水青树木材红外光谱特征研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测定了水青树等6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6种木材。水青树木材的红外光谱各官能团吸收峰的特征表明,其化学组分交错于针阔叶材之间,木质素含量和结构具有一定针叶材的特征。通过红外光谱共有峰率和变异峰率双指标序列法的分析,在系统位置上,水青树与金缕梅科处于更近的位置,而与木兰科更远。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。     

热处理过程中杉木压缩木材的材色及红外光谱

为了探讨热处理过程中杉木压缩木材的材色变化规律 ,以及材色和木材化学主成分变化之间的关系 ,该研究测定了空气介质和真空中热处理杉木压缩木材 (热处理温度范围 140～ 2 2 0℃ ,时间范围 0～ 36h)的明度 (L )、色差 (ΔE )以及红外光谱 .同时测定了杉木压缩木材的回复率 ,无压缩对照试材的重量损失率和抗收缩率 .该研究的结论为 :①在相同条件下 ,随着热处理时间延长 ,木材明度减小 ,色差增大 ;空气介质中热处理和真空中热处理相比 ,在处理温度和时间相同的情况下 ,前一种方法处理后的木材明度更小 ,色差更大 .②就热处理过程中木材明度、色差与回复率之间的关系而言 ,两种热处理方式之间的差异不大 ;热处理中木材变定的固定程度与木材颜色的变化程度有关 .③就热处理过程中杉木压缩木材的明度、色差与对照试材的重量损失率、抗收缩率之间的关系而言 ,重量损失率或抗收缩率越大 ,对应的杉木压缩木材的明度越小 ,色差越大 .④红外吸收光谱表明 ,在热处理过程中波数在 1743,16 6 0和 16 0 5cm-1附近的羰基 (C =O)峰的变化趋势最为明显 ,说明在热处理固定杉木压缩木材的过程中 ,至少半纤维素 ,甚至木素发生了化学变化 .     

三种檀香木的红外光谱比较研究

使用傅立叶红外光谱(FTIR)对3种檀香木进行检测和分析.结果表明,3个样本木质素、纤维素和半纤维素的主要红外吸收峰的出峰位置接近,峰位1595/1510的强度比均为1,表明3个样本木质素结构较为一致,愈疮木基和紫丁香基的作用强度极为接近,反映了三者之间的亲缘关系.每个样本可以得到特征性的红外图谱,其出峰位置具有一定的种间差异;M1的主要吸收峰强度明显低于M2和M3,而M2和地的主要吸收峰强度较接近;1371/1510强度比反映出3个样本的综纤维素的含量M3和M2相同,略高于M1,这些特征可应用于3种檀香木样本的红外识别.     

木材远红外光谱特性

根据福建22种主要用材树种远红外吸收光谱分析,木材分子结构径向与弦向基本相同,不同树种之间也无明显差别。从木材远红外吸收光谱得到木材远红外吸收峰在波数为3400cm~(-1)、740cm~(-1)、600cm~(-1)处,在800～1500cm~(-1)处有连续吸收峰,在波数为1840cm~(-1)附近有一个透射峰。提高木材远红外干燥的效率和质量的一个重要因素是增加远红外对木材的透射深度,以增加形成“正热源”的可能性。因此本研究为木材远红外干燥提供了重要的基准和依据。     

基于FTIR的银杏木材鉴别研究

以毛白杨、侧柏为对照,采用红外光谱技术研究了银杏木材的红外指纹图谱,采用共有峰率和变异峰率双指标序列法对6个银杏无性系红外指纹图谱进行了分析鉴别,结果表明:毛白杨、侧柏与银杏3树种木材的红外指纹图谱明显不同,银杏木材的红外指纹图谱兼有阔叶和针叶树的特征,相对更接近于针叶树;6个银杏无性系木材的红外指纹图谱差别明显,能够用共有峰率和变异峰率双指标序列法鉴别银杏不同无性系木材.     

南方红豆杉和罗汉松的红外光谱研究

使用傅立叶红外光谱(FTIR)对罗汉松、南方红豆杉的木材样本进行了检测分析。结果表明,罗汉松、南方红豆杉均含有较多的O—H、C—C、CC、C—O基团,所以在主要出峰位置上比较接近。2种木材均在1 270 cm-1处表现出明显的特征峰,这是针叶材木质素的主要组成单元。罗汉松、南方红豆杉均未在1 330 cm-1附近的紫丁香基特征峰位表现出明显的吸收峰。罗汉松、南方红豆杉红外图谱中羟基(O—H)、碳氢健(C—H)伸缩振动的特征峰分别在3 380、2 923cm-1和3437、2896 cm-1处出现,波数偏移较大,反映2种木材组分在结构方面存在差异。     

7种针叶树材红外光谱（FTIR）特征的比较与分析

使用傅立叶红外光谱(FTIR)对樟子松、银杏等7种针叶树材的木材样本进行了检测和分析。结果表明,7种木材反映木质素、纤维素和半纤维素的主要吸收峰出峰位置接近,如3333~3437 cm~(-1)范围的O-H伸缩振动吸收峰、2917~2933 cm~(-1)处的C-H伸缩振动吸收峰、1694~1737 cm~(-1)附近的C=O伸缩振动、1510~1513 cm~(-1)苯环碳骨架振动振动吸收峰等;在1265~1275 cm~(-1)处均有明显的强峰,说明愈疮木基丙烷是木质素的主要组分;但三尖杉、柳杉、柏木和银杏均表现出含有紫丁香基木质素的特征。树脂、挥发油等成分对樟子松、柏木和柳杉的特征吸收峰的位置及强度产生了一定的影响。7种木材均有能够反映物种特性的吸收峰,如南方红豆杉在2896 cm~(-1)附近的2933 cm~(-1)处有个较小的肩峰,柳杉在1108 cm~(-1)处形成特有吸收峰,樟子松在3078、2654和2537 cm~(-1)处具特有吸收峰等等,均可用做木材的识别特征峰。     

FTIR法研究出土木材化学结构及化学成分的变化

为了使出土木材化学结构和化学成分不受破坏降解,该研究选用傅立叶变换红外 光谱法 （FTIR）对出土木材的化学结构和化学成分进行了分析。结果表明,出土木材在长期的 地下水浸环 境下降解严重,部分纤维素大分子链因降解而断裂形成了低分子链,同时纤维素结晶结 构也遭到了 破坏,使出土木材抗拉、抗弯及冲击韧性等强度大大降低;半纤维素几乎全部被降解而流 失掉;木质 素降解很少,但部分醚键连接的空间网状结构遭到了破坏,苯环结构单元中部分侧链中 含有C=O 共轭羰基的结构也发生了改变。     

5种花梨木的红外光谱比较分析

为了提供识别花梨木品种的新思路和新方法,采用红外光谱分析方法,对越柬紫檀、刺猬紫檀、印度紫檀、大果紫檀、鸟足紫檀5种花梨木的一维红外光谱(FTIR)、二阶导数光谱(SDIR)、二维相关红外光谱(2DIR)进行对比分析。结果表明:1)在FTIR谱图中,5种花梨木在781 cm-1处的差异可以把越柬紫檀和刺猬紫檀与其他3种花梨木区分开;2)在SDIR 谱图中,刺猬紫檀在1 179 cm-1处存在1个吸收峰;大果紫檀在781 cm-1处存在吸收峰;鸟足紫檀在1 351、1 299、1 147、1 131、938 cm-1处都有明显的吸收峰,而印度紫檀没有吸收峰;3)在2DIR谱图中,1 100、1 150、1 258 cm-1处的差异可以将刺猬紫檀与其他4种花梨木区分开,1 467、1 518 cm-1处的差异可以把越柬紫檀、刺猬紫檀与鸟足紫檀区分开来。单独使用2DIR识别方法并不能把5种花梨木完全区分,但将FTIR、SDIR、2DIR这3种方法结合可以实现5种花梨木的区分,也有助于红木树种的无损识别。      

木材的红外线透射光谱和吸收系数

本文研究了红松(Pinus koraicnsis)、华山松(Pinus armandii)、落叶松(Larix sp.)和美加黄杉(Pscudotsuga menziesii)四种针叶树材在<2.5～20μm>波段的透射光谱和吸收系数、其结果表明:平均吸收系数为200,平均透过率为34.90%。     

聚乙烯蜡物理改性木材耐久性研究

为提高木材在户外的应用性能,采用性质稳定的高熔点聚乙烯蜡对户外常用木材进行高压浸注物理改性,研究了改性木材的耐久性。结果表明：通过3个阶段高压浸注工艺可使木材全截面含蜡,改性木材含蜡量均可达24%以上,其中辐射松含蜡量可达58.5%;人工加速老化对改性木材抗弯性能影响较小,经过30 d的改性木材老化试样的显微观察发现,加速老化仅发生于试样木材表层;聚乙烯蜡对木材材色具有一定保护作用,但在光老化环境作用下略有褪色,聚乙烯蜡中添加紫外吸收剂和抗氧剂后改性木材的材色稳定性显著提高,总色差为4.139,相比未添加助剂减小45.3%;改性木材在天然耐久性野外测试中,改性木材表现出较强的耐腐性和抗白蚁蛀蚀性,辐射松与柳桉改性木材的耐久性分级由零级提高到九级,可应用于户外园林建筑工程中。     

基于奇异谱和相关性分析的木材声发射源直线定位算法研究

针对木材声发射（acoustic emission,AE）信号的随机特性,提出了一种基于奇异谱和信号相关性分析的木材表面AE源直线定位算法。首先,依据ASTM标准通过折断铅芯的方式分别在樟子松和榉木试件表面产生AE源,并在顺纹理方向布置2个AE传感器,其中采样频率设置为500 kHz。然后,采用奇异谱分析（singular spectrum analysis,SSA）算法提高AE信号的信噪比,再分别基于信号相关性和最大值分析2种方法计算AE信号在木材表面顺纹理方向的传播速度。最后,依据AE信号传播时差和计算速度,基于时差定位原理设计AE源定位算法。并针对SSA处理前后的AE信号,采用不同定位算法进行比较试验。结果表明,直接对原始AE信号采用基于信号相关性和最大值分析方法确定信号传播速度时,樟子松试件2个不同位置AE源的定位误差分别为51.8%、55.7%和75.7%、46.6%;榉木试件2个不同位置AE源的定位误差分别为52.0%、44.8%和37.7%、45.5%。而对于经SSA处理后的AE信号,樟子松试件相应的定位误差分别为5.1%、33.2%和2.6%、31.7%;榉木试件相应的定位误差分别为3.1%、54.9%和5.1%、22.9%。因此,对原始AE信号进行SSA降噪处理后,再基于信号相关性分析方法确定信号传播速度,能够显著提高木材表面AE源的定位精度。     

4种菌纹木降解程度的偏光荧光与红外光谱分析

以菌种Phomopsis sp. J9-1人工培育12周所得杨木、西南桤木、西南桦、松木4种木材的菌纹木为研究对象,进行偏光、荧光显微镜观察和红外光谱分析。结果表明：红外光谱分析发现4种菌纹木化学成分均有不同程度的变化,杨木和西南桤木半纤维素、纤维素官能团有一定程度的降解,而木质素官能团均有不同程度的降解,杨木和松木菌纹木部分木质素骨架结构和侧链被降解,西南桤木和西南桦菌纹木木质素仅侧链官能团被部分降解。以偏光和荧光显微镜观察,4种菌纹木检测不到明显腐朽现象,木材的基本解剖构造没有显著变化,因此能满足多种家居装饰、工艺品制作的要求。     

FTIR显微技术在阻燃木材炭化过程及阻燃剂渗透研究中的应用

采用傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）显微技术获得了ＦＲＷ阻烧木材及其炭化产物的微区ＦＴＩＲ谱。用微区ＦＴＩＲ谱法测定了ＦＲＷ阻燃木材中ＦＲＷ阻燃剂的渗透深度,测定精度达０．２ｍｍ,方法准确而快速。通过解析ＦＲＷ阻燃木材不同炭化阶段产物的微区ＦＴＩＲ谱,推断其结构特征,进而讨论了ＦＲＷ阻燃木材的炭化过程。     

基于声发射技术的木材害虫信号特征检测

针对木材害虫声发射（AE）信号检测问题,研究杨树木段中麻点豹天牛幼虫AE信号波形特征及其信号的能量,为钻蛀害虫声音的监测提出一种新的方法。取一段具有麻点豹天牛幼虫的杨树木段,通过采样频率为500 kHz的2通道木材蠕变声发射信号采集系统采集原始AE信号。对采集到的原始信号滤波后进行小波分解,通过对各层高频信号的分析获取AE信号的频域特征,并对其进行重构与信号解析。结果表明,麻点豹天牛幼虫AE信号的主频主要集中在30 kHz附近,其信号的能量在16:00最高,反映了该幼虫在15:00-16:00较活跃。     

基于matlab图像处理的CLT木破率测量方法

准确、高效地测量正交胶合木(cross-laminated timber, CLT)木破率,丰富其测量方法,对评价CLT胶合质量具有重要作用。使用数码相机获取木破率图像,通过matlab进行自动识别,利用Otsu算法自动分割剪切破坏面积,从而测量木破率,与传统木破率测量方法和Photoshop图像测量方法的结果进行准确性、稳定性的对比分析。结果表明,采用matlab测量法测量木破率与图像处理软件(Photoshop)和实际测量结果无显著差异,该方法具有稳定性好、效率高、速度快等优点,能够准确、快速测量木破率。本研究提供了一种科学、便捷的木破率测量方法,满足了工业化生产需求,为评价胶合质量提供了准确的参考数据和指导意义。     

油料饼粕基木材胶黏剂研究应用进展

在食用油和生物柴油的提炼过程中,不可避免地产生大量的富含蛋白质和碳水化合物的油料饼粕副产物,利用其研发木材胶黏剂是油料饼粕利用的一条新途径。本研究对大豆饼粕、油菜籽饼粕、花生饼粕、棉籽饼粕、小桐子饼粕和油茶饼粕等油料饼粕制备木材胶黏剂的研究及应用现状进行了简要总结,指出目前存在的问题并进行了客观分析,展望了油料饼粕木材胶黏剂的发展前景。     

基于图像处理的木片与树皮的新识别参数研究

利用数字图像处理技术对樟子松、柳木和榆木的木片和树皮图像进行分类识别,首先提取木片和树皮图像的均方差比等6个识别参数,分析其最大值和最小值,然后用支持向量机和BP神经网络对这6个识别参数进行识别研究。结果表明,新识别参数——均方差比,无论用支持向量机,还是BP神经网络,其识别率都较高,因此,均方差比可作为木片与树皮识别的新识别参数。为造纸生产中,将树皮和木片分离,提高纸张质量提供依据。