酚醛树脂改性对管胞细胞壁力学性能的影响

采用水溶性低分子质量酚醛树脂处理杉木试样,使用纳米压痕测试技术对其管胞细胞壁的弹性模量和硬度进行测试。结果表明:处理试样管胞细胞壁的平均弹性模量和硬度比对照试样分别增加了32.94%和32.93%。使用紫外显微分光光度计分析得知,处理试样管胞细胞壁的吸光度远高于对照试样,说明低分子质量的酚醛树脂能够扩散进入到纳米级孔隙的杉木管胞细胞壁S2层内,并最终引起细胞壁力学性质的增加。     

木材细胞壁结构及其流变特性研究进展

木材流变学主要研究木材在应力/应变、温度、湿度等条件下与时间因素有关的变形规律和机制,以研究木材的黏弹性为主要内容。木材发生形变时,其实质承载结构是细胞壁,细胞壁的壁层构造和化学组分对其黏弹行为有显著影响,深入了解木材细胞壁结构及黏弹性质对于实现木纤维/塑料复合材料和制浆造纸工艺的高效设计具有重要意义。本文围绕木材细胞壁S2层超微构造和细胞壁化学组分2个方面对细胞壁结构进行阐述,归纳S2层微纤丝角和化学组分对木材细胞壁黏弹行为的影响规律,并从分子水平上解释其作用机制,总结动态力学分析技术和纳米压痕技术在研究木材细胞壁结构与黏弹性之间关系上的具体应用。木材细胞壁的黏弹性受壁层构造的复杂性、化学组分的多样性和外部环境条件等多种因素影响,并且各因素之间存在一定的交互作用。因此,建议今后从以下几个方面开展研究:1)解明木材细胞生长过程中的微纤丝取向、纤维素结晶区与非结晶区比例的分子控制机制;2)阐明木材细胞壁次生壁Matrix的空间组织排列方式、纤维素聚合体与Matrix之间相互作用的力学行为表达;3)揭示木材细胞壁中半纤维素的含量、种类以及木质素类型对细胞壁黏弹性的影响机制;同时将环境外因(温度、湿度)和载荷类型(静态/动态、拉/压/弯)纳入研究体系,系统揭示"湿-热-力"协同作用下木材细胞壁的机械吸湿蠕变行为规律和响应机制;4)联合运用多种测试技术手段,并引入相关学科的研究方法及理论模型,如有限元法及复合材料的研究方法,构建可以解释木材细胞壁黏弹特性的物理和数学模型。     

γ射线辐射杉木压缩木材的固定和蠕变(英文)

为了探讨木材压缩变定固定的机理 ,该研究对杉木压缩木材进行γ射线辐射处理 ,射线辐射剂量分别为 0 (作为对照试材 ) ,10 3 ,5× 10 3 ,10 4 ,5× 10 4 ,10 5,5× 10 5,10 6,5× 10 6Gy ,然后测定和讨论了γ射线辐射杉木压缩木材的重量损失率、平衡吸湿含水率 (EMC)、吸湿回复率 (RSA)和吸水回复率(RSW )、绝干状态下和吸湿解吸过程中的蠕变。该研究表明 :γ射线的辐射剂量对杉木压缩木材的重量损失率、EMC、RSA、RSW有重要的影响 ,当辐射剂量超过 10 6Gy后 ,试材的重量损失率和EMC显著增大 ,RSA和RSW显著下降 ;另外 ,随着γ射线辐射剂量的增大 ,绝干状态和吸湿解吸过程中杉木压缩木材的瞬时柔量和蠕变柔量均呈增大趋势 .从该研究结果可以推测 ,当γ射线辐射剂量较大时 ,特别当辐射剂量在 5× 10 6Gy左右时 ,杉木压缩木材的细胞壁中发生了降解反应或非结晶化反应 .而且 ,该研究证明了压缩木材细胞壁主成分发生的降解反应能够使木材压缩变定得到一定程度的固定     

蒙脱土稳定石蜡基Pickering乳液处理材的性能研究

为了提高木材的防水性和尺寸稳定性,以过氧化二异丙苯(DCP)为自由基引发剂,通过硅烷偶联剂的作用,制备出蒙脱土稳定石蜡基Pickering乳液;采用真空-加压方式浸渍处理青杨(Populus cathayana)边材,考察了DCP质量分数对乳液粒径分布和静置稳定性的影响,分析了处理材增重率、表面硬度、表面润湿性、吸水性和尺寸稳定性的变化,并采用扫描电子显微镜(SEM)对处理材的微观结构进行了分析与表征。结果表明:1)制备出的乳液平均粒径达到微米级(≤2μm),DCP为0.05%质量分数时乳液平均粒径最小,随着DCP质量分数进一步增加,乳液粒径有所增大;2)乳液浸渍处理后,处理材的表面硬度、表面润湿性和防水性均有所提高,其中DCP为0.05%质量分数时的改性效果较好;3)连续、均一的蜡状物附着在木材细胞壁纹孔表面,从而使木材具有较高的疏水性。     

硅溶胶/丙烯酸酯复配乳液改性人工林杉木

用硅溶胶/丙烯酸酯复配乳液对杉木人工林木材进行改性处理,探讨浸渍时间和浸渍压力对处理木材性能的影响.结果表明,复配乳液在压力作用下,填充并固化于木材空隙中,与木材细胞壁物质发生了化学键合,从而提高了木材的力学性能.较优的改性工艺为浸渍压力1.0 MPa、浸渍时间90 min.     

化学交联贻贝仿生超疏水木材的构建与性能表征北大核心

聚多巴胺(PDA)修饰的木材表面具有较强粘附特性和表面化学反应活性,通过引入氨基改性纳米二氧化硅(SiO;)粒子构建木材粗糙表面,采用乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,提高纳米SiO2粒子在木材表面的稳固性,采用十八烷基三甲氧基氯硅烷为低功能化改性剂制备表面稳固的超疏水木材。研究表明:当纳米SiO;粒子浓度为2%时,接触角最大为156.6°,滚动角为4.7°,超疏水木材表面经过超声波震荡、模拟下雨冲刷、加热、酸碱腐蚀及有机溶剂浸泡等处理后,仍具有较强的超疏水稳固特性。     

杉木-纳米CaCO_3复合材料结构表征及其复合机理分析

用SEM和TEM观察与表征该复合材料的微观结构,表明改性物质纳米粒子在杉木中的结合方式与单纯加入有机高分子或无机微米粒子有很大差别,并发现凝胶中的纳米CaCO3粒子多数以纳米尺度分布在木材细胞壁上,部分则沉积在木材中的纳米空间;基于二元复合理论,结合XRD和EDXA等,分析了其复合机理,结果表明:纳米CaCO3可与杉木木材形成良好的复合;纳米CaCO3与木材组分既有原位复合,但主要是其表面的大量不饱和残键以及游离羟基与杉木木材细胞壁主要组分—纤维素和半纤维素上的羟基形成化学结合。     

基于扫描热显微镜的木材细胞壁导热特性

【目的】基于扫描热显微镜(STh M)对木材细胞壁横切面和径切面进行扫描,研究木材微观尺度的导热特性,以获得木材细胞壁微观组成和构造对导热特性的影响机制。【方法】使用钻石刀对北美红栎试样进行显微切片以获得足够光滑的试样表面,制备符合扫描热显微镜和显微拉曼光谱测试要求的试样。采用扫描热显微镜的热传导对照模式对北美红栎纤维细胞区进行扫描成像。【结果】STh M测试结果表明,STh M探针在横切面对木材细胞壁进行扫描时,细胞壁胞间层和角隅区域的STh M探针电流强度明显低于S2层,即细胞壁胞间层和角隅区域的导热能力显著低于S2层;而在径切面,STh M探针扫描后细胞壁S2层和胞间层及角隅区域的探针电流差异不明显,即S2层、胞间层和角隅区域的导热能力未表现出明显差异。显微拉曼光谱测试结果表明,相比S2层,胞间层和角隅区域拉曼谱图中归属木质素的特征峰强度相对归属纤维素的特征峰明显要强。选用归属木质素的1 520~1 680 cm-1波数范围对细胞壁进行拉曼成像,成像结果显示木质素在细胞壁胞间层和角隅区域含量高。【结论】木材细胞壁S2层、胞间层和角隅区域的导热能力在横切面表现出明显差异,而在径切面差异不明显。木材细胞壁在横切面表现出S2层导热能力强的原因,主要是由细胞壁不同壁层的空间构造特征差别造成的。S2层纤维素含量高,纤维素结构单元微纤丝排列接近平行于细胞轴向,由此在横切面施加热量后热量在S2层顺纹传递,而胞间层和角隅区域木质素含量高,在此两区域化学成分排列呈无序状态,因而表现出S2层导热能力强。当STh M探针从径切面施加给细胞壁热量后,热量在S2层中的传递近似垂直于微纤丝,即热量从横切面的顺纹传递转变为横纹传递,由此造成横切面S2层导热能力强的条件消失,进而在径切面S2层与胞间层和角隅区表现出的导热能力基本一致。STh M技术揭示了木材细胞壁中纤维定向排列结构对细胞壁不同壁层导热性能的影响,该技术可以有效用于研究木材微观导热性能与结构。     

不同试剂处理对杉木疏水性能的影响

为改善木材的尺寸稳定性,采用二甲基二氯硅烷和聚硅氧烷分别对杉木进行改性处理,并测定处理材的疏水性能.结果表明,处理杉木的平衡含水率下降,杉木质量、与水的接触角和抗膨胀系数等均显著增加.     

超声波辅助纳米Ag/TiO_2浸渍木材的化学改性与微观构造表征

【目的】采用超声波辅助浸渍制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料,分析其化学结构与微观构造,为防霉抗菌型纳米木基复合材料研发提供理论依据。【方法】以樟子松为原料,以纳米Ag/TiO_2为主要试剂,以六偏磷酸钠和KH560为分散剂,采用超声波辅助浸渍制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料,分析超声功率、超声时间和纳米Ag/TiO_2浓度对木材载药量和抗流失性能的影响,以及浸渍前后木材的微观构造、轴向分布、化学结构、结晶度和热稳定性。【结果】1)随着超声功率增加,木材载药量呈先升高后降低的趋势,在功率为75 W时达到峰值,载药量较常压浸渍提高31.5%,抗流失率随着超声功率增加持续提高,在功率为300 W时,抗流失率较常压浸渍提高7%;2)超声时间对载药量的影响不大,对抗流失率的影响呈先升高后降低的趋势,在超声时间为30 min时抗流失率达到峰值77.73%;3)随着纳米Ag/TiO_2浓度增加,载药量持续上升,浓度为2.0%时载药量为3.363 kg·m-3,抗流失率则持续下降,浓度为0.5%时抗流失率为78.33%;4)超声波辅助浸渍处理后,纳米Ag/TiO_2成功进入木材内部并附着在细胞壁上,团聚现象减少,分散性显著增强,浸渍深度加深;5)纳米TiO_2与木材表面的羟基发生氢键缔合反应,偶联剂KH560不仅枝接在TiO_2上,而且与木材纤维素中的羟基发生反应;6)纳米Ag/TiO_2木基复合材料出现锐钛矿型纳米TiO_2特征峰,在超声波作用下,纤维表面生长疲劳裂纹,木材纤维素结晶度略有下降;7)纳米Ag/TiO_2使纳米Ag/TiO_2木基复合材料热稳定性增强,最大降解温度升高11.8℃。【结论】1)超声波辅助处理可提高木材的载药量和抗流失率,超声功率对抗流失率影响显著;2)纳米Ag/TiO_2成功进入木材细胞腔并附着于细胞壁上,部分与木材纤维素羟基发生反应;3)纳米Ag/TiO_2木基复合材料较素材热稳定性能提高。     

Tensile strength of thermally modified laminated strand lumber and laminated veneer lumber

Laminated strand lumber (LSL) and laminated veneer lumber (LVL) were thermally modified as a post-treatment at 140°C, 150°C, 160°C, 170°C, and 180°C. The tension modulus of elasticity (MOE) of LSL was not significantly impacted by the treatments, with the 180°C treatment group exhibiting the highest tension MOE (11.8?GPa). The LVL also experienced minimal impacts, with the 150°C treatment group having the highest tension MOE (19.4?GPa) and the 160°C treatment group exhibiting the lowest (17.1?GPa). The maximum tensile strength (MTS) of the LSL and LVL significantly decreased with increasing temperatures, with the control and 180°C treatment groups experiencing the highest and lowest MTS, respectively. The lowest MTS for LSL was 10.8?MPa (180°C treatment), which was 70% lower than the controls. The lowest MTS of the LVL was 24.4?MPa (also at the 180°C treatment), which was a 49% decrease compared to the controls. These results suggest that thermal-modification post-treatments minimally impact tension MOE, but can significantly reduce MTS at higher treatment temperatures. Combined with previous work improving the moisture properties and equilibrium moisture content of thermally modified LSL and LVL, it may be possible to optimize the treatment technique(s) to yield products with desirable properties.     

促进绿色未来的全球木材科学与技术研究进展——国际林联第25届世界大会木材议题综述

国际林业研究组织联盟（IUFRO）第25届世界大会于2019年在巴西召开。文中从木材生长、木材性质与质量、木材识别、木材加工利用和木文化5个方面分别论述了这次大会在木材科学与技术领域的国际最新研究热点与进展,以反映全球木材科学的研究现状,并梳理学科发展方向。木材形成、木材质量、木材高附加值利用、木材识别新技术等议题依然是木材科学与技术领域的未来研究热点。     

木材及木材胶粘剂防腐研发现状及其发展趋势

简要回顾了木材及木材胶粘剂防腐技术研究与开发的技术背景和国内外发展现状,着重总结了木材防腐剂及生物质基木材胶粘剂防腐剂的种类、特性和应用情况;对本领域今后的发展趋势作了初步探讨。     

17种樟属树种木材比较解剖研究

利用光学显微镜和扫描电子显微镜 ,对国产樟属 17种木材结构进行了观察。结果如下 :管孔排列为散孔材和半环孔材 ;较高的单管孔率 ;具有梯状穿孔和单穿孔两种类型 ,管间纹孔式主要为互列 ,少数种具对列。单列射线稀少、细而短 ,多列射线量多 ,形状差异较大 ;射线组织以异形Ⅲ和ⅡB型为主 ,射线 -导管间纹孔式主要为刻痕状。轴向薄壁组织以稀疏傍管状和星散状为主 ,部分种具环管束状、翼状 ,数量差异较大。樟属所有木材的射线或轴向薄壁组织中含油细胞或粘液细胞。木材的上述特征表明 ,樟属木材内部结构具有明显差异 ,并可作为种级分类依据。另外 ,根据木材结构的显著差异 ,建议光叶桂和细叶香桂按两个种处理。     

细胞壁空隙对木材性能及加工利用的影响

细胞壁空隙是木材水分横向传输的重要通道,是影响木材干燥速率、木材改性效果的重要因素.针对细胞壁空隙的研究不仅是对木材本身构造和性能的进一步了解,更是对木材物理和化学加工基础的深入诠释.文中概述木材细胞壁空隙的组成、分类、具体尺寸等,归纳其对木材物理力学性能及加工利用的影响,总结目前木材细胞壁空隙构造研究尚存在的问题并提...     

后干燥处理对防腐木材性能的影响初步研究

试验初步研究了后干燥处理对加铬砷酸铜(CCA-C)、季铵铜(ACQ-C和ACQ-D)三种防腐处理木材中铜的流失影响。结果表明:随着流失次数的增加,CCA-C、ACQ-C、ACQ-D三种防腐处理木材的铜流失量都呈降低趋势,最终降至非常低。随着处理温度的升高,3种防腐材的铜流失量都有所增大。CCA-C型木材防腐剂的抗流失性优于ACQ型木材防腐剂。在同等条件下,ACQ-D防腐材的铜流失率高于ACQ-C防腐材。     

常温下落叶松材的渗透性

落叶松林改性处理的关键是研究它的渗透性。本实验是在常温加压条件下通过加压时间的改变来考察浸注深度和湿增重的变化，以探索处理工艺与渗透性的关系。     

Causes of color changes in wood during drying

The forest industry operates in a dynamic and global market where change and competition are the rule rather than the     

木材压缩改性技术研究进展

为改善速生材自身固有的缺陷,提升其利用价值,需对速生材进行强化改性处理.木材压缩改性技术作为一种木材物理强化改性方法,具有生产效率高、无化学污染和易于产业化生产等优点,是扩展速生材应用范围最具潜在商业价值的木材改性技术之一,已成为木材改性研究领域的前沿和热点.笔者在广泛阅读文献的基础上,对木材压缩强化改性方面的代表性成...     

关于幼龄材问题

就目前市场上速生材居多、幼龄材问题突出以及速生材材性、幼龄材的特点、性质、幼龄材形成的期限、划分幼龄材与成熟材的意义、减少幼龄材的方法以及幼龄材的使用等提出讨论