常压等离子体处理对不同胶黏剂在麦秸表面润湿性能的影响

【目的】分析常压等离子处理工艺对脲醛树脂、异氰酸酯树脂和酚醛树脂3种常用胶黏剂在麦秸表面润湿性的影响,为推动常压等离子体处理在秸秆人造板工业中的应用奠定理论基础。【方法】采用单因素试验法,以接触角和K值为表征手段,通过控制常压等离子体处理的工艺参数(放电电压、电极间距和处理时间),分析不同处理工艺条件对脲醛树脂、异氰酸酯树脂和酚醛树脂在麦秸内外表面润湿性的影响。【结果】经常压等离子体处理后,3种胶黏剂在麦秸内外表面的初始接触角和平衡接触角均有所减小,K值均有所增大,润湿性得到改善,麦秸外表面的初始接触角下降了31%~33%,平衡接触角下降了31%~63%;内表面的初始接触角下降了15%~32%,平衡接触角下降了16%~68%。在一定范围内,随着常压等离子体处理工艺参数放电电压的增大、电极间距的减小和处理时间的延长,接触角呈先减小后增大的趋势,K值则呈先增大后减小的变化趋势,且常压等离子体处理对脲醛树脂和异氰酸酯树脂在麦秸表面的润湿性改善效果优于酚醛树脂。【结论】常压等离子体处理对3种胶黏剂在麦秸表面的润湿性有明显改善。     

含水率对三聚氰胺甲醛树脂浸渍薄木贴面性能的影响

【目的】研究薄木初含水率对三聚氰胺甲醛树脂浸渍后性能的影响,为薄木贴面的应用提供参考。【方法】以杨木、海棠木、松木薄木为材料,采用三聚氰胺甲醛树脂浸渍处理,制备装饰用浸渍薄木,研究薄木的初含水率对浸渍薄木的表面微观形貌、浸胶量、预固化度、挥发物含量以及浸渍薄木覆面纤维板贴面性能的影响。【结果】在相同浸渍工艺条件下,随着初含水率（0%～30%）的提高,浸渍薄木的浸胶量降低,杨木浸胶量从72.0%降低到59.3%,海棠木浸胶量从94.2%降低到84.4%,松木浸胶量从103.4%降低到86.1%;预固化度减小,杨木预固化度从20%降低到15%,海棠木预固化度从30%降低到19%,松木预固化度从由13%降低到6%;挥发物含量略有提高,杨木挥发物含量从8%增加到9%,海棠木挥发物含量从9%增加到10%,松木挥发物含量从8%增加到9%;贴面胶合强度呈先增大后减小的趋势,表面胶合强度最高可达2.1 MPa。【结论】为确保浸渍薄木的贴面性能,建议薄木初含水率控制在10%～20%。     

竹柳枝桠材重组木的研制

以幼龄竹柳枝桠材为原料,通过对竹柳枝桠材酸碱性、密度、干缩性、表面接触角以及密度、施胶量对竹柳重组木物理力学性能的影响进行研究。结果表明,竹柳枝桠材的p H为6.43~6.46,呈弱酸性,酸碱缓冲容量为34.63~38.94 m L,全干干缩率为1.86,气干干缩率为1.91;利用表面张力测量仪测得,竹柳枝桠材外表面MUF接触角为54.52°,内表面为37.27°。在板材密度0.9 g/cm3、三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)施胶量14%、热压温度160℃、加压时间20 min、木束含水率6%条件下制得的竹柳重组木弹性模量为12 948.68 MPa,达到GB/T 4897.7—2003《刨花板》的要求;静曲强度为105.08 MPa,内结合强度为2.07 MPa,2 h吸水厚度膨胀率为3.49%,其值均达到了LY/T1984—2011《重组木地板》的要求。SEM图像表明MUF压制的竹柳重组木的管孔被压缩成椭圆形,但细胞壁本身并没有被压溃,仍然保持了其完整性;红外光谱仪测试结果表明,竹柳的纤维素和半纤维素均与胶黏剂发生反应,存在化学键的结合。     

高温热处理速生桉木材的疏水性能研究

【目的】揭示速生桉木材的疏水原因,提高速生桉木材的生物耐久性。【方法】速生桉木材分别经180％水蒸汽热处理1、2和4hA,测量接触角、粗糙度,进行FTIR分析、观察表面形貌特征,并对接触角、处理时间和粗糙度进行偏相关分析。【结果】未处理速生桉锯材表面接触角均值为86．57°,热处理锯材表面接触角均在1120以上。随着热处理时间的延长,接触角显著提高,接触角曲线变化趋于平稳有序。亲水官能团羟基在3415．37cm处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为2．22,热处理1h后吸光值显著下降至1．38,热处理2和4h分别降低至1．34和1．30,降幅明显。亲水官能团羰基在1618．09cm。处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为0．80,热处理1hA,吸光值轻微下降至0．72,热处理2和4h后均为0．66,下降不再明显。速生桉木材在高温状态下表面发生开裂、扭曲等,影响了表面的平整度,但粗糙度变化并无显著规律。粗糙度与接触角净相关系数为-0．050,完全不相关;接触角和处理时间偏相关系数为0．746,显著相关;处理时间和粗糙度低相关。【结论】经180％水蒸汽热处理后速生桉木材粗糙度与接触角变化无相关性,热处理时间对接触影响显著,热处理温度的提高会啬粗糙度,但不影响木材的疏水性能。     

铜唑防腐剂对杨木重组木防腐性能及物理力学性能的影响

  目的   探讨铜唑（CuAz）防腐剂对重组木化学组分、防腐性能和物理力学性能的影响,以提高重组木的户外耐久性。  方法   采用水溶性CuAz防腐剂对杨木纤维化单板进行常压和真空浸渍处理,以酚醛胶为胶黏剂压制防腐重组木。  结果   CuAz防腐剂能进入导管、木射线和纤维等细胞的细胞腔和细胞壁中,并与细胞壁的半纤维素和木质素发生络合反应。经过白腐采绒革盖菌Coriolus versicolor和褐腐密黏褶菌Gloeophyllum trabeum 12周侵蚀,防腐重组木的质量损失率均小于10%,达到强耐腐等级。防腐重组木的吸水率、吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率均低于未经防腐处理的重组木。同时,防腐重组木的弹性模量和水平剪切强度优于未经防腐处理的重组木,但静曲强度相比对照组有所降低。  结论   CuAz防腐剂处理重组木,可提高重组木耐腐性能,改善其物理力学性能。     

竹柳枝桠材重组木的研制

以幼龄竹柳枝桠材为原料,通过对竹柳枝桠材酸碱性、密度、干缩性、表面接触角以及密度、施胶量对竹柳重组木物理力学性能的影响进行研究。结果表明,竹柳枝桠材的pH为6．43～6．46,呈弱酸性,酸碱缓冲容量为34．63～38．94 mL,全干干缩率为1．86,气干干缩率为1．91;利用表面张力测量仪测得,竹柳枝桠材外表面MUF接触角为54．52°,内表面为37．27°。在板材密度0．9 g／cm3、三聚氰胺改性脲醛树脂（MUF）施胶量14％、热压温度160℃、加压时间20 min、木束含水率6％条件下制得的竹柳重组木弹性模量为12948．68 MPa,达到GB／T 4897．7—2003《刨花板》的要求;静曲强度为105．08 MPa,内结合强度为2．07 MPa,2 h吸水厚度膨胀率为3．49％,其值均达到了LY／T 1984—2011《重组木地板》的要求。SEM图像表明MUF 压制的竹柳重组木的管孔被压缩成椭圆形,但细胞壁本身并没有被压溃,仍然保持了其完整性;红外光谱仪测试结果表明,竹柳的纤维素和半纤维素均与胶黏剂发生反应,存在化学键的结合。     

竹柳枝丫材性能及重组木制造

竹柳Salix discolor作为一种速生木材在人造板的应用方面具有较大的潜力。运用扫描电子显微镜、红外吸收光谱仪对竹柳枝丫材的纤维形态、化学成分、胶接界面进行了分析, 并测定了竹柳枝丫材的接触角。结果表明:竹柳纤维的平均长度为0.781 mm, 壁腔比小于1, 是很好的纤维原料, 总纤维素含量高, 润湿性较好。在此基础上研究了重组木的密度和酚醛树脂胶黏剂的浸胶时间对板材性能的影响。结果表明:竹柳枝丫材重组木的密度为0.9 g·cm-3, 浸胶时间为20 s时制得的板材的性能最佳。     

不同因素对竹柳枝桠材重组木性能的影响

竹柳Salix discolor枝桠材的直径小,是重组木的好原材料。试验结果表明:在竹柳重组木为密度0.9 g·cm-3,脲醛树脂(UF)施胶量15%,枝桠材直径5~10 mm,木束长度150和450 mm,热压温度140℃,加压时间20 min,木束含水率6%条件下制得的竹柳重组木静曲强度为102.04 MPa,内结合强度1.99 MPa,2 h吸水厚度膨胀率3.78%,其值均达到或超过LY/T 1984-2011《重组木地板》行业标准的要求;扫描电子显微镜(SEM)图像表明:用脲醛树脂压制的竹柳重组木的管孔被压缩成椭圆形,但细胞壁本身并没有被压溃,仍然保持了其完整性,木束表面附着的胶黏剂均匀;X射线能谱(EDAX)表明枝桠材直径≥10 mm制得的重组木的碳氧比为0.55,枝桠材直径5~10 mm为0.60,枝桠材直径为≤5 mm为0.62。说明枝桠材直径对碳氧比有影响;且枝桠材制成的重组木的碳氧比高于枝桠材本身的碳氧比(0.41)。     

辐射松重组木密度对其孔隙率和性能的影响

为高值化利用人工林速生材辐射松Pinus radiata,采用高性能重组木制造技术,制备了不同密度的辐射松重组木,并探讨了密度对其孔隙率、耐水性以及力学强度的影响规律。结果表明:辐射松素材的孔隙率约为68.00%;重组木的孔隙率随密度增大呈线性下降,低至2.11%。随密度增大,重组木的耐水性和力学强度均呈升高趋势;当密度从0.80 g·cm-3增加到1.39 g·cm-3,吸水厚度膨胀率和吸水率分别下降了21.55%和76.88%,弹性模量和水平剪切强度分别提高了116.47%和86.29%。     

等离子体改性提高塑膜增强柚木柔性薄木的胶合性能机理

为解决塑膜与柚木薄木高温热压复合后界面结合差的问题,采用等离子体改性预处理法提高两者的界面结合特性。通过对等离子体改性前后塑膜与装饰薄木表面润湿性、元素(基团)变化、微观结构变化及复合后剥离强度等的测试分析,研究等离子体改性提高塑膜增强柚木柔性装饰薄木胶合性能机理。结果表明:经等离子体处理后的聚乙烯薄膜表面n(O)∶n(C)增加达11.72倍,极性基团生成活跃是两者界面结合性能提高的最主要原因。同时等离子体处理对两者表面的有效物理刻蚀,可使材料表面粗糙度和自由能增大,接触角降低,润湿性改善,也是有效提高胶合强度的重要原因。等离子体处理塑膜和柚木装饰薄木最优处理功率均为3 kW,处理速度为3 m·min~(-1),其他接触角增幅最大分别达26.02%和36.96%,自由能也明显增大,两者复合剥离强度最优可达0.49k N/m。     

后期热处理对压缩木尺寸稳定性的影响

以华山松和西南桤木为研究试材,以热空气和导热油为加热介质,在温度为170℃和210℃时分别对2种压缩木进行2 h的热处理,以厚度膨胀率为主要指标评价其尺寸稳定性。结果表明：后期热处理可以降低压缩木吸湿率和吸水率,改善压缩木的尺寸稳定性,油浴处理的效果优于热空气处理,210℃处理效果优于170℃;在所有工艺条件中,以210℃油浴处理效果最佳,可使吸湿厚度膨胀率下降50%左右,使24 h吸水厚度膨胀率减小85%左右;热处理对树种具有一定的选择性,对西南桤木的效果略优于华山松。     

桢楠阴沉木与现代木木材化学成分与表面颜色研究

【目的】研究桢楠阴沉木与现代木木材化学成分与表面颜色差异,为进一步研究桢楠阴沉木的形成机理提供理论依据。【方法】采用湿化学法与傅立叶变换红外光谱(FTIR)对桢楠阴沉木与桢楠现代木的化学组成进行定量分析,并采用CIE LAB表色系统定量分析桢楠现代木与阴沉木木材的表面颜色。【结果】桢楠阴沉木的热水抽出物、苯醇抽出物、灰分和1%氢氧化钠抽出物的含量均显著低于现代木,且分别减少了61.91%、38.50%、43.14%、22.96%;桢楠阴沉木的α-纤维素、半纤维素、硫酸木质素的含量分别为35.00%、17.86%、38.80%,与现代木相比,桢楠阴沉木的α-纤维素与半纤维素分别降解了6.52%、35.85%,而硫酸木质素的相对含量增加了23.0%。FITR结果显示,阴沉木形成过程中,半纤维素的特征峰减小最为明显,表明在桢楠阴沉木形成过程中半纤维素发生降解的程度最大。与现代木相比较,桢楠阴沉木L~*值下降了24.83%,亮度偏暗,a~*值为-10.0,颜色偏绿,色差与色调差异明显。【结论】桢楠阴沉木的形成伴随着木材化学成分的变化。     

竹笋壳表面处理及竹笋壳复合材的制备

为将竹笋壳这一生物质资源利用起来,减小环境污染,以碱处理后的竹笋壳为原料,酚醛树脂为胶黏剂,采用热压成型方法制备了竹笋壳复合材,研究了碱处理的质量分数和时间对竹笋壳表面接触角及顺纹抗拉强度的影响,分析了施胶量对竹笋壳复合材弯曲性能和24 h吸水性能的影响。结果表明:碱处理能够在一定程度上去除竹笋壳表面的硅质和蜡质,提高竹笋壳的表面润湿性,并且改变竹笋壳的力学性能。竹笋壳复合材具有较好的弯曲性能,随着施胶量的增大,竹笋壳复合材的静曲强度和弹性模量呈增大趋势,而24 h吸水率及吸水厚度膨胀率呈减小趋势。     

康氏木霉HEX1蛋白的原核表达及纯化

【目的】对康氏木霉HEX1蛋白进行原核表达和纯化,为进行抗体制备及深入研究HEX1功能奠定基础。【方法】采用RT-PCR方法扩增康氏木霉hex1基因,构建pMD19-T-hex1重组克隆质粒,在此基础上构建pET28a-hex1表达载体,转化E.coli BL21(DE3)细胞。通过IPTG诱导表达,对重组HEX1蛋白进行可溶性分析、纯化及鉴定。【结果】成功克隆了长660bp的hex1基因并构建了融合表达载体,HEX1蛋白在IPTG诱导下得到表达。融合蛋白主要以包涵体形式存在,能与抗His标签的兔多克隆抗体发生特异性反应,并纯化出了融合表达蛋白。【结论】康氏木霉HEX1蛋白在原核细胞中得到成功表达及纯化,获得了分子质量约为25ku的重组蛋白。     

木材纤维/橡胶粉复合板的贴面性能研究

【目的】研究木材纤维/橡胶粉复合板(以下简称"木/橡复合板")的贴面性能,为强化地板的生产提供理论参考。【方法】以脲醛树脂为胶黏剂(施胶量为绝干纤维和橡胶总质量的10%),采用15～30目(0.55～1.18mm)粒径的橡胶粉与木材纤维复合压制强化地板基材(橡胶掺入量为绝干纤维和橡胶质量和的10%;板目标密度0.80g/cm3),再在2MPa热压压力、180℃热压温度和30s热压时间的工艺条件下用浸渍纸贴面,根据国家标准GB/T 17657-1999测试复合板的表面胶合强度;基于轮廓算术平均偏差Ra定义"面粗糙度Ra′"新指标,定量分析木/橡复合板贴面前后的表面粗糙度,并借助MATLAB软件模拟板的表面微观形貌。【结果】在试验条件下,木/橡复合板的表面胶合强度达到0.95～1.05MPa,掺入橡胶粉对贴面强度没有明显影响;木/橡复合板的面粗糙度Ra′值达到1.10～1.21μm,显著大于100%木材纤维板的0.73μm;复合板砂光发生了"掉粒"现象,板面残余微观凹坑,导致浸渍纸贴面后,所有复合板表面出现了"湿花"缺陷,但表面平整性趋于一致。【结论】浸渍纸贴面木/橡复合强化地板工艺技术可行,橡胶粉的掺入对贴面强度和贴面后的表面平整性没有显著影响,采用"面粗糙度Ra′"可有效量化板材的表面平整性。     

栓皮栎软木膨化除杂工艺研究

【目的】研究软木膨化除杂的影响因素,确立较优的软木膨化除杂工艺。【方法】采用正交试验设计,对产自陕西、甘肃、湖北的栓皮栎软木的膨化除杂工艺进行优化。【结果】膨化压力、保压时间和预处理方式均是栓皮栎软木体积膨胀率和除杂率的主要影响因素,其中膨化压力的影响达到极显著水平,保压时间和预处理方式的影响达到显著或一般显著水平。在试验范围内,栓皮栎软木较优的膨化除杂工艺为膨化压力0.9 MPa,保压时间20min,预处理方式为沸水蒸煮1h,软木厚度为15~20 mm。【结论】在较优工艺下膨化栓皮栎软木的体积膨胀率为40.35%,除杂率为22.15%,可以获得良好的膨化效果。     

户外用蜡浸注木工艺及物理力学性能

为提高木材在户外应用性能,采用性质稳定的高熔点聚乙烯合成蜡对户外常用木材进行高压浸注处理,研究了蜡浸注木材的物理力学性能。结果表明:蜡处于熔融状态时性质稳定、黏度小、流动性好,在压力下易渗入木材孔隙;木材蜡渗透性是蜡浸注量的决定性因素,樟子松和辐射松木材蜡渗透性较好,欧洲云杉和白云杉较差,柳叶桉居中;浸注蜡可使木材硬度、弹性模量略有提高,使木材横纹抗拉强度、抗弯强度和吸水性显著降低;采用3阶段浸注工艺可使樟子松和辐射松木材全截面含蜡,含蜡量分别为40.21%和41.45%;樟子松和辐射松蜡浸注木抗冻融性能及抗紫外光老化性较好,可应用于户外木结构工程。     

印楝素对柑橘木虱的毒力测定及田间防效试验

【目的】评价印楝素对柑橘木虱(Diaphorina citri)的室内毒力与田间防效,为柑橘木虱的生物防治提供科学依据。【方法】采用浸叶法和喷雾法测定印楝素对柑橘木虱三龄若虫和成虫的室内毒力及田间防治效果。【结果】在室内印楝素处理柑橘木虱三龄若虫1、3、7 d后LC_(50)值分别为2.77、1.14、0.61 mg/L;而16.0 mg/L印楝素处理木虱成虫4 d后死亡率仅为13.33%,与清水对照无显著差异。0.3%印楝素乳油800倍液喷雾处理后 1、3、7 d 对柑橘木虱田间防效分别为14.35%、49.56%和86.4%。【结论】印楝素对柑橘木虱若虫具有良好的毒杀活性,药后7 d 防治效果较好,但对成虫没有毒杀活性;印楝素在柑橘木虱若虫防治上具有良好的应用前景。     

高温热处理对杨木PF浸渍材尺寸稳定性的影响

为研究高温热处理对杨木PF浸渍材尺寸稳定性的影响,对速生杨木素材和PF浸渍材进行高温热处理,系统研究杨木素材、PF浸渍材、热处理材和PF浸渍-热处理材的吸水性、线性(径向和弦向)和体积吸水膨胀率、吸湿含水率、表面润湿性。结果表明:高温热处理可显著降低材料的吸水性、吸水膨胀率、吸湿含水率、表面润湿性,提高尺寸稳定性。相比于素材,浸水8 d后,PF浸渍材吸水量降低了17.37%,热处理材最高降低了63.8%,PF浸渍-热处理材最高降低了74.7%;PF浸渍材径向、弦向及体积吸水膨胀率分别降低14.71%、36.93%、30.19%,热处理材最高分别降低了64.99%、74.94%、72.33%,PF浸渍-热处理材最高分别降低94.4%、90.61%、91.37%;PF浸渍材吸湿含水率降低了11.14%,热处理材最高降低了55.57%,PF浸渍-热处理材最高降低了60.62%。与素材相比,PF浸渍材的表面接触角相差不大,热处理材最高提高了143.7%,PF浸渍-热处理材最高提高了139.4%,后2种木材的表面润湿性明显降低。相同热处理条件下,PF浸渍-热处理材尺寸稳定性更优异。红外光谱图中,PF浸渍材羟基、羰基和羧基吸收峰减弱、苯环碳骨架振动加强,热处理后羟基和乙酰基吸收峰减弱,表明PF浸渍处理和热处理对木材亲水性基团的减少和尺寸稳定性提高均有贡献,作为一种联合改性技术对于速生材尺寸稳定性的提高和开发利用具有实际意义。      

麦秆/SPI润湿性和X射线光电子能谱分析(英文)

[目的]为了改善麦秆表面胶接性能以制备大豆分离蛋白胶黏剂麦秆刨花板,分别对麦秆表面进行化学处理和酶处理。[方法]通过接触角测量和计算扩散-渗透系数(K),对未处理(对照试样)和两种化学处理及三种酶处理麦秆的麦秆表面润湿性进行评价分析,并通过X射线光电子能谱(XPS)对处理试样和对照试样进行表面元素分析。[结果]结果表明氢氧化钠处理、过氧化氢处理以及脂肪酶处理后的麦秆表面扩散-渗透系数K值同对照试样相比,分别提高了58.0%,48.7%和83.2%。XPS分析表明处理后的麦秆表面硅元素含量的急剧减少和蜡质层的破坏都为麦秆表面润湿性的改善起到了很重要的作用。[结论]麦秆化学处理和脂肪酶处理为豆胶麦秆刨花板的制备提供了技术支持。