东北常见树种木材形成早期组织波谱特征差异分析

【目的】研究东北主要商品材树种木材形成早期组织的化学特征及其在树种间的差异,为揭示树木生长过程中木材细胞壁的自组装行为和木材形成的分子机制提供科学依据。【方法】选取东北10种重要商品材树种,采集木材形成早期组织,利用红外光谱和X射线衍射技术分析木材形成早期组织的波谱特征。【结果】红外光谱差别主要在波数900～2 000 cm~(-1)之间的指纹区域。针叶树种木材中波数1 735 cm~(-1)附近由木聚糖乙酰基C O伸缩振动引起的吸收峰相对强度显著小于阔叶树种木材。针叶树种木材中1511cm~(-1)处表征苯环碳骨架振动的吸收峰较明显,尤其是云杉和落叶松。针、阔叶树种木材在波数1 630～1 660 cm~(-1)之间均出现不同强度的吸收峰,峰形较宽,该峰归属为蛋白质肽段中氨基化合物振动引起。红外光谱二阶导数处理后,针叶树种木材在波数1 266 cm~(-1)处有明显吸收峰,阔叶树种木材中并未发现,该峰归属为愈创木基环加CO伸缩振动。而阔叶树种木材在1245cm~(-1)处有较明显吸收峰,该峰由木质素紫丁香基环振动引起。多数树种木材X射线衍射图谱I002有较强的衍射峰,但Iam的衍射峰并不明显,尤其是阔叶树种木材。因此推测木材形成早期组织中纤维素的晶型、晶胞或晶区大小与成熟木材不同。【结论】针、阔叶树种木材形成早期组织中木质素和半纤维素的沉积过程有所差别,这有助于揭示木材形成过程中化学成分和结构的变化规律。     

6种阔叶树材红外光谱特征的比较

采用红外光谱(FT-IR)法对6种阔叶树材进行研究,通过对共有吸收峰、特征峰、相对吸收强度和二阶导数谱进行比较分析,得出了6种阔叶树材的具体差异。试验结果表明:6种阔叶树材的红外图谱共性特征较为明显,1 000～4 000 cm-1范围内的14个吸收峰中有12个吸收峰为共有峰;其中最强峰分别为1 033～1 052 cm-1范围内的C—O伸缩振动吸收峰和3 394～3 412 cm-1范围内的羟基特征峰。6种阔叶树材的FT-IR图谱、相对吸收强度和二阶导数谱均有不同程度的差异:在1 110～1 122 cm-1范围内只有楠木出现较小吸收峰;楠木和杜仲在1 237～1 264 cm-1范围内形成较宽吸收峰; 1 624～1 657 cm-1范围内,杜仲、花榈木、凹叶厚朴这3种木材具有一定的差异;而枫香和喜树在1 559～1 648 cm-1范围内明显区别于其他4个树种。相对吸收强度的比较结果为A3 402/A1 510和A1 661/A1 510处的2个峰位的差别较大;在1 000～1 800 cm-1区域内,6个树种的红外光谱的二阶导数谱在从峰形、吸收峰的位置、形状以及出峰数量上存在显著差异。通过对6种常见阔叶树材红外光谱特征的比较和分析,可为木材的快速鉴定和分类提供理论依据。     

基于红外光谱的5种红木树种识别探讨

以大果紫檀、刺猬紫檀、微凹黄檀、交趾黄檀和柬埔寨黄檀5个树种的木材为试材,比较分析了抽提处理前后的木粉质量、红外光谱的变化,及其差谱中特征吸收峰所代表的化合物种类,探讨了基于红外光谱的木材树种识别的可行性.结果表明:经抽提试验后,木粉质量减少27.09％ ～40.23％;5个树种有显著不同的特征吸收峰,在烃类化合物红外光谱波段尤为明显;此外,还有脂类化合物、不饱和脂肪酸、酮类化合物、脂肪族和芳香族化合物等的变化.由此可见,基于红外光谱特征的木材树种识别是基本可行的.     

交趾黄檀和微凹黄檀木材构造特征及GC-MS的辨析

从构造特征和挥发性成分两方面对交趾黄檀和微凹黄檀进行了辨析,详细阐述了交趾黄檀和微凹黄檀的木材构造特征,总结了以下辨别要点:交趾黄檀黑色条纹规整,轴向薄壁组织主要为翼状和细带状;微凹黄檀黑色条纹不规整,轴向薄壁组织主要为星散-聚合状和细带状;交趾黄檀木射线为1~2列,单列较多;微凹黄檀木射线几乎单列,偶2列。用甲苯-乙醇对两种木材的粉末进行提取,GC-MS测试,结果表明:交趾黄檀和微凹黄檀的总离子流图存在一定差别,从交趾黄檀抽提液中鉴定出13种化合物,微凹黄檀中鉴定出12种化合物。微凹黄檀中的苯甲醛、肉桂醛、4-甲氧基-4-氟查耳酮挥发性成分的相对含量比交趾黄檀中的高,且前者的相对含量分别是0.803%,1.134%和0.155%;后者的相对含量分别是0.402%,0.071%和0.088%;交趾黄檀中米氏碱的相对含量比微凹黄檀中的高,前者是0.634%,后者是0.235%。     

四种红酸枝木类树种的鉴别

CB/T 18107—2000《红木》国家标准规定的红酸枝术类中共有7种树种。目前市场上常见红酸枝类树种主要有巴里黄檀、交趾黄檀、奥氏黄檀、微凹黄檀。这4种木材同为黄檀属,且木材材色与花纹相近,肉眼很     

气质联用技术在红木挥发油成分分析中的应用

香气包含有多种挥发性物质,是红木识别鉴定的重要辅助特征.采用气相色谱质谱联用技术比较分析了4种红木木材挥发油化学组成的异同.结果表明:鸟足紫檀与大果紫檀的挥发油色谱峰相近,两者具有较多共有谱峰;微凹黄檀与刀状黑黄檀的挥发油色谱峰相似,但特有色谱峰较明显.鸟足紫檀和大果紫檀挥发油主要组分为八氢-4a,8-四甲基-2-萘甲醇、十氢-4a-三甲基-8-亚甲基-2-萘甲醇和6a,11a-二氢-3,9-二甲氧基-6H-二苯并呋喃;微凹黄檀和刀状黑黄檀挥发油主要组分为1,7,7-三甲基苯亚乙基双环[2,2,1]庚-2-酮;刀状黑黄檀还含有较多的9-甲氧基-2,3,5,7-四甲基吡咯并喹啉和4-甲基-2-[5-(2-噻吩基)吡唑-3-基]苯酚.挥发油色谱峰和化学组成的差异可用于红木材种鉴别,同时为红木的精细化利用提供参考.     

樟科4种木材红外光谱的鉴别方法探讨

采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)法测定了樟科4种木材红外光谱,结果表明通过各自的特征峰和共有峰相对峰强的比较可以区别4种木材。通过傅立叶自去卷积技术对4种木材红外光谱进行解析,并利用双指标序列法对数据进行了分析,能够利用傅立叶自去卷积图谱共有峰率和变异峰率双指标序列法鉴别4种木材。红外光谱在木材分类研究和鉴定领域有较好的应用前景,此技术也有望成为木材司法鉴定体系中的有效方法之一。     

慈竹竹原纤维与黄麻纤维红外及二维相关光谱分析

以慈竹竹原纤维和黄麻纤维为对象,采用红外光谱法和二维相关红外光谱分析技术,对2种纤维及其化学处理后的单根纤维进行研究。结果表明:慈竹竹原纤维和黄麻纤维的一维红外光谱主要区别于1736cm-1处的CO伸缩振动和木质素苯环特征吸收峰;二者经双氧水-冰醋酸处理后,黄麻单根纤维在1736cm-1附近仍存在明显的吸收峰。在高分辨的二维同步相关谱中,慈竹竹原纤维和黄麻纤维特征差异更为明显,慈竹竹原纤维在1000～1250cm-1范围内有8个自动峰,1008cm-1处强度最大;黄麻纤维有7个自动峰,1217cm-1处强度最大;同时在1435～1750cm-1范围内,黄麻纤维在1726cm-1(C=O伸缩振动)处出现较强的自动峰,而慈竹竹原纤维光谱中没有。各区域内自动峰均为正相关。与化学处理前纤维谱图相比,二者单根纤维的二维相关红外光谱发生了改变,表明纤维成分对其热微扰过程中的变化有一定影响。初步研究表明:二维相关红外光谱为竹原纤维的识别提供了更为丰富的信息,可作为竹原纤维识别的一种新方法。     

基于红外光谱对2种常涉案木材的比较与分析

通过傅里叶红外光谱技术(FTIR)和近红外光谱技术(NIR),对木材宏观、微观构造相近,性质差距较大的甘巴豆(Koompassia malaccensis)和马达加斯加铁木豆(Swartzia madagascariensis)木材,进行红外光谱和近红外光谱数据测定。结果表明,2种木材的红外光谱图谱在指纹区(1 800～400/cm)存在6个明显差异特征,是区别2种木材的重要特征;近红外光谱中在波长300～1 326 nm之间,2种木材原始光谱图差异明显。通过对2种木材的比较和分析,可为鉴别木材种类、维护木材市场秩序提供依据。     

多种木质原料化学成分对比

以阔叶材、针叶材、农业废弃物、灌木、果木五类木质资源为研究对象,从中选取桉木、落叶松等11种木质原料,使用傅里叶红外光谱(FTIR)对样本进行检测分析,并参照国家标准,分别对原料中综纤维素、α-纤维素、木质素、乙醇抽提物以及灰分含量进行测定,比较原料化学组成之间的差异。结果表明,11种木质原料的红外谱图,在3 329~3 343、2 892~2 924、1 417~1 423、1 367~1 372 cm~(-1)和1 730 cm~(-1)处,均出现了共同的振动吸收峰。阔叶材、农业废弃物、灌木和果木在1 230 cm~(-1)和835 cm~(-1)附近处出现表征紫丁香基木质素的振动吸收峰;针叶材在1 270 cm~(-1)处出现表征愈创木基木质素的振动吸收峰。阔叶材综纤维素、纤维素和半纤维素含量较高,杉木的木质素含量最高,为33.87%,柠条的乙醇抽提物含量最高,为9.91%,稻壳的灰分含量最高,为17.43%,这为原料及其化学成分的合理利用提供了理论依据。     

FTIR法研究蜜环菌降解前后榛子木材木质纤维素结构及成分的变化

为了确定蜜环菌对榛子木材木质部和树皮部分的降解作用,以及对其成分的影响,本文对受蜜环菌降解不同时间的榛子木材的红外光谱进行研究。方法:选择蜜环菌作为侵染榛子木材的腐朽菌,以健康榛子木材和受蜜环菌腐朽40d、80d以及腐朽1年的榛子木材为研究材料,利用傅里叶变换红外光谱分析仪(FTIR)测定其红外光谱图。根据图谱中木质素、综纤维素及草酸钙官能团谱峰位置和谱峰相对吸收强度的振动变化情况,分析被蜜环菌腐朽后的榛子木材成分的变化情况。结果表明:榛子木材树皮部分和木质部中主要成分为木质素、综纤维素和一水草酸钙结晶(COM)。这3种成分均能被蜜环菌降解,并随着降解时间的改变,榛子木材成分发生不同程度的变化。其中,草酸钙可以被蜜环菌降解至含量很低,并能够在综纤维素降解时,再大量生成;另外,木质素的相关吸收峰,仅在受蜜环菌降解1年的榛子木材树皮部分发生变化,说明木质素很难被降解。     

多种名贵木材的荧光光谱特性研究

木材的荧光研究属于新兴领域，尚处于起步阶段。通过对木材荧光物质的研究以作为传统木材鉴别方法的补充具有潜力。将已知有荧光现象的紫檀属木材与未曾提及有荧光现象的黄檀属木材放在同一个试验框架与试验标准之中，以交趾黄檀、微凹黄檀、赛州黄檀、印度紫檀、大果紫檀5种常见红木木材为研究对象，通过采用不同极性的溶剂提取木材中的荧光物质，并对其进行分析，建立溶剂-荧光特征值数据库，并利用此方法区别不同的木材，特别是显微构造较为相近、传统显微切片方法不易鉴别的同属不同种木材。结果表明：交趾黄檀、印度紫檀、大果紫檀均可以利用不同溶剂提取出唯一且荧光强度较高的特征荧光物质，赛州黄檀可提取出荧光强度略低于前三种木材的特征荧光物质，而微凹黄檀并未得出可用于特征判定的溶剂-光谱组合。此外，印度紫檀的丙酮和乙醇提取溶液测的荧光参数十分相似，可能不同溶液提取了同一种特征荧光物质。     

灵芝多糖体的提取及其理化性质的研究

灵芝是一种木材腐朽菌,具有良好的药用价值,在中国和其它一些国家享有盛誉。作者对赤(灵)芝(Ganoderma lucidum)子实体多糖的提取及其理化性质进行了研究。结果表明,粗多糖得率为1.38％,纯化后的糖经薄层色谱和气相色谱分析查明含有木糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖,糖基比依次为1:1:1.7:5:20。用凝胶过滤得分于量约为23000和34000。经红外光谱测定该多糖在1050、1140、1420和3400cm~(-1)处均有明显的吸收峰。本文提出了一个从灵芝子实体分离和纯化多糖体的方法。     

楠属和润楠属4种木材的红外光谱鉴别

采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)法对楠属(桢楠、闽楠)和润楠属(润楠、宜昌润楠)4种木材进行红外光谱分析。结果表明:区别楠属与润楠属的光谱主要在1730~1740 cm-1、1640~1650 cm-1区域;闽楠特征峰在1235 cm-1附近,桢楠的特征峰在1261 cm-1和1232 cm-1附近;润楠的特征峰在1460 cm-1附近;宜昌润楠特征峰在1688 cm-1和1650 cm-1附近。能够利用傅立叶自去卷积图谱共有峰率和变异峰率双指标序列法鉴别4种木材。此技术有望成为木材司法鉴定体系中的有效方法之一。     

耐热增韧型硼酸/热解油共改性酚醛树脂合成工艺

【目的】采用硼酸和热解油对酚醛(PF)树脂进行共改性,研发一种地采暖地板用耐热增韧型改性酚醛(BBPF)树脂,以满足地采暖地板长期处于相对高温和潮湿的环境对胶黏剂的特殊要求。【方法】以树脂固体含量、残碳率、拉伸强度和胶合强度为考察指标,以热解油替代苯酚比例、硼酸添加量(占苯酚质量百分比)和氢氧化钠/苯酚(NaOH/P)摩尔比为考察因素,采用正交试验方法,优化BBPF树脂合成工艺。【结果】1)正交试验极差分析表明,BBPF树脂固体含量、拉伸强度和胶合强度的影响因素主次顺序均为热解油替代苯酚比例、硼酸添加量、NaOH/P摩尔比; BBPF树脂残碳率的影响因素主次顺序为热解油替代苯酚比例、NaOH/P摩尔比、硼酸添加量。2)随热解油替代苯酚比例提高,BBPF树脂固体含量、残碳率和胶合强度均呈下降趋势,拉伸强度呈上升趋势;随硼酸添加量增大,BBPF树脂固体含量、残碳率、拉伸强度和胶合强度均先增大后减小;随NaOH/P摩尔比增大,BBPF树脂固体含量、残碳率和胶合强度均先升高后降低,拉伸强度升高。3) BBPF树脂的优化合成工艺为热解油替代苯酚比例20%、硼酸添加量4%、NaOH/P摩尔比0.5,此工艺下合成的BBPF树脂残碳率在800℃下高达58.10%,其胶膜拉伸强度为3.15 MPa,断裂伸长率为15.7%,胶合强度为1.12 MPa。4)热重分析表明,在0～800℃范围内,树脂质量损失分为4个阶段:第1阶段为30～350℃,树脂中残余水分蒸发,同时伴有树脂后固化,未参与固化的羟甲基被氧化脱除,醚键裂解转化为亚甲基键,甲醛释放,BBPF树脂失重速率极值向高温区移动;第2阶段为350～450℃,树脂中亚甲基键断裂分解,质量损失量较少;第3阶段为450～600℃,酚羟基脱水环化,树脂明显分解,BBPF树脂最大失重速率的温度高于PF树脂和热解油酚醛(BOPF)树脂,低于硼酚醛(BPF)树脂;第4阶段为600～800℃, BBPF树脂在800℃的残碳率高于PF树脂与BOPF树脂,低于BPF树脂。傅里叶变换红外光谱分析显示,BBPF树脂与BOPF树脂的红外光谱在3 420 cm~(-1)处的羟基O—H峰强度略低于PF树脂,且峰变窄;在1 384 cm~(-1)存在B—O键吸收峰,2 924 cm~(-1)处的CH_2特征峰、1 047 cm~(-1)处的醚键吸收峰和876 cm~(-1)处的苯环取代基位置峰强度均增强。【结论】采用硼酸和热解油共改性酚醛树脂,硼酸与酚羟基反应可引入高键能的B—O键,热解油的添加可引入柔性分子链段,同时可提高树脂体系交联度、耐热性和韧性。     

油茶茶枯分解及养分释放规律

为给茶枯的资源化利用提供参考,以压榨后的茶枯为试验材料,用分解袋法进行原位分解试验,探究埋深对茶枯分解及养分释放的影响。结果表明:埋于地下茶枯的分解速率明显比放置于地面的茶枯快,分解18个月后,放置于地面和埋于地下茶枯的干物质残留率分别为49.49%和31.73%。分解后期,埋于地下茶枯的碳含量及残留率显著低于放置于地面的茶枯。氮在分解的前2个月快速释放,埋于地下茶枯的氮含量高于放置于地面的茶枯;磷、钾、钙和镁表现为直接释放,放置于地面和埋于地下的茶枯元素残留率无显著差异。傅里叶红外光谱(FTIR)检测结果显示,3 420、2 926、1 739 cm~(-1)处吸收峰强度明显减弱,表明纤维素、半纤维素、淀粉和果胶等被分解;1 050 cm~(-1)吸收峰向低频位移15 cm~(-1),变为1 035 cm~(-1),表明多糖等的碳氧(C—O)键伸缩振动遭到破坏。深埋加快了茶枯的分解以及碳的释放,施用茶枯应当覆土以促进分解。     

红心材杉木与普通杉木的FTIR光谱比较

采用傅里叶变换红外光谱技术比较红心杉与普通杉的化学官能团.结果表明:两种木材红外光谱特征吸收峰的位置、数目及形状相似.差异出现在波数1 800 ～ 600 cr-之间,红心杉中1 736 cm-吸收峰/(I1736)变得不明显.红心杉中超过50％特征峰吸收相对强度大于普通杉.红心杉的I1510/I1 736和I1 510/I1 372比值均小于普通杉.红心杉I1270/I1230,I1425/I96,I1372/I667和I1372/I2917均大于普通杉.据此,红心杉中木质素和半纤维素含量低于普通杉,而综纤维素含量大于普通杉.红心杉木质素中愈创木基单元比例较高,且纤维素结晶度大于普通杉.     

竹材苯酚液化物及其甲醛树脂的FT-IR分析

采用傅立叶红外光谱和核磁共振法分析了竹粉在苯酚溶剂作用下酸催化液化产物的化学结构,以及液化物-甲醛树脂胶黏剂的结构特征.分析表明:竹材苯酚液化物的FT-IR图谱在1595.32～1512.70 cm-1处C=O伸缩振动、C=C伸缩振动、芳环骨架振动增强,在 1360.77 cm-1 处面内O-H弯曲振动、1028.62 cm-1 伯醇C-O伸缩振动及手纹区有强吸收峰;1512.70 cm-1处酚类C-O吸收及832.79～691.68 cm-1 处吸收带增强.竹材苯酚液化物-甲醛树脂和普通酚醛树脂的FT-IR图谱非常类似.     

细柄阿丁枫木材物理力学性质研究

通过对细柄阿丁枫木材的物理及力学性质的测定与分析,结果显示:细柄阿丁枫木材的基本密度为0. 617 g·cm~(-3),气干密度为0. 733 g·cm~(-3),全干密度为0. 737 g·cm~(-3),体积干缩系数为5. 221%,抗弯强度为86. 0 MPa,顺纹抗压强度为54. 6 MPa,顺纹抗拉强度为137. 6 MPa,顺纹抗剪强度为(径向12. 1 MPa和弦向13. 5 MPa),抗劈力(径向46. 7 N·mm~(-1)和弦向56. 4 N·mm~(-1)),冲击韧性189 kJ·m~(-2)。与鹅掌楸、水青冈、伯乐树、黄檀、枫香树、笔罗子6种常见阔叶树种木材力学性质相比,细柄阿丁枫木材的抗弯强度、顺纹抗压强度和顺纹抗剪强度属中等;抗劈力和冲击韧性属上等。     

光辐射染色木材的变色规律及化学组分结构的变化

以I-214杨木染色单板为试材、氙光作为辐射光源,考察其在100h光照过程中表面颜色的变化规律;依据红外光谱图的谱峰位置和谱峰相对吸收强度,分析和确定光变色过程中染色杨木木材的化学组分。结果表明:染色杨木木材受光辐射易发生变色,其中酸性蓝染色单板的明度指数L*和色品指数b*变化显著,其光变色度显著大于酸性大红GR染色单板;若以波数1510cm-1为基准,非共轭羰基C=O振动的吸收峰(1738cm-1)吸收强度显著增强;共轭羰基C=O伸缩振动的吸收峰(1650cm-1)吸收强度有所增强;芳香环骨架C-C振动的吸收峰(1510cm-1)吸收强度明显减弱;C-O-H振动的吸收峰(1160～1052cm-1)吸收强度有所减弱。