FRW阻燃剂处理饰面炭化杨木单板阻燃性能研究

利用氧指数测定仪和锥形量热仪,研究不同质量分数FRW阻燃剂浸渍杨木素板和饰面炭化杨木单板的阻燃性能。结果表明,质量分数8%以上FRW阻燃剂浸渍处理的炭化杨木单板阻燃性可达到日本标准JISD1322-77中规定的难燃一级品标准;随着FRW阻燃剂浸渍质量分数的增加,阻燃炭化杨木单板的热释放速率、总热释放量、烟比率和总烟释放量均呈降低趋势,说明阻燃炭化杨木单板具有较佳的阻燃和抑烟性能。     

黑木耳压缩前后微观结构的变化规律

通过大量实验研究，结合透射电镜TEM和扫描电镜SEM技术观察，详细研究了黑木耳在压缩前后表面担子和子实层以及内部各层菌丝体微观结构的变化规律，从而分析了影响黑木耳复水性的因素。     

褐腐杨木微观结构、力学性能与化学成分的关系研究

为了探究褐腐对阔叶材主要材性的影响规律,对杨木边材试件进行室内褐腐培养,为期12周,每周抽样分别测试健康和腐朽木材的微观结构、力学性能及化学成分,并分析其随褐腐程度的变化情况,研究力学性能和化学成分之间的关系。结果表明:随褐腐程度的加深,木材细胞腔内的菌丝越来越多,纹孔膜和纹孔边缘的细胞壁分别于质量损失率为10%、16%时出现开裂;质量损失率为24%时,细胞壁严重溃烂。褐腐培养时间和质量损失率都对力学性能影响极显著;冲击韧性和抗弯强度的损失率随褐腐程度呈对数函数变化趋势,抗弯弹性模量和顺纹抗压强度的损失率呈线性变化趋势。各力学指标对褐腐的响应速度以及受褐腐影响的程度均呈如下规律:冲击韧性抗弯强度抗弯弹性模量顺纹抗压强度。不同褐腐程度试样中的综纤维素、半纤维素以及抽出物含量差异极显著,纤维素和木质素差异不显著。腐朽过程中褐腐菌最先主要降解半纤维素,质量损失率为20%左右时,转为以分解纤维素为主。冲击韧性的快速显著降低与半纤维素的降解有关,抗弯强度的变化与综纤维素含量有关,抗弯弹性模量和顺纹抗压强度的线性降低是由纤维素的缓慢降解决定的。总之,在褐腐过程中,木材微观水平上化学成分的降解和细胞壁结构的破坏从根本上导致了宏观力学性能的降低。      

杨木及其刨花板炭化制取木酢液的比较研究

[目的]探求回收利用废旧刨花板的方法。[方法]采用电加热炭化炉对杨木刨花板及杨木加热炭化,比较杨木刨花板和杨木在炭化热解过程中产物收率以及物理化学性质。[结果]由于受原料形态及刨花板中脲醛树脂胶的影响,杨木刨花板酢液的收率低于杨木酢液,pH高于杨木酢液。GC/MS成分分析结果表明,杨木刨花板酢液中存在较多含氮成分。[结论]杨木刨花板酢液中含有丰富的含氮物质,在农林生产中可以作为氮肥促进植物生长。     

预压缩速生杨木的动态润湿性

采用润湿模型描述动态接触角(θ)在木质基材表面上的扩展过程,即定义一个K值来描述胶黏剂在木质基材表面上的动态润湿行为,并应用此模型分析了不同压缩工艺条件下脲醛树脂和酚醛树脂的湿润性能,此外,还比较了不同压缩工艺参数如压缩率、热压温度和热压时间对动态润湿性的影响.结果表明:润湿模型能够准确地描述胶黏剂在预压缩杨木表面的动态湿润过程.保压时间是对K值影响最为显著的因素,在杨木处理中更应该关注保压时间对界面性能的影响.     

响应面法优化杨木防腐胶合板的制作工艺

为提高胶合板的使用寿命,对其进行防腐处理。用乙二醛/丙三醇与硼砂复配物为防腐剂,采用浸渍法对杨木单板进行防腐处理,以酚醛胶为胶黏剂,压制防腐胶合板,采用响应面法分析与优化防腐胶合板的制作工艺。结果表明,制作杨木防腐胶合板,用质量分数6%的硼砂、质量分数1%的丙三醇与乙二醛复配作防腐剂,最佳工艺条件为:防腐液中乙二醛的质量分数为3.00%,干燥温度70℃,干燥时间5 h;胶合强度预测值1.43 MPa,硼保持率预测值50.63%;按优化的工艺制作杨木防腐胶合板,重复试验测得平均胶合强度实测值1.46 MPa,平均硼保持率实测值49.38%,与模型预测值相近;对最佳工艺条件制作的杨木防腐胶合板进行室内耐腐试验,质量损失率为2.98%<10%,达到强耐腐等级,说明所选取的防腐剂与制作工艺切实可行。     

杉木间伐材炭化过程微观机制分析

对不同炭化条件所得炭化物的FTIR光谱进行分析, 得出杉木间伐材加盖法炭化过程炭化物中微晶生成情况与表面官能团随温度的变化规律 结果表明, 炭化温度在600℃以下, 炭化物中较难形成高聚合度的芳核; 600~700℃间芳构化程度迅速提高, 其中发生大量-OH的脱水、脱氢反应, 在碳网间形成烷醚键、芳醚键; 经更高温度的结构重整, 部分炭化物从碳网畸变的交叉连接格子构造逐步转化成平面碳网为主的石墨状微晶结构; 结构重整过程中表面官能团发生了明显变化, 900℃的炭化物表面重新出现了酚-OH等基团     

炭化温度和时间对烟秆生物质炭微观结构和理化性质的影响

为揭示不同温度和时间炭化的生物质炭微观结构及理化性质差异,以烟秆为原料,研究炭化温度(300、450、600℃)和时间(1、3h)对烟秆生物质炭特性及元素组成的影响。结果表明,烟秆生物质炭呈多孔、高比表面积结构,较为完整地保留了烟秆的组织结构。烟秆生物质炭pH值、有机碳含量、全钾含量和C/N比随炭化温度的升高和时间的延长而升高,而产出率和全氮含量则呈降低趋势。炭化条件对烟秆生物质炭理化性质具有明显影响,炭化温度的影响大于炭化时间。生物质炭的农业应用为烟秆无害化处理提供了新途径,但受生产成本及烟秆就地炭化水平影响,烟秆生物质炭推广应用还有一定的局限性。     

蔗糖与二羟甲基二乙烯脲浸渍压缩杨木单板的性能评价

以蔗糖为细胞壁充胀剂,二羟甲基二乙烯脲(DMDHEU)为交联剂对速生软质杨木单板进行浸渍处理和热压固化定型,通过细胞壁化学改性和细胞腔物理压缩协同作用,实现低载药量下单板的密实增强。系统评价了蔗糖和DMDHEU浸渍压缩对所制备单板的回弹率、密度、硬度、表面颜色和力学强度等物理力学性能的影响。结果表明:5%蔗糖和10%DMDHEU浸渍压缩的杨木单板经5个水饱和—干燥循环和1次水煮测试后压缩回弹率为23%,表面密度提高至0.71 g/cm3,达到硬质阔叶材水平,表面硬度比素材增加2倍,单板颜色从暗灰色变为明亮的金褐色,水性涂料在浸渍压缩表面的漆膜附着力显著提高。综上所述,低质量分数蔗糖和DMDHEU浸渍压缩后的杨木单板具备作为复合地板优质表板的潜能。     

密实化杨木单板的研究

研究了压缩和热处理因素对密实化杨木单板的密度、尺寸稳定性的影响。研究结果表明:压缩前单板含水率应低于15%,随着压缩压力的增大和温度的升高,单板的密度逐渐增大,与未处理单板相比,压力为10 MPa时,压缩单板的密度增幅达98.8%,压缩温度140 ℃时密度增加了 81.4%,加压时间对密度有较显著影响,在加压时间8 min时密度达0.748 gcm－3,但随着时间的增加,热解使压缩单板密度有所降低;各压缩因素对20 ℃条件下的厚度回弹率和70 ℃水煮回弹率的影响趋势一致,且回弹率均高于50%,杨木单板最佳的压缩工艺参数为初含水率15%,压缩压力8 MPa,温度140 ℃,时间8 min。热处理使木材中纤维素、半纤维素、木素等成分也发生了化学变化,使吸湿性最强的半纤维素热解,含量下降,吸水性羟基数量减少,表现在经热处理后的压缩单板,回弹率明显低于压缩杨木单板,但随着热处理温度的升高和时间的延长,压缩杨木单板失重率逐步增加,密度呈下降趋势。为保持压缩单板的密度,热处理温度和时间分别不宜超过210 ℃和40 min。图4表1参13     

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。     

高温热处理对毛白杨木材化学成分含量的影响

以毛白杨人工林木材为研究对象,采用蒸汽介质热处理方法,在氧气含量低于2%的密闭干燥箱内进行木材热处理,研究了处理温度170～230℃、处理时间1～5h的热处理条件下,木材的化学成分含量及成分变化。结果表明:随着处理温度的提高和处理时间的延长,综纤维素和α-纤维素含量降低,而木质素含量表现出增加的趋势;处理温度比处理时间对毛白杨化学成分含量的影响更显著;综纤维素和α-纤维素含量发生显著变化的临界温度为200℃,处理时间为2h。另外,采用傅立叶红外变换光谱分析木材主要组分变化的原因,发现表征木材纤维素和半纤维素的官能团特征吸收峰强度减弱,而表征木质素的官能团特征吸收峰强度增强。采用多元回归分析方法,建立了毛白杨木材综纤维素、α-纤维素、木素含量损失率与处理温度、处理时间之间的数学回归模型,其决定系数均在0.9以上,在0.01水平上显著相关。可见,该模型可以预测出不同处理条件下热处理材化学成分含量的变化。     

麦秸的微观构造及化学成分分析

【目的】对麦秸(麦秸秆、麦叶、穗轴)的构造及化学成分进行比较分析,为麦秸的综合利用提供参考。【方法】以麦秸秆、麦叶、穗轴为研究对象,观察其宏观构造,用扫描电镜观察其微观构造,参照GB/T 2677.8-94、GB/T 2677.10-95和GB/T 742-2008规定的造纸原料成分测定系列方法分析其化学成分。【结果】麦秸秆、麦叶及穗轴的宏观和微观构造具有一定的差异性。麦秸秆的外表面光滑,有蜡状物质,组织致密,而内表面组织疏松,无角质层;麦叶角质层较薄,但表面蜡质晶体含量最多;穗轴表面组织致密,角质层较厚,表面蜡质晶体和硅质细胞较多。主要化学成分含量(质量分数)分析表明,麦秸秆、麦叶、穗轴中酸不溶木质素含量分别为16.36%,12.24%,16.29%;综纤维素含量分别为76.98%,65.08%,76.25%;纤维素含量分别为41.11%,35.16%,37.35%;灰分含量分别为5.21%,9.96%,4.48%。【结论】在定向结构麦秸人造板的生产中,提高麦秸秆的劈裂率,减少麦叶和穗轴的含量,可以提高板材的性能。     

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     

马尾松木材化学组分的遗传变异研究

以30个22年生马尾松初级种子园自由授粉家系为材料,研究其生长与材性遗传。结果表明,树高、纤维素含量、苯醇抽提物和1%NaOH抽提物家系间差异达显著水平;纤维素和苯醇抽提物受中等强度控制,树高和1%NaOH抽提物受低遗传控制;纤维素与木材密度,冷水抽提物与热水抽提物呈极显著正相关性,1%NaoH抽提物与综纤维含量呈显著负相关,胸径、材积和水分分别与灰分成显著正相关;马尾松家系材性改良方案是幼林期进行生长和干型等表型选择,中龄期进行纤维素的正向选择(可用木材密度作为间接选择指标),苯醇抽提物为负向选择的参考指标。     

杨树根材纤维形态及化学成分分析

【目的】对杨树根材的纤维形态和化学成分进行研究,为杨树根材的开发利用提供理论依据。【方法】以2012年采自合肥大圩的12年生意杨无性系I-69杨(Populus deltoids Bartr cv."Lux")的根材为研究对象,采用常规方法制作根材切片,观测其纤维宽度、纤维壁厚及细胞腔径,采用冰醋酸与双氧水混合溶液离析法测定根材纤维长度,参照GB/T 2677.(2-10)-1993规定的造纸原料成分测定系列方法分析根材的化学成分。【结果】I-69杨根材纤维平均长度为1 068.37μm,平均长宽比为37.56,平均壁腔比为0.73;I-69杨根材综纤维素平均含量为83.96%,酸不溶木质素平均含量为22.34%,戊聚糖平均含量为20.43%,苯醇抽提物平均含量为3.84%。【结论】与相关文献资料提供的杨树同一品系干材相比,根材纤维长度较短,长宽比较小,壁腔比较大,综纤维素含量较高,酸不溶木质素含量相近,戊聚糖含量偏低,苯醇抽提物含量高出近1倍。     

科尔沁沙地杨树固沙林密度、配置与林分生长过程初步研究

该文对科尔沁沙地雨养条件下杨树（白城41号）固沙林的密度、配置与林木胸径、株高、冠幅、单株材积以及林分单位面积木材蓄积量随林龄增大的动态关系进行了试验研究。结果表明:1～5年生林木的生长不受密度的影响，密度大，单位面积木材蓄积量大。6龄以后，密度对林木生长的影响开始表现出来，并随着林龄的增大，密度小的林分较密度大的林分的林木胸径、单株材积量逐年显著增加。大约在11年生之前，林分单位面积木材蓄积量受密度的影响而相互变化，其后趋于稳定，以密度为825株/hm2的林分的最大，可达153.39 m3/hm2，其他依次为540＞420＞1 215株/hm2（35.18 m3/hm2）。密度在400～1 000株/hm2的杨树人工林干、枝、叶量比例合理。同密度时，充分发挥林木边行优势的行带式配置结构的林分比均匀分布的林分的胸径、单株材积生长快，单位面积木材蓄积量显著增加.造成行列带林分生长优势的一个重要原因是明显地出现了一个土壤水分主要利用带及其外侧的高含水率的土壤水分渗漏补给带，确保水分的持续利用。      

五节芒茎秆微观构造及结晶度研究

 为更好地研究和利用五节芒Miscanthus floridulus茎秆,并为五节芒工业化利用奠定基础,研究了五节芒茎秆微观构造及茎秆去髓原料的纤维素相对结晶度。结果表明：五节芒茎秆皮部为茎秆最外层不含维管束的部分,木质部为皮部内圈维管束较多且紧密分布的部分,髓部为茎秆中部呈白色、含少量维管束的部分。茎秆表皮层由表皮膜、长细胞、短细胞和气孔器构成,长细胞长边边缘多呈锯齿形,且长、短细胞内含硅质。维管束由木质部、韧皮部、纤维细胞组成。原生木质部含环纹导管或螺纹导管。后生木质部的导管类型有网纹导管和孔纹导管。基本组织薄壁细胞主要特点是壁薄, 壁上有纹孔,且内含淀粉粒。五节芒去髓茎秆梢部纤维相对结晶度为43.21%,中部为42.08%,基部为44.49%,基本相似,没有表现出明显的规律性。图2 表1参15