,37,5 1等 3个家系为抗弯性能较好的优树家系 .2 8个家系的MOE和MOR存在线性相关 ,相关系数为r=0 .5 74.MOE和MOR分别与气干密度达到 0 .0 5和 0 .0 1显著性相关水平     

人工林红松幼龄材与成熟材力学性质的差异

采用最优分割法划分出人工林红松幼龄材与成熟材的界限,分析了人工林红松幼龄材与成熟材力学性质差异的表现。结果表明：所有力学性质反映的基本趋势是成熟材性质高于幼龄材,其中,人工林红松木材抗弯弹性模量幼龄材与成熟材的差异达0．01水平显著,抗弯强度和弦向横纹抗压强度差异这0、05水平显著。