高温热处理对木材力学性能的影响

以毛白杨(Populus tomentosa)、云杉(Picea asperata)和樟子松(Pinus sylvestris)为试验材料,通过蒸汽热处理,研究热处理条件变化对该3种木材的抗弯强度(MOR)、抗弯弹性模量(MOE)及顺纹抗压强度的影响.结果表明:随着热处理温度的升高和处理时间的延长,3种木材的MOR、MOE和顺纹抗压强度均降低;与对照样相比,毛白杨在180℃以下,云杉和樟子松在190℃以下,木材主要力学强度没有降低;毛白杨超过190℃,云杉和樟子松超过200℃,随着温度的升高,强度降低;毛白杨超过200℃,云杉和樟子松超过210℃强度降低的更快.总之,毛白杨热处理温度不超过200℃,云杉和樟子松热处理不超过210℃.     

高温胁迫对毛白杨幼苗叶片叶绿素含量的影响

以毛白杨幼苗叶片为材料,研究高温胁迫对毛白杨幼苗叶片叶绿素含量的影响。研究发现,在30℃和35℃处理时,毛白杨幼苗叶片中叶绿素含量变化不大。在40℃高温处理时其叶绿素含量整体呈下降趋势,但在24～36h时,出现了小幅上升,之后急剧下降。     

三倍体毛白杨木材化学成分和纤维形态的分析

三倍体毛白杨是一种新生的速生丰产林树种,对其进行合理地加工利用至关重要.利用三倍体毛白杨木材制备刨花生产结构刨花板就是一种新的尝试.作者从化学成分和纤维形态两方面分析其作为刨花板原料的可行性,试验结果表明,三倍体毛白杨木材是一种优良的刨花板原料.     

毛白杨木材蒸汽热处理后的疏水性能分析

毛白杨木材的疏水性经热处理后发生改变,探索其规律可扩大应用范围。将毛白杨木材在180℃中处理1~4h后,进行接触角测定、FTIR分析、表面粗糙度测量和SEM观察。结果表明:接触角与处理时间相关性显著,热处理4h后接触角达125°;亲水官能团吸光度下降,羟基和羰基吸光度在未处理时为1.92和0.84,处理4h后分别降至0.75和0.62;表面形成炭化层,产生细微颗粒使木材表面疏水。可见,毛白杨经蒸汽热处理后疏水,可用于耐潮性要求较强的场所。     

热处理对毛白杨物理力学性能的影响分析

热处理可对毛白杨的物理力学性能产生积极影响,促使毛白杨木材品质得以提升。在此之上,本文简要分析了毛白杨的生长特征与价值,并以毛白杨作为研究对象展开实验,研究热处理对毛白杨物理性能与力学性能的影响程度,便于找到温度因素与毛白杨的实际关联。     

三倍体毛白杨幼龄林生长与叶片养分含量的相关性

为研究三倍体毛白杨幼龄林生长量与叶片养分含量的相关性,在造林后的4 a中,每年均在秋季时测量生长量并采集叶样测定叶片养分的含量。通过对所得数据进行相关分析得出,胸径和树高均与叶片的N、P、K、Ca、Fe、Cu和Zn含量呈正相关,与叶片N∶P比值呈负相关。进行回归分析后比较回归系数的大小得出,叶片的P和Ca含量对林木生长有影响作用。     

高温水热处理对马尾松木材化学成分的影响

采用NREL法对纤维素、半纤维素、酸不溶木质素含量进行测定,在高温水热处理的条件下对马尾松化学成分进行分析。结果表明：纤维素在160 ℃后开始分解,在200 ℃时其含量降幅最大;半纤维素由于其分支结构和无定型组织使其热稳定差,140 ℃即开始分解;酸不溶木质素含量随水解时间的延长略有增加;高温水热处理工艺中温度和时间均是影响三大素含量的显著因素,温度的影响更显著。     

高温热处理对马尾松木材机械加工性能的影响

以马尾松(Pinus massoniana Lamb.)素材(对照)及热处理材(处理温度分别为145、160、175℃)为研究对象,参照LY/T 2054—2012《锯材机械加工性能评价方法》对其机械加工性能进行评价,利用元素分析仪和傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对其化学组成成分进行了定性分析,探索高温热处理对马尾松人工林木材机械加工性能的影响.结果表明,175℃以下热处理,对马尾松木材综合机械加工性能的影响不大;但对单项机械加工性能的影响各有不同,主要表现为:热处理后,马尾松木材的刨削、铣削性能得到提高,而砂削、钻削、车削、开榫性能则随着处理温度的升高表现出先降低后升高的规律.通过对热处理材化学组成成分的定性分析,发现在145～175℃的热处理过程中,木材组分中的羟基数量减少,半纤维素部分降解,结晶度增加,且木材中C元素质量分数呈增加趋势,而H、O元素质量分数呈降低趋势.高温热处理会在一定程度上改变马尾松木材的机械加工性能,影响到其后续加工利用.     

热处理对单叶省藤材化学成分及颜色的影响

为了研究高温热处理温度和保温时间对棕榈藤材化学成分和颜色的影响及二者之间的相关性,以单叶省藤(Calamus simplicifolius)为对象,研究了常压蒸汽高温热处理温度(160、180、200℃)与处理时间(2、4 h)对单叶省藤材的化学成分、质量损失率及颜色的影响,分析了热处理后材色与化学成分变化的相关性。结果表明:随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,单叶省藤材的质量损失率呈逐渐升高的趋势,在200℃、4 h时,藤材质量损失率达到最大,综纤维素和纤维素质量分数呈下降的趋势,木质素和苯醇提取物呈相对升高的趋势。热处理过程中藤材化学成分的质量分数变化对材色改变有很大影响,热处理后藤材的明度差、总体色差与综纤维素质量分数差、纤维素质量分数差和木质素质量分数差都有较好的线性相关性。     

加速老化对高温热处理人工林杉木木材性能的影响

对在N2介质中160-220℃热处理4 h的人工林杉木木材与对照材分别人工加速老化250、500和1 000 h,研究老化前后木材的表面颜色、光泽度、弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)的变化。结果表明,对照材老化后,色差(△E*)增大,其它性能降低,且随着老化时间的延长变化幅度增大;热处理材老化后除表面光泽度增大外,其余性能的变化与对照材类似,但变化趋势与幅度随热处理温度与老化时间而异。在相同的老化时间内,热处理温度升高,各性能的变化减小,影响最大的是力学性能,最小的是明度指数(L*)与△E*,光泽度居中;相同温度处理的试材,各性能随老化时间的变化不一,但随着热处理温度的升高,老化时间对试材性能变化的影响减小。总体而言,高温热处理材在老化过程中,其表面颜色、光泽度以及力学性能的变化低于对照材。     

不同杨树无性系幼龄材和成熟材化学成分的比较

【目的】研究5个杨树无性系幼龄材和成熟材的化学成分,为杨树优良无性系的选择和杨树制浆造纸利用提供依据。【方法】选择欧美杨107杨(Populus×euramericana ‘Neva’)、中汉22杨(P.×deltoides cv.‘Zhonghan22’)、皖林1号杨(P.×deltoids cv.‘Wanlin1’)、Z9(P.×deltoids cv.‘Z9’) 和B3(P.×deltoids cv.‘B3’) 5个杨树无性系为研究材料,参照有关国家标准,分别测定其幼龄材和成熟材的化学成分,通过单因素方差分析,比较不同无性系及不同材龄之间的差异性。【结果】综纤维素、纤维素、木质素、苯醇抽提物、10 g/L NaOH抽提物的含量,在所测的5个杨树无性系试样中分别为749.7～830.7,398.1～434.1,177.1～198.0,8.8～14.8和190.2～237.2 g/kg。5个杨树无性系成熟材中的综纤维素和纤维素含量均高于幼龄材,木质素含量均低于幼龄材;苯醇抽提物含量除皖林1号杨外,其余无性系均表现为成熟材大于幼龄材;10 g/L NaOH抽提物含量在不同无性系之间差异较大。幼龄材与成熟材之间,综纤维素含量差异极显著（P<0.01）,苯醇抽提物含量差异显著（P<0.05）,其余化学成分差异均不显著;不同无性系之间,综纤维素含量和10 g/L NaOH抽提物含量在P=0.001水平上差异显著,木质素含量在P=0.01水平上差异显著,其余化学成分差异均不显著。【结论】从化学成分来看,5个杨树无性系均是制浆造纸的优良原料。由于无性系之间化学成分差异显著,幼龄材与成熟材之间化学成分也存在差异,因此建议在选择制浆造纸原料时,应优先考虑无性系的影响。     

不同杨树无性系幼龄材和成熟材化学成分的比较

【目的】研究5个杨树无性系幼龄材和成熟材的化学成分,为杨树优良无性系的选择和杨树制浆造纸利用提供依据。【方法】选择欧美杨107杨(Populus×euramericana‘Neva’)、中汉22杨(P.×deltoidescv.‘Zhonghan-22’)、皖林1号杨(P.×deltoidscv.‘Wanlin-1’)、Z9(P.×deltoidscv.‘Z9’)和B3(P.×deltoidscv.‘B3’)5个杨树无性系为研究材料,参照有关国家标准,分别测定其幼龄材和成熟材的化学成分,通过单因素方差分析,比较不同无性系及不同材龄之间的差异性。【结果】综纤维素、纤维素、木质素、苯醇抽提物、10 g/L NaOH抽提物的含量,在所测的5个杨树无性系试样中分别为749.7~830.7,398.1~434.1,177.1~198.0,8.8~14.8和190.2~237.2 g/kg。5个杨树无性系成熟材中的综纤维素和纤维素含量均高于幼龄材,木质素含量均低于幼龄材;苯醇抽提物含量除皖林1号杨外,其余无性系均表现为成熟材大于幼龄材;10 g/L NaOH抽提物含量在不同无性系之间差异较大。幼龄材与成熟材之间,综纤维素含量差异极显著(P<0.01),苯醇抽提物含量差异显著(P<0.05),其余化学成分差异均不显著;不同无性系之间,综纤维素含量和10 g/L NaOH抽提物含量在P=0.001水平上差异显著,木质素含量在P=0.01水平上差异显著,其余化学成分差异均不显著。【结论】从化学成分来看,5个杨树无性系均是制浆造纸的优良原料。由于无性系之间化学成分差异显著,幼龄材与成熟材之间化学成分也存在差异,因此建议在选择制浆造纸原料时,应优先考虑无性系的影响。     

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。      

化学改性对速生杨木木材力学性能和天然耐久性的影响

利用低分子酚醛树脂(PF)、脲醛树脂预聚液(UF)和氨溶季胺铜防腐液对速生杨木木材进行化学浸渍改性,对处理前后试件的力学性能和防腐性能进行了测试与评价。试验结果表明:在试验范围内,氨溶季胺铜浸渍防腐改性处理对材料力学性能影响不大;PF浸渍改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和顺纹抗拉强度分别提高了97.1、83.4、125.5和37.0%;UF浸渍改性材对应力学性能指标分别提高了49.4、10.7、42.0和17.8%;试验所用速生杨木木材耐腐性能较差,属于II级,经过PF、UF和氨溶季胺铜防腐液浸渍改性,材料耐腐级别达到了强耐腐级,其中PF浸渍改性处理效果最好,处理材质量损失率从素材的18.7%降低到了2.9%,有效地提高了材料的防腐性能。从综合效果来看,低分子酚醛树脂预聚液浸渍改性处理是提高和改善速生杨木木材的力学性能和防腐性能的有效措施。     

三倍体毛白杨叶片再生体系建立研究

以三倍体毛白杨叶片为外植体,筛选适宜遗传转化叶片的诱导分化培养基和生根培养基,确定转化体最佳选择压浓度和抗生素浓度。结果表明:叶片诱导分化培养基以MS+6-BA 0.6 mg/L+NAA 0.1 mg/L附加1.5%蔗糖、0.6%琼脂效果最好,最佳生根培养基为1/2MS基本培养基附加IBA 0.4 mg/L、1.5%蔗糖、0.6%琼脂。选择压浓度以50 mg/L卡那霉素对叶片分化和嫩茎生根效果显著。培养基中附加300 mg/L的羧卞青霉素不仅有效的抑制农杆菌的生长,而且还对分化起促进作用。     

压缩炭化杨木的微观结构与化学成分

研究压缩、炭化过程中木材结构与化学成分的变化对压缩炭化木的应用有重要意义。利用扫描电镜、扫描电镜X射线能谱和红外光谱分析研究了杨木经压缩、炭化的微观结构和木材的化学成分变化。研究发现：意杨Populuse euratnericoIta经过压缩、炭化后,细胞腔变小,胞壁距离减小,胞壁距离最大分别缩小56．94％和53．34％,但细胞壁本身仍然保持了其完整性：心边材各元素的变化趋势一致,炭元素上升,氧元素下降,以边材为例,素材O／C为1．76,压缩、炭化处理后分别为1．65,1．45;杨木在热压和高温炭化过程中,纤维素的降解,使C—H伸缩振动吸收峰强度下降．并发生了一定的位移,半纤维素降解使C-0伸缩振动吸收峰强度降低。木质素苯环和酚醚键C-0-C的伸缩振动吸收峰的变化说明木质素也发生了化学反应．炭化后的心材在波数2853cm。附近出现了明显的振动．说明木材内部复杂的化学反应产生了新的化学基团。图9表1参15     

转基因三倍体毛白杨的抗虫机理研究

以高抗虫、中等抗虫和低抗虫转双抗基因三倍体毛白杨(7号、10号和26号)的叶片饲养4龄的杨扇舟蛾幼虫,4 h、12 h2、4 h4、8 h7、2 h和96 h后分别测定其中肠内的解毒酶和消化酶活性。结果表明,用7号叶片饲养的幼虫中肠的酯酶、羧酸酯酶和多功能氧化酶受到明显的抑制,10号叶片饲养的幼虫次之,26号叶片饲养的幼虫的这些酶抑制不太明显。中肠的淀粉酶也是如此。但谷胱甘肽S-转移酶和蛋白酶活性变化比较复杂,24h时出现峰值,随后下降。其中7号叶片饲养的幼虫最明显,10号叶片饲养的幼虫次之,但26号叶片饲养的幼虫的蛋白酶变化不明显。转基因杨叶片对幼虫中肠的解毒酶和消化酶活性的抑制可能是其杀虫机制。     

毛白杨花粉母细胞减数分裂及其进程的研究

采用细胞遗传学方法对毛白杨 (PopulustomentosaCarr.)花粉母细胞减数分裂及其进程进行了研究 .结果表明 :①毛白杨花粉母细胞减数分裂进程有一定的规律 ,且与花序的形态和花药颜色变化有密切相关 ;②减数分裂染色体行为表现因个体不同而不同 ,终变期、中期Ⅰ有数目不等的单价体出现 ,在后期Ⅰ乃至末期Ⅰ、末期Ⅱ可见到单独存在的落后染色体 ,体现了毛白杨遗传上的异质性 ;③毛白杨减数分裂存在多核仁现象 ,在末期Ⅰ、末期Ⅱ最多可见到含 8个小核仁的子核 ,并且随着减数分裂进行 ,多个小核仁发生合并 ,最终生成一个大核仁 ;④毛白杨各无性系在减数分裂进程上存在着差异 ,甚至同一雄性无性系植株的不同花芽或同一花芽上不同部位等 ,其花粉母细胞减数分裂时期也表现为不同步性 ,显示了种群变异的多样性和丰富性     

Additive insect-resistant effects of transgenic triploid Chinese white poplar against Clostera anachoreta

Two generations of Clostera anachoreta (Fabricius) larvae were fed continuously with leaves of selected clones of transgenic (Bt + API) triploid Chinese white poplar in order to evaluate additive insect-resistant effects of transgenic triploid Chinese white poplar. When the two generations were subcultured with the high and medium level insect-resistant transgenic poplar, the high and medium level insect-resistant transgenic poplar manifested its obvious additive resistance to C. anachoreta (Fabricius), with higher mortality of the second generation C. anachoreta (Fabricius) larvae and longer larvae growth period of the second generation than those of the first generation. Furthermore, the weight of pupa and the fecundity of the second generation were lower than those of the first generation. However, there was no significant difference between both generations when subcultured with low level insect-resistant transgenic poplar. These results implied that the population of C. anachoreta (Fabricius) would decline gradually to under the economic threshold even when planting the medium level insect-resistant transgenic poplars in the environment.     

热处理浸渍杨木性能研究

【目的】探究不同固化温度对浸渍杨木力学性能、物理性能和甲醛释放量的影响,为浸渍木的加工与应用提供实践指导和理论依据。【方法】以毛白杨锯材径切板为试材,以不进行任何处理锯材为素材,以常压过热蒸汽为介质,选择120,140,160,180℃的固化温度对脲醛树脂浸渍杨木(浸渍材)进行树脂固化处理。【结果】经过高温固化处理的浸渍杨木力学性能相对于素材有所升高,相对于未经高温固化浸渍材有所降低。与素材相比,浸渍材和120,140,160,180℃固化浸渍材的抗弯强度(MOR)分别升高了49.60%,45.21%,43.40%,37.70,24.95%;弹性模量(MOE)分别升高了107.39%,106.83%,92.40%,85.20%,57.35%;硬度值分别升高了65.71%,59.41%,56.06%,50.98%,44.46%;冲击韧性分别降低了7.03%,10.77%,14.73%,16.40%,21.54%。素材、浸渍材以及120,140,160,180℃固化材的阻湿率分别为0,20.0%,26.0%,29.4%,30.0%,33.3%。随着固化温度的升高,固化浸渍材阻湿率升高,尺寸稳定性提高。未经高温固化浸渍材的甲醛释放量为1.66mg/L,120,140,160,180℃固化浸渍材的甲醛释放量分别为1.09,0.91,0.25,0.16mg/L,经过高温固化处理后浸渍材的甲醛释放量明显降低。【结论】热处理对浸渍木物量力学性能及甲醛释放量有明显影响,建议生产中选用160℃作为脲醛树脂浸渍杨木的固化温度。