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。     

植物油改性木材研究进展

植物油是橄榄油、蓖麻油等不干性油,棉籽油、大豆油等半干性油和桐油、亚麻油等干性油的统称。植物油具有良好的疏水性和导热性,是一种颇具潜力的环保型木材改性剂。目前,利用植物油改性木材已取得了一定的研究成果。文中介绍了植物油的组成、类型及植物油改性木材的方法,并综述植物油改性后改性剂的渗透与分布及其对改性材的疏水性、吸湿性、尺寸稳定性、抗生物劣化性、力学性能及耐老化性能的影响,讨论了植物油改性木材的不足并提出了研究展望,以期对今后该领域的研究工作有所启发。     

木材硅化改性研究进展

通过木材改性实现人工林低密度软质木材的提质增效,高效利用人工林资源,对我国木材工业的可持续发展和生态建设具有重要意义。木材硅化改性可以有效提高木材性能,但改性材性较脆、工艺复杂、成本较高等问题限制了其实际应用。文中分别从木材硅化改性剂种类、改性方法、改性机理和改性材性能等方面综述了木材硅化改性的研究成果,讨论了目前木材硅化改性存在的主要问题。建议基于有机-无机杂化研制多效一体化木材硅化改性剂,改进工艺,提升性能,降低成本,从而推动硅化木的开发和利用;开展木材仿生硅化改性研究,促进组分界面结构性连接,全面提升木材性能。     

木材等离子体改性研究进展

综述了木材等离子体改性研究进展, 包括等离子体表面改性技术、木材亲水性和疏水性、木材表面形貌和表面化学组成、木材胶接性、木材阻燃性、竹材等离子体改性。     

木材细胞壁与木材力学性能及水分特性之间关系研究进展

阐述了木材细胞壁微纤丝角、结晶度、纹孔和化学组分等对木材力学性能的影响规律,针对木材的水分特性重点归纳了纹孔和抽提物对木材渗透性的影响机制,并对未来细胞壁微观研究发展趋势进行了总结,旨在为木材细胞壁相关研究提供借鉴。     

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...     

糠醇树脂木材改性技术研究进展

人工林是当前我国木材供应的主要来源,其材质问题限制了应用。糠醇树脂改性是一种环境友好的木材改性技术,具有改性剂天然可再生和对生物、环境毒害小的独特优势,为国内外学者广泛关注。作者系统总结利用糠醇树脂木材改性技术的机理、工艺、性能及影响因素的研究现状,以期为糠醇树脂改性技术的产业化提供借鉴。     

大豆基木材胶粘剂改性研究进展

大豆基胶粘剂具有环保无污染、胶合强度高的特点,适用于木材加工领域,本文对大豆蛋白基胶粘剂的发展、胶粘机理、化学改性方法进行了综述。大豆蛋白基胶粘剂可应用于胶合板、饰面细木工板生产等领域,其产业化应用前景广阔。     

木材细胞壁力学性能与细胞壁组分和构造的相关性研究

细胞壁是木材的承载结构,是木材最主要的组成和利用部分。基于细胞水平的微观研究,主要分析了木材细胞壁力学性能与其组分及微观构造的相关性,分别从细胞壁木质素、半纤维素、纤维素和微纤丝角四个方面阐述了其对细胞壁刚性、硬度、弹性模量、抗拉强度和断裂伸长率等微观力学性能的影响。并且依据目前细胞壁力学性能的研究现状,对今后的研究方向提出了展望。建议今后加强分子层面机理研究并加强细胞壁力学与实际应用的关系探究。     

改性处理对木材涂饰性能影响研究进展

速生人工树种存在结构疏松、材质软、强度低等缺点,使用范围受限。为了提高速生材性能,可对木材进行改性处理以提高其强度、硬度、尺寸稳定性等性能。改性木材涂饰后,其表面材色较改性前加深,纹理更加清晰美观,表面更加富有光泽。综述了国内外改性材涂饰性能的研究进展,主要包括浸渍改性、高温热处理改性、浸渍改性联合高温热处理改性等。     

Accoya改性木材

新西兰：试验表明，Accoya改性木材（来自可持续经营林区的针叶材经Accoya技术处理）具有优良的耐久性。Scion，以前的新西兰林业研究所（New Zealand Forest Research Institute）对Accoya改性木材和merbau、cedar、teal（、cypress等几种木材和CCA处理木材进行了历时5年耐久性比较试验，结果表明，Accoya改性木材的状态显著优于其他样品。Accoya改性木材样品只有2个有轻微腐朽，     

基于木材细胞壁结构调控的能源存储与转换材料研究进展

近年来,随着对木材细胞壁微结构认识的深入和细胞壁调控技术手段的丰富,木材作为一种绿色、可再生且储量丰富的天然高分子材料,开始在节能建筑、环境保护、生物工程和储能器件等领域发挥出独特的功能优势,引起了广泛关注。利用木材开发高能量密度电极、高效电解水催化剂,对推进落实“双碳”目标、实现能源的绿色和可持续发展具有重要意义。笔者基于木材细胞壁调控方法-结构-功能三者之间的联系,总结了利用物理、化学和生物反应对木材细胞壁进行结构解聚、活化造孔和功能修饰的方法,探讨了碳化后木材电极的结构特征与电化学性能之间的关联机制。基于木材孔隙结构和厚度自适应性的特点,讨论了实体木材对实现超级电容器高能量密度和高功率密度的重要性;针对木材电极分级多孔的结构特性,分析了以木材为载体制备高性能的锂-氧电池和锂-硫电池的创新思路;利用实体木材的化学活性,重点探讨了其作为催化剂载体,在催化水裂解制氢方面表现出的协同增效与技术优势。最后,基于以上的论述,对木材作为储能材料所面临的机遇、挑战以及未来需要重点关注的研究方向进行了展望。     

纤维增强树脂／木材复合材料的研究进展

纤维增强树脂（FRP）是适合于木材增强的新型材料。通过介绍国内外研究FRP／木材复合材料的现状,分析了FRP／木材复合材料在研究和应用中存在的问题,并对今后的发展进行了展望。