动态力学分析技术在木材科学研究领域的应用

动态力学分析技术(DMA)通过材料的结构和分子运动状态表征材料的力学性能。木质材料的力学性能本质上是分子运动状态的反映,利用DMA可以架构其结构与性能之间的关系,获得木质材料的结构、分子运动及其转变等重要信息。分别总结了DMA在实体木材和木质复合材料中的应用:围绕实体木材,综合评述了DMA在分析木材材性、软化行为、机械吸湿效应以及早期腐朽程度方面所取得的研究进展;针对木质复合材料,重点介绍了DMA在分析其阻尼性能、胶合性能、界面相容性能和耐老化性能等方面的应用。建议今后的研究重点从以下3个方面展开:1)考虑到实体木材自身组织结构的复杂性以及易受环境影响等特点,采用DMA分析仪不同的载荷类型和形变模式进行组合测试,在一定温湿度场中系统研究实体木材的材性与软化行为和机械吸湿效应的关系。2)利用DMA分析仪的单纤维拉伸模式,探索单根纤维(管胞、木纤维细胞)的黏弹行为,进一步明晰木质材料微观黏弹性能的响应机制。3)联用振动光谱(红外光谱或拉曼光谱),实现同步实时观察木质材料形变过程中组成分子的化学键或官能团的变化及响应,进而从分子水平揭示木质材料的形变规律。     

含三唑复合防腐剂及其竹处理材的金属腐蚀性能

目的探究三唑复合防腐剂及其竹处理材对金属连接件的腐蚀性和适用性,为选择处理设备材质和竹处理材防水涂层提供参考。方法参考GB/T 34726—2017《木材防腐剂对金属的腐蚀速率测定方法》和GB/T 34724—2017《接触防腐木材的金属腐蚀速率加速测定方法》标准,测定复合防腐剂（有效成分:丙环唑?戊唑醇（PPZ-TEB）、碘丙炔基正丁氨基甲酸酯（IPBC）、异噻唑啉酮（CMIT-MIT））及其毛竹处理材对Q235碳钢、65Mn弹簧钢、304不锈钢、201不锈钢、H59黄铜、T2紫铜、7075铝合金和6061铝合金的金属腐蚀性。通过在竹材?金属组件表面涂刷水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆和木蜡油考察表面涂饰对防腐蚀效果的影响。结果（1）经复合防腐剂浸泡加速腐蚀后,304不锈钢、201不锈钢、6061铝合金和7075铝合金的金属腐蚀速率均为0;Q235碳钢和65Mn弹簧钢的金属腐蚀速率随时间增加保持不变,且腐蚀速率离散性前期较大,后期逐渐减小;H59黄铜和T2紫铜在制剂A（PPZ-TEB）、C（PPZ-TEB/CMIT-MIT）、CK₁（CMIT-MIT）和CK₂（素材）中浸泡腐蚀和与竹处理材接触腐蚀的金属腐蚀速率均为0,而浸泡在制剂B（PPZ-TEB/IPBC）中发生轻微腐蚀。（2）在与竹处理材接触加速腐蚀后,304不锈钢、201不锈钢、H59黄铜和T2紫铜的金属腐蚀速率为0;Q235碳钢和65Mn弹簧钢腐蚀速率随时间增加而减小并趋于平缓,且腐蚀程度明显大于防腐剂对金属的腐蚀;6061铝合金和7075铝合金发生轻微腐蚀。（3）不同复合制剂及其竹处理材对Q235碳钢和65Mn弹簧钢的腐蚀性分别为CK₁ > C > B > A > CK₂,C > CK₁ > B > A > CK₂。（4）在Q235碳钢和65Mn弹簧钢的竹材?金属组件表面涂饰水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆和木蜡油涂层后,竹处理材的金属腐蚀速率均有所下降,且木蜡油较水性聚氨酯漆和水性丙烯酸漆的防腐蚀效果更优。结论含三唑复合防腐剂及其竹处理材对304不锈钢和201不锈钢均无腐蚀。复合防腐剂及其竹处理材对H59黄铜和T2紫铜基本无腐蚀。复合防腐剂对Q235碳钢和65Mn弹簧钢的腐蚀速率随时间增加保持不变,而竹处理材腐蚀速率随时间增加而减小并趋于平缓,且前者小于后者。复合防腐剂对7075铝合金和6061铝合金无腐蚀,而竹处理材有轻微腐蚀。不同复合制剂及其竹处理材对Q235碳钢和65Mn弹簧钢的腐蚀性均为C > B > A。表面涂饰可降低竹处理材对金属的腐蚀性。      

蒙脱土-DDAC复合防腐剂处理杨木的性能及表征

为了提高人工林杨木的力学性能和耐腐性,采用蒙脱土(MMT)-二癸基二甲基氯化铵(DDAC)复合防腐剂(ODP),通过满细胞法处理杨木试材,分析了防腐处理材的增重率、DDAC保持量、有机蒙脱土(OMMT)在木材内部的分布、横纹抗压强度和耐腐性。结果表明:OMMT的引入使试材增重率增加,DDAC保持量下降;OMMT绝大部分以颗粒存在于木材导管腔中,部分尺寸较小的颗粒和剥离片层可以通过纹孔,很难进入细胞壁;ODP处理材的横纹抗压强度比蒸馏水处理材提高了27%;相对于DDAC处理材,ODP处理材的耐腐性比单组分DDAC处理材好。     

真空热处理日本落叶松木材化学性质的变化

为了揭示真空热处理对日本落叶松Larix kaempferi木材的作用机制,以日本落叶松木材为研究对象,分别在160,180,200,220和240℃的条件下对木材进行真空-常压热处理4 h。采用X射线衍射法研究了热处理对木材结晶性能的影响;利用傅里叶红外光谱、固体核磁共振和电子自旋共振分析了木材在热处理过程中化学基团和表面自由基的变化。结果表明:经真空度为0.05~0.09 MPa联合常压热处理后,木材纤维素结晶度的变化趋势为先增大,后减小,再增大。未处理材结晶度为36.21%,热处理温度为160,180,200,220和240℃时,木材的结晶度分别为43.56%,46.26%,32.09%,32.66%和37.97%。随着热处理温度的升高,木材中羰基官能团减少,热处理过程中木材半纤维素发生降解脱除乙酰基,酚型木素结构单元增多,醚化木质素结构单元减少。热处理前后木材表面自由基类型未发生改变,随着热处理温度的升高,木材表面自由基的数量增加。真空热处理对半纤维素与木质素产生了不同程度的影响,对纤维素的影响相对较小,通过对不同热处理条件下日本落叶松木材化学性质的分析,进一步阐释了真空热处理对木材的作用机制。图3表2参23     

新型纳米杀菌剂在木材防腐中的应用

介绍了当前国外正在研发的新型纳米木材防腐剂(纳米金属类和纳米栽体类)及其可能存在的对环境和人体的安全隐患问题.     

木材液体渗透性的改善方法

归纳了影响木材液体渗透性的因素(木材结构、抽提物、微生物、含水率和干燥方法)及其改善方法(化学法、生物法、物理法),着重介绍了压缩法,并提出今后改善液体渗透性的研究方向.     

X射线在防腐木材有效成分测定中的应用

采用X射线荧光光谱仪与原子吸收分光光度计,分别测定铬化砷酸铜(CCA)以及氨/胺溶铜季胺盐(ACQ)处理木材中活性成分的含量,并将两者的结果进行了比较和分析。结果表明,用这2种方法所测得的结果差异较小,但前者具备检测速度快、分析精度高、操作简便等优点,可在实际应用中推广。     

水载型木材防腐剂有效成分的加速固着方法

以铬化砷酸铜(CCA)为代表的水载型防腐剂,逐渐被其他主要有效成分为铜的水载型防腐剂取代,这类防腐剂中的.针对水载型防腐剂抗流失性差的缺点,介绍4种用于加速防腐剂中有效成分在木材中固着的方法,分析了这些方法对水载型防腐剂中有效成分的固着效果,并就如何加速ACQ中有效成分的固着研究进行了分析和展望.     

水载型木材防腐剂中有效成分固着的影响因素

水载型木材防腐剂在木材防腐市场中占据着主导地位,然而其中的有效成分的抗水流失性差是其存在的主要缺点,这在很大程度上是由于防腐处理材在使用前防腐剂有效成分与木材成分之间的固着反应不充分而造成的,因此提高防腐有效成分在处理材中的固着质量是提高抗流失性的关键.笔者对国内外在水载型防腐剂中有效成分固着方面的研究进行了较为系统、全面的介绍,其中包括木材树种、固着的环境温度与相对湿度、固着时间、木材含水率、防腐剂的保持量、防腐剂成分组成等不同因素的影响,并在此基础上提出了今后的研究方向.     

聚乙二醇对五硼酸铵改性结构刨花板吸水性能的影响

试验引入聚乙二醇改性体系以补偿五硼酸铵处理结构刨花板时造成物理力学性能的降低,并研究了处理后结构刨花板的吸水性能。结果表明：24h吸水厚度膨胀率和24h吸水率这两项指标与五硼酸铵添加量的相关性最大,该两项结果均随五硼酸铵添加量的增加而增大。聚乙二醇种类对结构刨花板吸水性的影响大于添加量的作用。尤其是24h吸水率,4个添加量水平下的结果均无显著性差异。