浸渍热处理对杨木微观结构及尺寸稳定性的影响

为扩大速生杨木板材应用范围,采用脲醛树脂浸渍改性杨木,并对浸渍材和素材进行热处理,对杨木素材、浸渍材、不同热处理温度的联合改性材及热处理材的微观结构及湿胀性、吸水性和干缩性等尺寸稳定性进行对比分析。结果表明：杨木经浸渍处理后,树脂填充于导管、木纤维、木射线、纹孔及细胞角隅,并进入细胞壁;浸渍材经热处理后,树脂分布发生变化,160℃浸渍热处理材附着于细胞壁上的树脂分布较均匀平整,随着热处理温度升高,树脂体积收缩形成规则球状细小颗粒,不再堵塞纹孔;浸渍材的干缩湿胀率均较素材提高,尺寸稳定性降低;浸渍材经热处理后产生了对杨木素材进行热处理的类似改性效果,其吸湿率显著降低,弦向湿胀率、吸水膨胀率和干缩率均降低,表明热处理能进一步改善浸渍材的尺寸稳定性,但160、180和200℃浸渍热处理材的尺寸稳定性差别不大。     

华盖木解剖构造特征研究

以华盖木木材为研究对象,利用体视显微镜和生物显微镜对华盖木宏观构造和微观构造进行观察和研究。结果表明:经打磨后的华盖木犹如丝缎般光滑,木材颜色为紫褐色带绿。华盖木为散孔材,生长轮明显;管孔组合主要为单管孔及少数短径列复管孔2～3个,具侵填体;导管分子穿孔板为梯状复穿孔,管间纹孔式为梯状,导管—射线间纹孔式为水平的刻痕状及单侧复纹孔,螺纹加厚贯穿整个导管分子;轴向薄壁组织量少,主要为轮界状,少数稀疏傍管状;木纤维类型主要是纤维状管胞,有少量的分隔木纤维,木纤维上具有螺纹加厚;木射线非叠生,少量单列木射线,多列木射线多数宽2～3个细胞,射线组织多为异型Ⅱ型及异型Ⅲ型。     

沙枣茎次生木质部的解剖学研究

对沙枣茎次生木质部进行了解剖学研究。结果表明:沙枣茎的次生木质部为环孔材,导管分子穿孔板为单穿孔,导管有具缘纹孔,多为互列式,大多数导管分子短而宽。木射线为异形射线Ⅱ-B。侵填体多。轴向木薄壁组织为离管型的星散薄壁组织和傍管型的稀疏傍管薄壁组织。木薄壁组织发达,易产生不定根和不定芽。轴向木射线薄壁组织丰富、纹孔大是侵填体形成的原因。沙枣胶大多分布于径向木薄壁组织即木射线中。木纤维壁厚度与纤维腔宽度之比小于1,是上好的造纸材料。     

滇西南地区樟科17种木材解剖特征研究

【目的】为樟科木材识别与系统分类研究提供依据.【方法】利用光学显微镜及扫描电子显微镜对木材结构进行观察.【结果和结论】观察结果表明17种樟科木材结构具有以下特征:散孔材,管孔组合主要为单管孔和短径列复管孔(2~3细胞),偶见管孔团.导管分子仅具单穿孔或兼有单穿孔和梯状穿孔,梯状穿孔横隔数3~14个;管间纹孔式互列.木射线由单列射线和多列射线构成,单列射线稀少,多列射线宽多为2~3细胞.射线类型主要为异形Ⅱ型和异形Ⅲ型,少数异形I型.导管射线间纹孔式多为大圆形及圆肾形.轴向薄壁组织主要为环管束状、轮界状.射线细胞和轴向薄壁细胞中普遍存在油细胞或黏液细胞.根据观察结果,依据17种木材结构编制木材分类检索表.对导管分子穿孔板的研究表明,樟科木材属间和种间的进化程度不一致,琼楠属Beilschmiedia和厚壳桂属Cryptocarya木材在一定程度上是较为进化的属种.     

蒙古栎次生木质部解剖结构分析

运用木材解剖图像分析系统和显微照相的方法对蒙古栎次生木质部的解剖结构进行观察分析。结果表明,蒙古栎的次生木质部由导管、环管管胞、木纤维、木射线及轴向薄壁细胞组成;蒙古栎在个体发育过程中,树根和树枝的管状分子明显较树干窄小,在分布规律和形态上,也有显著差异。对蒙古栎次生木质部离析发现,蒙古栎为单穿孔,管间纹孔式互列,导管分子类型多为两端具尾,长度大于宽度,这种现象表明蒙古栎在进化过程中是不同步的。     

鳄梨导管分子及穿孔板观察研究

运用细胞图像分析系统及显微照相的方法,观察研究鳄梨次生木质部导管分子。结果发现,鳄梨次生木质部导管分子中存在着许多不同的样式,并且导管分子穿孔板存在着6种类型:①两端均为一个单穿孔板;②一端为一个单穿孔板,另一端为梯状穿孔板;③两端均为梯状穿孔板;④一端为梯状穿孔板,另一端为奇特样式穿孔板;⑤两梯状穿孔板分别位于同一导管分子相对的侧壁互相对应;⑥一单穿孔板和一梯状穿孔板分别位于同一导管分子相对的侧壁互相对应;还存在一些过渡类型。管间纹孔式为互列纹孔式,导管射线间纹孔式为横列、纵列刻痕状纹孔式。部分导管分子侧壁具有纹饰。分别对其进行了描述,并从导管分子个体发育与系统发育的角度进行了讨论。     

木材微观构造与拉伸断裂的关系

利用环境扫描电子显微镜(ESEM)结合微力学拉伸装置,对木材受微力学拉伸时的断裂过程进行实时监测,通过对断裂影像和应力曲线的分析,得出了导管、纺锤形木射线、早晚材边界、木纤维、管胞、木射线、及细胞壁上的纹孔与木材拉伸断裂的关系。导管、纺锤形木射线和早晚材边界对裂纹扩展起到阻挡的作用,在轴向力作用下木射线的破坏主要是胞间层的撕裂,纹孔常常保持完整的形态,裂纹顺着纹孔边缘扩展。     

2种条纹乌木木材的构造特征

对菲律宾乌木和苏拉威西乌木木材的宏、微观构造和细胞形态进行观察,并测定分析,得出其构造特征。菲律宾乌木和苏拉威西乌木都属散孔材,生长轮不明显,心材为黑白相间条纹;管孔径列,主单复管孔和管孔链,少见管孔团,含树胶,以圆柱形导管为主,导管纹孔为筛状互列纹孔;轴向薄壁组织排列为离管带状,部分含树胶和晶体;木射线为异型单列,多含树胶和晶体。比较菲律宾乌木和苏拉威西乌木的木材构造：前者结构甚细,后者为细;前者木纤维细胞宽度和壁厚较后者大,且前者形态种类多;轴向薄壁细胞前者较后者短粗,前者形态种类多且细胞壁有更多凸凹;木射线密度前者为密,后者为甚密,木射线的直立细胞后者较前者高窄。     

桢楠木材构造特征及其径向变异研究

【目的】观察桢楠木材宏观、微观构造并测定管孔、木纤维等结构参数,分析其构造特征参数在径向的变化规律。【方法】以四川省雅安市金凤寺的桢楠古树作为研究对象,选择生长状态良好且树龄100年以上的桢楠单株钻取木芯样,筛选后以树龄110年且完整无缺陷的树干木芯为研究样本,以5个年轮为1个单位对其进行宏观和微观构造及木纤维结构的径向变异研究。【结果】桢楠木材构造特征为心、边材区分不明显,材色黄色或深黄褐色;散孔材;轴向薄壁组织稀疏傍管状;射线细胞含油细胞,轴向薄壁细胞少见,导管分子偶见梯状复穿孔,导管内具有侵填体;导管内纹孔与管间纹孔为互列式,具缘纹孔;木射线细胞内常见的球形物可能为树胶类物质,块状物可能是含有钙盐的树胶。桢楠生长状况随着树龄的增长呈现出一定差异,其中管孔密度随着树龄的增加而波动下降;管孔弦向直径呈现波动上升趋势,在树龄35年之前迅速上升,35~105年平稳波动,之后迅速增加;纤维长度与宽度在树龄35年之前迅速增加,之后总体趋于平稳;胸径连年生长量在树龄10~40年增长较快,40年后呈波动下降模式,90~110年波动逐渐趋于平稳,但总体呈下降趋势。总体而言,桢楠在树龄35年前生长较快,而在35年后生长较为缓慢,在90年后开始逐渐趋于平稳,生长极为缓慢。【结论】树龄35年后野生桢楠材性趋于稳定,可用作家具与建材,并且其胸径连年生长量与管孔、纤维解剖参数及微纤丝角具有相关性。     

黄槿木材结构特征的分析

借助连续变倍体视显微镜、生物数码显微镜和电镜观察黄槿木材的宏观、微观构造,按照许尔兹发进行解离,测量分析各种细胞的形态特征。结果表明,黄槿为散孔材,管孔主要为单管孔及径列复管孔,导管分子主要为圆柱形,单穿孔,椭圆形,穿孔板倾斜,螺纹加厚缺如,无侵填体;管间纹孔互列,射线-导管间纹孔似管间纹孔;木纤维呈细长纺锤形,两端尖削,纤维长度417~1 727 μm,平均1 092 μm,属中等长度纤维;轴向薄壁组织肉眼下可见,主为环管束状及星散状;木射线肉眼下可见,射线组织异Ⅰ型及异Ⅱ型,宽2~4细胞,高5~47细胞,宽多为2~3细胞,高8~17细胞;瓦形细胞具翅子树型;轴向薄壁细胞和射线细胞皆含有晶体及颗粒状内含物,晶体多为晶簇状,少有菱形及方形。通过上述分析为黄槿木材的合理利用提供基础理论依据,丰富木材识别鉴定的基础理论。     

功能型木材改性剂对速生杨木物理力学性能的改性效果

以速生杨木为研究对象,通过木材改性剂对速生材浸渍强化处理,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、傅氏转换红外线光谱分析仪对改性前后的木材进行表征,并分析改性前后木材的物理性能。结果表明：经木材改性后,速生材物理性能显著提高。X射线衍射仪数据表明,木材改性剂使木材结晶度从39．65％降到36．89％,能谱分析仪结果显示：氮（N）氧（0）碳（C）元素在木材内部分布均匀,扫描电子显微镜谱图分析了禾材改性剂在木材管孔中的分布,最后红外光谱图表明改性剂与木材内部集团发生交联反应．并且羟基数目大量减少。图4表1参7     

稀土改性杨木材质初探

采用将稀土注入杨木试材中的方法,改善杨木材性,初步得出试材的稀土载药量、注入后试材的干燥程度是影响试材尺寸稳定性的重要因素,同时发现稀土的注入对提高杨木试材的硬度和耐腐性亦有良好效果。     

轻木细胞壁超微结构与力学性能关系研究

[目的]研究轻木化学组成、纤维细胞壁分层结构和纤维素聚集态结构,探究其对力学性能的影响,为厘清轻木细胞壁超微结构与力学性能之间关系,提高其利用附加值奠定理论基础.[方法]将轻木与我国常见阔叶木树种杨木进行对比研究,采用水解法分析两者的化学组成;用透射电子显微镜、共聚焦拉曼显微镜等表征纤维细胞壁分层结构、微区化学和纤维素...     

杨木的横纹压缩密实化研究

采用横纹压缩方法对杨木板材进行密实化处理,结果表明：经过压缩处理后杨木板材的各项物理力学性能均得到提高;压缩率为50％,初含水率为30％,压缩温度为100oC处理的杨木板材性能优于柞木板;扫描电镜和Matlab分析结果显示,横纹压缩后杨木内部的导管受到挤压产生较大的形变,孔隙率变小,使其单位体积内的细胞实质增加,承受外力的有效作用面积变大,抵抗外力破坏的能力有较大提高,表现为各项物理力学强度得到显著增强。     

热处理复合硅乳液浸渍杨木表面疏水性的研究

以微、纳米二氧化硅和硅油(羟基硅油和含氢硅油)为主要原料,经高压均质制备了二氧化硅/硅油复合乳液(CSE),稀释后与催化剂混合,经真空-加压浸渍后联合180 ℃热处理改性东北青杨边材,构建疏水表面。测试并分析了改性材表面的接触角、滚动角、表面粗糙度,并采用场发射扫描电子显微镜-X射线能量色散谱仪和原子力显微镜观察改性材表面的微观形态并对细胞壁中的元素分布进行了检测。结果表明:1)2.7%CSE/热改性材的3个切面上的水分接触角和滚动角均达到了超疏水性的要求,随着CSE质量分数的进一步增加,改性材表面的疏水性呈递减趋势;2)与高质量分数的复合硅乳液相比,2.7%CSE/热改性材的3个切面的各项粗糙度与荷叶表面粗糙度最接近,单独依靠木材表面或硅树脂膜自身的粗糙度均无法模拟出与荷叶表面相似的粗糙度;3)改性材表面生成了和荷叶表面乳突相类似的新纳米、微米两级复合乳突;4)复合硅乳液中的Si元素渗入了木材细胞壁,且在木材表面有大量沉积。      

不同干燥预处理对杨木应拉木孔隙结构的影响

采用CO<,2>超临界干燥、冷冻干燥和常规干燥对杨木应拉木和对应木进行干燥预处理,通过干燥前后试样的形变和吸附等温线,比较不同干燥预处理对杨木应拉木孔隙结构的影响,为定量表征应拉木的微观孔隙结构提供理论依据.结果表明:经CO<,2>超临界干燥的杨木应拉木具有完好的介孔特征(孔径在2～50 nm),BET比表面积和中孔体...     

脲醛树脂与纳米二氧化硅复合改善木材性能的研究

为提高三倍体毛白杨木材的多项性能,该研究以脲醛(UF)树脂和纳米SiO2为主要改性剂,并使用偶联剂和阻燃剂,制成5种木材处理剂,利用减压—加压的方法浸渍处理杨木,并通过加热使处理剂在木材中固化,制成UF-SiO2Wood复合材料．以尺寸稳定性、阻燃性、抗吸水性和硬度作为主要指标对复合材料的性能进行评价,考察了处理剂对杨木性能的影响．结果表明,此5种处理剂均能提高木材的抗吸水性、阻燃性,并显著提高了木材的硬度,纳米SiO2的添加对木材硬度的提高有显著作用;除UF-CSiO2共缩聚物外,其他4种处理剂均不同程度地提高了木材的尺寸稳定性．UF与纳米SiO2复合处理杨木可以提高杨木的综合性能．      

一种速生材榫接合节点增强方法

提出了一种基于硬木镶嵌的速生材榫接合节点增强方法。以速生杨木椭圆榫接合的T型构件为例,在杨木横向构件榫孔处嵌入材质较硬的榉木,并通过榉木椭圆插入榫将其与杨木竖向构件接合。首先,通过创新的测量方式对榉木在杨木横向构件中镶嵌的最佳配合参量进行了研究;然后,对榉木椭圆插入榫与杨木竖向构件接合的最佳配合参量进行了研究;最后,保持榫接合构件尺寸不变,采用最佳配合参量进行组装,探讨了榉木以不同纹理方向镶嵌时对椭圆榫接合节点抗拔力的影响,并将其与未经镶嵌的杨木整体式椭圆榫接合T型构件以及榉木整体式椭圆榫接合T型构件进行了对比分析。实验得出:榉木整体式椭圆榫接合(Ⅳ型节点)抗拔力为5 027 n,榉木顺纹镶嵌椭圆插入榫接合(Ⅲ型节点)抗拔力为4 242 n,榉木横纹镶嵌椭圆插入榫接合(Ⅱ型节点)抗拔力为3 775 n,杨木整体式椭圆榫接合(Ⅰ型节点)抗拔力为3 123 n,也就是抗拔力Ⅳ型节点>Ⅲ型节点>Ⅱ型节点>Ⅰ型节点。由实验结果可以得出如下结论:Ⅲ型节点的抗拔力比Ⅱ型节点提高了约12.4%,说明榉木镶嵌的纹理方向对节点强度有明显影响,且顺纹进行镶嵌效果更佳;Ⅲ型节点的抗拔力比Ⅰ型节点提高了约35.8%(约为1 119 n),说明在速生材榫接合构件中以顺纹方向嵌入硬质木材可以大幅增加节点抗拔力,进而为速生材直接应用于实木榫接合家具中提供了新方法。      

云南沉香和白木香的木材结构比较解剖学研究

通过显微和亚显微解剖观察方法,对云南沉香和白木香的木材结构进行初步研究。结果表明,云南沉香的木材由内函韧皮部、木射线、管孔、木纤维等组成。内函韧皮部呈岛式均匀分布,可见大量的长方体晶体;管孔以复管孔、单管孔的形式存在;木射线为异性Ⅲ型。说明云南沉香与白木香的木材结构基本一致。     

三聚氰胺–尿素–葡萄糖（MUG）生物质树脂/硅酸钠复合改性杨木的性能与机理研究

  目的  研究改性材的微观形貌、化学结构和元素成分等变化,探讨三聚氰胺–尿素–葡萄糖（MUG）生物质树脂复合改性剂对杨木的改性作用机理,旨在为MUG复合改性剂的应用提供依据,促进木材的绿色改性。  方法  通过将有机硅烷等疏水基团,引入MUG生物质树脂与硅酸钠的复配溶液中,制备硅烷杂化MUG树脂/硅酸钠复合改性剂（GS_T）,对杨木进行真空加压浸渍处理,测试改性杨木的物理力学性能,采用扫描电镜–X射线能谱仪（SEM-EDX）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）等,表征改性材的微观形貌、化学结构、元素成分和结晶度,利用微型量热仪（MCC）测试其燃烧性能和热解特性。  结果  SEM-EDX分析表明:GS_T改性剂渗透性好,能有效渗入木材细胞腔和细胞壁中;改性材的C、O、Si元素无规分布于木材细胞腔、细胞壁、细胞间隙等处,导管沉积最为明显;改性剂对木材孔隙的填充以及对纤维素非结晶区的充胀,有效提高了木材的尺寸稳定性和力学性能。FTIR分析表明:GS_T改性材中半纤维素等多糖与改性剂发生了交联反应,减少了C=O、—OH等吸水性基团。XPS分析表明:GS_T改性材的C1最多,C3最少,木材的多糖类物质、木质素醇羟基、酚羟基以及羰基等活性基团与改性剂发生反应,减少了羰基等活性基团,增加了C—H、C—C结构含量。XRD分析表明:GS_T改性材衍射峰无明显变化,相对结晶度增大,说明改性剂进入纤维素非结晶区使其分子排列更加有序。MCC分析表明:GS_T改性材的热释放能力、热释放速率峰值和总热释放量分别下降了65.7%、66.2%和6.2%,800 ℃残炭率提高了122.6%,热释放强度大大降低,火灾危险性减小。  结论  GS_T复合改性剂可有效渗入杨木内部,与木材中半纤维素等多糖发生交联反应,减少糖基等活性基团,使非结晶区排列更为有序,从而提升改性杨木的物理力学性能。