防治木材变色的植物精油优选

为了开发木材变色防治用的天然环保产品,选用19种植物精油,依据精油的挥发速率及其对培养基中变色菌的抑菌效力,筛选综合性能较优的精油产品。结果表明,植物精油的挥发速率为7.9~550.8g·m^-2·h^-1,迷迭香和丝柏精油挥发较快,而雪松、肉桂和安息香精油挥发较慢。随着植物精油的体积分数由0.01%提高至0.05%,其对可可球二孢和串珠镰刀菌的平均抑菌效力分别由19%和21%增加至50%和59%,抑菌性能明显增强。以抑菌效力为变量的聚类分析表明,肉桂、丁香花、柠檬草和百里香4种植物精油对两种变色菌表现出较优的抑菌特性,其在体积分数0.05%条件下的抑菌效力达到100%。综合考虑抑菌效力和作用持久性,肉桂、丁香花和柠檬草精油是防治可可球二孢和串珠镰刀菌的较优品种。     

粉状改性脲醛胶的胶合工艺及性能研究

粉状改性脲醛胶黏剂游离甲醛少、储存期长且胶合性能优良,近年来获得广泛应用。采用粉状改性脲醛胶黏剂,对柳杉木材进行层积胶合,以剪切强度、木破率、浸渍剥离率为检测指标,研究其实木胶合工艺及性能。试验结果表明:粉状改性脲醛胶黏剂具有较好的胶合性能,满足非结构集成材标准要求;综合生产成本和效率等因素,确定较优胶合工艺参数为单位压力0.7MPa、热压时间31min、涂胶量180g/m~2、胶合面纹理组合为"弦切面-弦切面"。     

植物精油对木材霉变菌的抑菌效力研究

【目的】植物精油是一类安全环保且具有抑菌特性的天然产物,在木材霉变防治领域的应用潜力很大。开展植物精油对我国常见木材霉菌及变色菌的综合抑菌效力的研究,可为天然环保型木材霉变防治剂的开发提供重要依据。【方法】配制经植物精油修正的马铃薯葡萄糖琼脂培养基,通过评价霉变菌在培养基中的生长状况,对比分析19种植物精油对6种木材霉变菌的抑菌效力。【结果】在体积分数为0.05%的条件下,19种植物精油对黑曲霉Aspergillus niger、桔青霉Penicillam citrinum、绿色木霉Trichoderma viride、可可球二孢Botryodiplodia theobromae、串珠镰刀菌Fusarium moniliforme和链格孢霉Alternaria alternata的抑菌效力分别为0~100%、0~100%、0~100%、0~100%、11%~100%和20%~100%。聚类分析表明,肉桂、丁香花和百里香精油的综合抑菌效力最高,在体积分数0.05%的条件下对6种霉变菌的抑菌效力均达到100%,而尤加利、甜橙和松树精油的综合抑菌效力最低。相关分析表明,植物精油对6种霉变菌的抑菌效力之间均表现出显著相关性(P=0.01),其Pearson相关系数为0.777~0.959。【结论】不同植物精油的抑菌效力之间表现出较大差异,肉桂、丁香花和百里香精油是可以用于木材霉变防治的较优品种。     

柳杉实木胶合工艺及性能研究

为开发柳杉非结构用集成材,以剪切强度、木破率、浸渍剥离率为考核指标,进行柳杉实木胶合工艺及性能的研究。结果表明:柳杉木材可用于非结构集成材的制备,较优的胶合工艺为:压力1.0 MPa、加压时间30min、涂胶量180g/m2,胶合时按"弦切面-弦切面"纹理组合,其性能指标可达到日本标准JAS SE-8的要求。     

松桉轻质刨花板内结合强度及其破坏模式对比

人造板"轻质化"是近期我国木材加工行业的重要发展方向之一,而对于轻质刨花板力学性能及其破坏模式的深入分析可为其开发利用提供重要依据.以松木和桉木为木质原料,选用聚氨酯发泡胶黏剂制备全松木、全桉木和松桉混合3种具有不同原料组成的轻质刨花板,对比分析其内结合强度和破坏模式,并从破坏断面形貌和刨花表面润湿性两方面进行了深入探...     

ACQ防腐处理对马尾松木材胶合强度的影响研究

采用铜氨(胺)季铵盐(ACQ-D)防腐剂处理马尾松木材,以水性高分子异氰酸酯(API)、聚氨酯(PUR)和间苯二酚-苯酚-甲醛树脂(RPF)为胶黏剂制备防腐材胶合试样,研究胶黏剂种类和防腐剂处理浓度对马尾松胶合强度的影响。结果表明:API、PUR、RPF适用于ACQ处理马尾松的胶合,平均剪切强度和木破率均达到GB/T 26899—2011《结构用集成材》要求。胶黏剂种类对防腐材胶合强度有显著影响,表现为PUR和RPF的剪切强度优于API。与未处理材相比,ACQ处理对API胶合有负面影响,对PUR胶合有增强效应,对RPF胶合没有显著影响。在ACQ浓度为0.1%～1.0%范围内,胶合强度没有显著变化。     

木材胶合界面性能表征技术研究进展

木材胶合界面是指同时包含木材细胞壁和胶粘剂的区域。在木质胶合产品的加工工艺选择与使用性能评价中,胶合界面发挥着重要作用,其中胶粘剂渗透性能和界面力学性能是重要的评判标准。目前,用于表征胶合界面性能的技术包括光学显微技术、电子显微技术、X射线成像技术、微观力学测试技术等。文中通过对比各表征技术,提出进一步研究界面结合强度的表征、微观力学模型的建立、界面力学特性与木质胶合产品宏观性能的关系等将是未来的探索方向。     

微观力学表征技术的发展及其在木材科学领域中的应用

微观力学表征技术是表征材料微纳米力学性能的重要技术手段,目前已被广泛用于表征材料的超微构造和解析材料的力学行为。随着材料科学研究尺度缩小,微观力学表征技术逐步从纳米向超纳米、从分子向超分子甚至粒子水平发展。按照试样信息的不同方式,微观力学表征技术主要包括纳米力学测试技术(探针技术)和超纳米力学测试技术(显微镜技术);其中,纳米力学测试技术包括准静态纳米压痕技术、动态纳米压痕技术和动态模量成像技术,超纳米力学测试技术包括原子力显微镜技术和基于原子力显微镜技术的新型微观力学表征技术。木材是一种多孔状、层次状、各向异性的非均质天然高分子复合材料,其超微结构是细胞壁由不同厚度的层次组成。细胞壁是决定木材和木质纤维材料性能的主要因素,是木材的实质承载结构;细胞壁的力学性能是由壁层结构、化学组成的分布与结合方式决定的。开展木材和改性木材细胞壁纳观尺度的力学性能、分布及影响对实现木基复合材料的高效设计具有重要意义。自Wimmer等首次将纳米压痕技术应用于天然木材细胞壁微观力学后,国内外学者主要采取准静态纳米压痕测量技术和动态纳米压痕测量技术对不同树种木材以及化学改性和生物改性木材细胞壁的硬度、弹性模量、蠕变特性与黏弹性等力学性能进行了研究。木质材料界面作为纳米级厚度的界面相或者界面层,不仅影响木质材料的强度、刚度,而且影响木质材料的断裂韧性等。界面力学是决定木基复合材料整体力学性质的关键,是引起材料变形、强度下降的主要原因。研究界面的属性和特征对于木基复合材料整体属性的评价以及结构的优化设计有一定参考价值,研究内容涉及有胶合界面、纤维增强聚合物界面以及木制品涂层的微观力学。随着研究尺度逐渐缩小,微观力学表征技术趋向高分辨率及数据定量化,如今已能在纳米级分辨率下进行力学信息成像,为木材科学领域的研究提供了方便。微观力学表征技术在木材科学领域中的应用尚具有较大潜力,但仍有较多方向尚未涉及,还应在以下3方面展开研究:一是需要开展微观力学技术在木材科学领域应用的标准化研究,规范测试过程,确保测试结果的可靠性和一致性;二是建立木质材料宏观到微观的完整力学体系,从本质上剖析木质材料的力学行为,在纳米尺度上表征木质材料的性质和失效机制;三是随着木材科学领域研究的深入,需建立微观力学与微观化学、微观物理、微观环境学的联系,丰富木材及木基复合材料在微纳尺度的研究。     

木材胶合界面微观结构样品制备新方法——激光烧蚀技术

【目的】分析激光烧蚀技术对木材胶合界面样品表面及微观结构的影响,为木基复合材料样品微观结构检测等相关领域研究提供一种简单可行的样品制备方法。【方法】以柳杉木材/脲醛树脂(UF)胶合界面和柳杉木材/聚醋酸乙烯酯(PVAc)胶合界面为研究对象,采用切片制样和激光烧蚀2种方法对样品进行处理,利用扫描电镜观察处理后的样品表面及微观结构。【结果】切片制样过程中的机械切割使得样品表面出现毛刺和刀痕,细胞形态发生变化甚至破碎。柳杉/UF样品胶层发生断裂,并且胶层附近的管胞出现破碎现象,既不利于观察胶层形态,也不利于检测胶黏剂与木材细胞壁之间的结合。柳杉/PVAc样品胶层有撕扯现象,但对于观察和分析界面结构的影响程度不大。激光烧蚀样品表面出现一些木材或胶黏剂小颗粒溅射的痕迹,尤其以胶黏剂区域和晚材区域较为明显。除划痕缺陷外,激光烧蚀还会导致部分离胶层一定距离的早材管胞破碎且有碎屑残留在细胞腔内,但这些缺陷并不影响胶合界面微观结构的观察,如胶黏剂在木材细胞中的分布、胶层区域的形貌以及胶黏剂与细胞壁之间的界面相容性等。激光烧蚀方法还适用于研究不同压力下胶合界面微观缺陷的变化规律,随着压力增加,柳杉/UF胶合界面上的胶层孔洞以及胶黏剂与木材细胞壁之间的缝隙数量逐渐减少,尺寸逐渐减小,但当压力增至1.2 MPa时,木材细胞壁开始出现细微裂纹,胶黏剂与细胞壁之间也开始出现裂隙。【结论】与切片制样方法相比,激光烧蚀方法不需任何预处理,并且对样品尺寸没有限制,所耗时长与样品尺寸及其密度呈正比,适用性广,可为其他木基复合材料胶合界面微观结构的研究提供技术支持。