针叶材管胞纵向抗拉强度研究

以杉木、马尾松木材为试验材料,采用零距拉伸技术评价了木材管胞纵向抗拉强度,比较了不同含水率条件下管胞抗拉强度的差异,探讨了水分的影响机制。此外,重点研究了热处理对木材管胞纵向抗拉强度的影响,分析了管胞强度变化与化学成分、纤维素结晶度之间的关系。结果表明,杉木早材管胞纵向抗拉强度平均值为499 MPa,马尾松早材管胞平均值461 MPa;两种木材管胞在饱水态下的抗拉强度比气干态均较低;在160～220℃、1～3 h热处理条件下马尾松木材早材管胞纵向抗拉强度与素材相比有所降低。     

油松木材物理力学性质的研究

本文研究了山西中条山油松木材的物理力学性质,并与其它产地的油松材性进行了比较。讨论分析了密度对油松木材各项力学性质的影响,给出了密度与力学性质间的回归方程。密度对顺纹抗压、横纹抗压、硬度、顺纹抗剪、抗弯强度等力学性质影响显著,而对顺纹抗拉强度、冲击韧性等影响较小。顺纹抗拉强度主要受管胞长度、管胞强度、纤丝角度、结晶度等因子的控制。     

杉木制材板皮辊压制备梳解加工坯料的研究

为了探索杉木Cunninghamia lanceolata制材板皮的最佳梳解加工工艺和设计制造理想的梳解机压辊,对杉木制材板皮进行了径向无约束辊压处理,研究了不同厚度、不同含水率、不同压缩率下杉木制材板皮辊压制备梳解加工坯料的情况。结果表明：①杉木制材板皮的厚度、含水率、压缩率对其辊压力有较大的影响;辊压的较佳工艺参数为：压缩率约为50%,含水率约为50%;②杉木制材板皮辊压处理后,厚度缩小,宽度得到了扩展;③杉木制材板皮辊压后,细胞都存在着不同程度的变形,但整体大部分回复,细胞被挤压,细胞腔变小而细胞壁未受到破坏。     

杉木木材管胞纵向弹性模量的研究

通过测定杉木木材薄片小试样的顺纹抗拉弹性模量和气干密度,计算管胞的纵向弹性模量,进而研究杉木管胞纵向弹性模量的株内变异规律及其与微纤丝角之间的关系。结果表明:杉木管胞的纵向弹性模量沿径向变异较大,靠近髓心处管胞的弹性模量较小;管胞的纵向弹性模量沿树干高度方向变化不大。杉木管胞的平均纵向弹性模量为44.06 GPa;随着微纤角的增大,管胞的纵向弹性模量显著降低;当微纤丝角大于24°后,管胞的纵向弹性模量降低的幅度明显减缓。      

云南杉木木材纤维胞壁纤丝角的研究

本文报道了利用偏光显微镜对云南不同地区,不同坡向和插条繁殖生长的杉木木材纤维弦壁纤丝角的测定,并对杉木的纤丝角与物理力学性质的关系进行了探讨。结果表明:杉木纤丝角的变异较大,它与力学性质有一定关系。随着纤丝角的减小,木材的顺纹抗压强度、抗弯强度、顺纹抗拉强度和冲击韧性明显地增加。因此,杉木的品质评定应将纤丝角作为重要的因子。     

云南杉木物理力学性质的研究：彝良产杉木物理力学性质

本文报道了彝良产杉木的物理力学性质,测出其晚材率和气干密度比云南其它地区所产者均高,而顺纹抗压强度、抗弯强度、顺纹抗拉强度等有明显的降低,不符合木材密度与各强度值间的回归方程。此外,还进行了彝良和西畴产杉木纤维胞壁的纤丝角的测定。结果发现彝良产杉木纤维胞壁的纤丝角比西畴产者大9.7°,从而得出杉木的顺纹抗压强度、抗弯强度、顺纹抗拉强度等随着纤维角的增大而明显地减小。     

木束、竹束的性能及混合比对竹木重组材性能的影响研究

利用马尾松、杉木木材加工余料和南方多产的小径杂竹淡竹、五月季竹为试验原材料,经碾压加工为纵向不断裂、横向松散而交错相连的木束、竹束,然后干燥、施胶、组坯、热压成竹木重组材,研究木束、竹束的性能及混合比对竹木重组材性能的影响。结果表明：竹束采用淡竹比采用五月季竹的重组材力学性能要高;竹束、木束混合比达到1：1时重组材的力学性能最高。     

树木生长轮材质检测分析法

树木生长轮材质分析。是研究不同生态条件下木材材质变异及预测的重要技术措施。本文以湖南会同的杉木为材料,通过生长轮材质分析方法测定的小试件压力、小试件拉伸、显微硬度、生长轮密度、生长轮晚材率,与木材标准试验测定的顺纹抗压、顺纹抗拉,端面硬度,木材密度及晚材率的对比中,得到了非常接近的规律。单相关系数大部分在0.7以上.变化较大的小试件拉伸与顺纹抗拉也在0.62以上。证实了这项研究方法的可靠性。     

不同林龄杉木实生林物理力学性质变异研究

以湖南省金洞林场同一立地条件、不同林龄的杉木实生林木材为研究对象,按照国家标准测定其物理力学性质的气干密度、基本密度、横纹弦向全部抗压、横纹径向全部抗压等10个性状指标.方差分析发现,杉木实生林木材的10个性状指标均随林龄的增大而增加,且各指标差异显著.对其进行相关性分析,发现木材物理与力学性质间表现为正相关,其中与横纹弦向局部抗压、横纹径向局部抗压、顺纹抗弯模量、顺纹抗拉强度表现出极显著相关性,相关系数为0.207～0.680.变异系数计算结果表明,各性状的变异系数变化范围为3.57％ ～11.40％,30年生时,气干密度、基本密度、横纹弦向全部抗压、横纹径向局部抗压、顺纹抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度的变异系数小于其他2个林龄.全部性状的变异系数均处于10％左右,说明实生林各性状总体稳定.综上可知,实生林的物理力学性质具有密切的相关性,随着林龄的增加,表现出受环境因素影响越来越小,受遗传因素影响越来越大.     

三聚氰胺脲醛树脂改性对针叶材和阔叶材性能的影响

用不同摩尔比三聚氰胺脲醛树脂(MUF)处理阔叶材和针叶材,对其物理力学性能和耐腐蚀性进行比较研究.结果 表明,MUF改性木材效果与木材本身结构和树种有关,结构疏松、孔隙大的木材,MUF改性效果好.改性后木材微观结构受到破坏,导致杨木和杉木体积收缩(ASE值为负).改性后松木、杉木、桉木和椎木的顺纹抗压强度(CS)分别提高了66.33％、43.18％、32.67％和13.28％,但处理材抗弯强度(MOR)降低.MUF改善了阔叶材的耐腐蚀性,处理后的木材甲醛释放量均小于0.26 mg·L-1.     

2022 年 1 期目录

  目的  准确预测林木的生存和枯损是森林生长收获模型系统中十分重要的组成部分。构建基于混合效应模型和生存分析方法相结合的林木生存模型，能够提高林木枯损模型的精度。   方法  以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为例，基于生存分析方法中常用的6个时间参数分布回归模型（指数分布、Weibull分布、对数正态分布、对数Logistic分布、Gompertz分布及Gamma分布），把林分因子和立地因子作为协变量加入到模型中去，构建林木生存模型。并在此基础上考虑样地的随机效应，并与传统模型的模拟效果进行比较。  结果  研究结果表明，随着单木初始胸径的增加，其枯损的风险降低，生存率提高；随着单木大于对象木断面积值的增加，其枯损的风险增加，生存率降低；随着林分密度的增加，林木枯损的概率增加，生存率降低；立地因子对林木的生存没有显著影响；6个参数分布回归模型中，Weibull分布的模拟精度最高。与固定效应模型相比，Weibull分布模型在考虑样地水平随机效应后，模型的模拟精度获得明显的提高，并且达到极显著程度。  结论  在森林经营中，要提高林木的生存率，需采取科学合理的经营方法和经营时间，避免使林分的密度过大。      

柠檬酸预处理杉木压缩变形固定及性能

[目的]为提高速度材杉木利用价值,探究柠檬酸预处理和热压缩处理对杉木压缩变形的影响,从而改善其密度低、尺寸稳定性差和力学性能不佳等缺点.[方法]采用柠檬酸预处理和热压缩,通过调控柠檬酸质量分数和热压温度制备杉木压缩材,并测定压缩材的吸水回复率和吸湿回复率.采用应力松弛测试和傅里叶红外光谱探究柠檬酸预处理杉木压缩材的变形...     

硅镁凝胶强化人工林杉木的制备工艺优化及性能研究

  目的   为有效提升人工林杉木物理力学性能,以无机硅酸钠（Na₂SiO₃）溶液为浸渍改性剂,硫酸镁（MgSO₄）溶液为固化剂,采用真空–加压循环浸渍方法制备硅镁凝胶改性杉木,探究硫酸镁的添加量和不同浸渍工艺对改性杉木浸渍效果和性能的影响,并优化浸渍工艺为硅镁凝胶改性杉木的规模生产提供理论依据。   方法  通过单因素试验探讨硫酸镁和硅酸钠的摩尔比、浸渍时间、浸渍压力与负/正压时间比4个因素对杉木试件改性效果的影响,在此基础上设计L₉(34)正交试验优化浸渍工艺参数。由最佳工艺制得硅镁凝胶改性杉木与硅酸钠改性杉木,考察其质量增加率、顺纹抗压强度、硬度、吸水率、抗流失率、耐热性等性能和微观形貌表征,对比两种改性杉木之间及与未处理杉木的差异。  结果  综合单因素和正交试验结果得到:以硫酸镁和硅酸钠的摩尔比为1∶2的MgSO₄溶液和Na₂SiO₃溶液改性杉木,浸渍时间2 h、浸渍压力0.3 MPa和负/正压时间比2∶1的条件下制得的硅镁凝胶改性杉木性能最佳。对比未处理杉木,硅镁凝胶改性杉木的抗压强度、端面硬度、弦切面硬度和径切面硬度分别提升81.1%、73.1%、52.6%和37.2%,吸水率由129.3%降至73.3%。SEM结果显示硅镁凝胶改性杉木中硫酸镁成功浸入杉木管胞与硅酸钠反应并将其固化,导致其沉积物形貌不同,相比硅酸钠改性杉木其抗流失性提升了22.1%。TGA曲线中硅镁凝胶改性杉木的质量损失速率显著降低,由于无机组分的浸入,残余质量提升了27.09%。  结论  杉木经硅镁凝胶改性后,密度和强度增加,耐水性能改善,硬度、抗流失性及热稳定性显著提高,较硅酸钠改性杉木更具性能和应用方面的优势。      

土壤增温隔水处理对杉木幼林材管胞形态的影响

采用地下管道进行土壤增温5℃与透明U型管隔离降水50%的方法,人工模拟21世纪末全球气候变暖大环境下闽西北中亚热带地区杉木的生长环境。借助生物数码显微图像分析系统测定了土壤增温隔水处理对杉木幼林材管胞形态的影响规律。结果表明,土壤增温5℃极显著降低了杉木幼林材管胞长度、宽度、腔径和长宽比,显著提高了杉木幼林材管胞壁腔比,而对杉木幼林材管胞壁厚影响不显著;隔离降水50%极显著降低了杉木幼林材管胞宽度、壁厚和腔径,极显著提高了杉木幼林材管胞长宽比,而对杉木幼林材管胞长度、壁腔比影响不显著;土壤增温5℃且隔离降水50%极显著降低了杉木幼林材管胞的壁厚,显著降低了杉木幼林材管胞的长宽比;土壤增温对杉木幼林材管胞形态的影响总体上大于隔离降水。研究结果为全球变暖大环境下杉木人工林木材品质定向培育及其合理利用提供理论依据。     

植物短纤维专用力学性能测试仪的开发和应用

木纤维、竹纤维等植物短纤维由于长度短,力学性能难以测量。本文详细介绍了一种最新开发的用于木纤维、竹纤维等植物短纤维力学性能测试设备的结构、性能、技术优势,并使用该设备对毛竹纤维、杉木管胞纵向力学性能进行了初步测试。测试结果与已有研究得到的数据吻合得较好。该设备成功地解决了植物短纤维力学性能测试中纤维夹持、纤维取向调节这2个技术难题。     

长白落叶松早材管胞纵向抗拉强度的研究

采用零距拉伸方法,研究了4株长白落叶松早材管胞的纵向拉伸强度株内变异性及主要影响因素。结果表明,长白落叶松早材管胞纵向拉伸强度均值为373.69 MPa,早材管胞纵向拉伸强度年轮内和株内纵向的变异差异不显著,径向的变异在0.01水平上显著。通过对水分、微纤丝角和密度等因素的研究表明,早材管胞的纵向抗拉强度随着微纤丝角的增大而减小,气干态和饱水态的管胞纵向抗拉强度在0.05水平差异显著,早材管胞纵向抗拉强度与气干密度在0.01水平具有显著的相关性,相关系数为0.861。