人工林杉木的增强-染色复合改性工艺及性能

通过正交试验,考察染料、三聚氰胺改性脲醛树脂、Na_2CO_3质量分数和固化温度对增强-染色复合改性人工林杉木性能的影响。结果表明:树脂质量分数对改性材密度、抗胀率、抗弯强度和模量、抗压强度和色牢度影响显著;染料质量分数对颜色影响显著;Na_2CO_3质量分数对色牢度影响明显,固化温度对抗胀率影响明显。优化工艺为:树脂质量分数30%、染料质量分数1%、Na_2CO_3质量分数0.5%和固化温度100℃,改性材物理力学性能和染色效果良好。     

增强-阻燃改性人工林杉木的性能研究

为了提高人工林杉木的物理力学性能和阻燃性能,采用新型环保的改性剂配方和改良的真空加压浸渍法对杉木进行浸渍处理,并对杉木素材、增强材、阻燃材和增强-阻燃材的各项性能进行评价。结果表明:增强材和增强-阻燃材的密度分别达到0.577、0.604 g/cm~3,吸水率从128.8%下降到80%左右,尺寸稳定性提高,改性材的抗胀率由高到低排序:增强材增强-阻燃材阻燃材,增强材和增强-阻燃材的抗弯强度和抗弯弹性模量均比素材分别提高了35%和45%以上;3种改性材的氧指数比素材分别提高了110%、70%和130%,点燃时间延迟11~27 s,阻燃材和增强-阻燃材的热释放速率和总热释放量均降低明显,增强阻燃联合改性杉木的效果最优,杉木的各项性能全面改善。     

杉木改性复合木材的制备及性能研究

为改善速生材杉木木材的性质,实验中先后用硫酸铝和水玻璃溶液处理速生材杉木木材。浸入木材的铝离子与硅酸根离子结合,在木材微纤丝间隙和管胞（或纤维）的胞腔中生成硫酸铝沉淀,从而使木材中填充大量的无机物,得到杉木无机复合木材。无机复合木材的尺寸稳定性显著提高,抗收缩系数可达34．21,稳定系数达80％以上。同时,复合木材除抗冲击韧性略有下降外,其余如抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度及硬度等主要力学性能指标均明显提高。     

人工林杨木增强-染色复合改性材的性能

【目的】探讨人工林杨木增强-染色复合改性方法及改性材性能,为人工林杨木资源的高效开发利用提供技术支持。【方法】将相同质量分数的酸性大红G水溶液、酸性湖蓝A水溶液、酸性大红G和酸性湖蓝A与水溶性树脂型增强改性剂MUF复配得到的增强-染色复合改性剂,分别对人工林杨木进行真空加压浸渍处理,得到D_G、D_A、MUF-D_G和MUF-D_A4种染色改性材,测试其强度、颜色、耐水色牢度等性能。【结果】1)D_A和D_G染色材的质量增加率分别为-1.69%和-0.65%,密度分别为0.352和0.365 g·cm-3;MUF-D_A和MUF-D_G增强-染色复合改性材的质量增加率分别为42.64%和54.27%,密度分别为0.445和0.510 g·cm~(-3)。与D_A染色材相比,MUF-D_A增强-染色复合改性材的密度、抗弯弹性模量、抗弯强度和抗压强度分别提高26.42%,6.76%,17.63%和54.32%;与D_G染色材相比,MUF-D_G增强-染色复合改性材的密度、抗弯弹性模量、抗弯强度和抗压强度分别提高39.73%,8.58%,18.82%和57.18%。2)D_A染色材和MUF-D_A增强-染色复合改性材染色前后的明度指数差(ΔL*)、红绿指数差(Δa*)和黄蓝指数差(Δb*)均为负值,MUF-D_A增强-染色复合改性材的Δa*值更小、ΔL*和Δb*值均更大,蓝色调更明显;D_G染色材和MUF-D_G增强-染色复合改性材染色前后的Δa*为正值、ΔL*和Δb*为负值,MUF-D_G增强-染色复合改性材的Δa*、ΔL*和Δb*值均更大,红色调更明显;MUF-D_A和MUF-D_G增强-染色复合改性材的色饱和度差(ΔC*)均显著大于相应的D_A和D_G染色材。3)D_A和D_G染色材水浸前后的总色差ΔE*分别为12.92和8.30 NBS,MUF-D_A和MUF-D_G增强-染色复合改性材水浸前后的总色差ΔE*分别为5.94和6.93 NBS,增强-染色复合改性材水浸前后颜色溶蚀程度较小。4)D_A和D_G染色材与未处理材的红外光谱图形态基本一致,MUF-D_A和MUF-D_G增强-染色复合改性材与MUF增强改性材的红外光谱图形态基本一致,没有新的吸收峰产生,吸收峰强度也无明显变化。【结论】1)染料的加入对树脂的增强改性作用影响较小,经增强-染色复合改性处理后人工林杨木的力学性能明显提高;2)与纯染色材相比,增强-染色复合改性材的颜色更鲜明饱满,染色效果更好,且酸性大红G与树脂复配染色效果优于酸性湖蓝A;3)与纯染色材相比,增强-染色复合改性材耐水色牢度较好,其中酸性湖蓝A与树脂复配改性材的耐水色牢度提高明显;4)傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,染料与MUF复配染色过程中没有新的基团生成,随树脂固化沉积于木材内部的染料与MUF和木材之间没有产生新的化学结合。     

改性三聚氰胺脲醛树脂增强人工林杉木的性能

采用改性三聚氰胺脲醛(MUF)树脂和递进式逐级渗透处理工艺,对人工林杉木进行浸渍处理,制备增强改性杉木木材,并与未改性素材进行物理化学性能的对比分析。结果表明:改性材的绝干密度、抗弯强度和抗弯弹性模量均有所提高,吸水率降低,热稳定性提高;FTIR和SEM分析显示,改性剂被成功引入、填充,并固化于木材管胞和纹孔等孔隙中。     

杉木作为风电叶片复合材料增强相的性能评价

为开发风能作为全球的新能源,针对目前风电玻璃钢叶片存在问题,对分级杉木作风电叶片复合材料增强相的可行性进行了研究。结果表明:由一、二级分级杉木制成的风电叶片复合材料,其最大拉伸强度和最大压缩强度,均达到或超过目前国外使用的常规木材/环氧层积材风电叶片材料,完全能够替代玻璃钢叶片材料而大量使用。     

浸注-热处理联合改性橡胶木的力学和防白蚁性能评价

为了改进热处理对木材强度造成损失的不足,并提高木材的抗白蚁蛀蚀能力,先用树脂浸注处理、再进行热处理的方法,对橡胶木进行改性。试验结果表明:与单一热处理相比,浸注-热处理联合改性材的MOE、MOR和硬度明显增加,抗白蚁能力提高。     

弱酸改性对高温热处理杉木结构及性能的影响

为改善高温热处理木材的力学性能,采用亚硫酸钠/亚硫酸浸渍改性杉木,对木质素结构进行磺化修饰,以促进木质素在高温热处理过程中的迁移与重新分布.在高湿高压的环境下对改性杉木进行高温热处理,通过场发射扫描电子显微镜分析热处理前后杉木细胞壁表面微观构造,通过共聚焦激光扫描显微镜确定木质素在细胞壁中的半定量分布,测量了不同热处理...     

改性木质素增强木塑复合材料及其性能

以碱木质素为研究对象,通过对其进行羟甲基化改性,再将改性后的碱木质素、桉木粉、高密度聚乙烯以及助剂,通过熔融混炼、挤出造粒、热压成型的方法制备木塑复合材料(WPC)。利用红外光谱研究了木质素改性前后化学基团的变化,并对改性木质素制备的木塑复合材料力学性能、吸水性能、动态热机械性能进行测定分析。结果表明:羟甲基化改性能够使羟甲基接入到苯环酚羟基的邻位或对位上,改性木质素制备的木塑复合材料试件的静曲强度、拉伸强度、冲击强度都得到了明显的提高,最高静曲强度提高了37.68%,拉伸强度提高了51.50%,冲击强度提高了40.04%。热分析表明含木质素的木塑复合材料体系各组分之间具有较好的相容性,能够形成均一的体系。通过断面微观形貌的观察可知,改性木质素制备的木塑复合材料断面更为密实均匀。腐朽试验证明,改性木质素制备的木塑复合材料体现出了更好的耐腐性。综合考虑多项指标,在反应温度为90℃、木质素与甲醛质量比为3∶1和6∶1的改性条件下,改性木质素制备的木塑复合材料性能较佳。     

高温热处理对UF树脂改性杉木力学强度的影响

本研究以脲醛(UF)树脂改性杉木为研究对象,采用高温过热蒸汽对其进行热处理,系统研究了热处理温度和时间对UF树脂改性杉木力学强度的影响规律。结果表明:与杉木对照材相比,UF树脂改性杉木力学强度显著提高;高温热处理使杉木浸渍材的力学强度降低;随着温度升高和时间延长,杉木浸渍材的抗弯弹性模量和强度、顺纹抗压强度和横纹抗压比例极限应力均呈明显下降趋势;经热处理后,UF改性杉木抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度最大分别可降低11.4%、65.1%和17.3%,横纹全部弦向和径向抗压比例极限应力最大分别可降低60.9%和59.6%,横纹局部弦向和径向抗压比例极限应力最大分别可降低36.5%和56.5%。     

氧化改性木质素磺酸钠-石墨烯复合量子点的制备及性能

以造纸废料木质素磺酸钠和柠檬酸为原料制备了氧化改性木质素磺酸钠/石墨烯复合量子点(HSL/GQDs),利用紫外可见光谱、荧光光谱、红外光谱和透射电镜等研究了复合量子点的荧光性能、结构及其对金属离子的选择性吸附性能,并考察了复合量子点结构与吸附性能之间的关系。研究表明:HSL/GQDs的荧光强度(F_0)是单纯的石墨烯量子点的2倍多,对Fe³⁺有较好的荧光响应信号,可用于对Fe³⁺的检测。在10～500μmol/L范围内,加入Fe³⁺以后的该荧光探针的荧光猝灭强度(F)与Fe³⁺的浓度有良好的线性关系,线性方程为:F/F_0=0.851 12-0.001 11C(Fe³⁺),线性系数为0.99。     

无机物填充改性复合木材的制备及性能研究

为改善速生杉木木材的性质,试验中先后用硫酸铝和水玻璃等溶液对其进行处理,浸入木材的铝离子与硅酸根离子结合,在木材微纤丝间隙和管胞(或纤维)的胞腔中生成硫酸铝沉淀,从而使木材中填充了大量的无机物,得到杉木无机复合木材.无机复合木材的尺寸稳定性显著提高,在最优化工艺下,复合木材的抗收缩系数可达34.21,稳定系数在80%以上.同时,复合木材除抗冲击韧性略有下降外,其余如抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度及硬度等主要力学性能指标均有明显提高.     

杉木加工利用及发展探讨

基于我国杉木加工与利用现状,在归纳与总结的基础上,对于杉木加工利用及发展展开了深入地探讨,提出了杉木加工利用与发展的有效路径,以期为杉木加工利用行业的发展提供有价值的参考依据。     

杉木加工利用研究进展及建议

在我国杉木加工利用研究现状全面的归纳与总结的基础上,重点分析了杉木材性改良、木质复合材料加工利用以及制浆造纸的研究情况,最后就杉木加工利用的研究提出了四点建议.     

杉木-山苍子-作物复合经营模式土壤肥力的研究

通过对杉木-山苍子(A)、杉木-山苍子-黄豆(B)、杉木-山苍子-烟叶(C)及对照的纯杉林土壤生物学活性、土壤化学性质、土壤结构、孔隙组成和水分性状等研究,结果表明:模式B、C表层土壤结构性状变差,土壤营养元素含量下降,土壤生物学活性减弱,但底层土壤熟化程度提高。为了维持幼林地土壤肥力,模式B、C应适当降低耕作强度,缩短间种年限,同时适当增加N和P肥使用量。模式A具有良好的改良土壤能力,是南方林区优良的杉木混农模式。     

碳纤维表面改性及碳纤维增强落叶松集成材的胶合性能

通过碳纤维表面改性来提高碳纤维/间苯二酚胶黏剂之间的黏结界面性能,从而提高碳纤维(CF)增强落叶松集成材(简称为CF/落叶松集成材)的胶合性能和力学性能。分别以低压等离子体和常压等离子体的方法对碳纤维布(CF)进行表面改性,研究了碳纤维表面等离子体处理及处理时间对CF/落叶松集成材胶合界面性能的影响,以及这两种改性方法对碳纤维表面性能和CF/落叶松集成材力学性能的影响。主要研究结果如下:1)确定了本试验条件下等离子处理的最佳工艺,低压等离子体处理时间为1 min,常压等离子体处理时间为10 s时,CF/落叶松集成材胶合性能最佳,静曲强度和弹性模量分别提高。经过处理的碳纤维表面产生刻蚀,表面含氧官能团明显增加。2)通过比较低压和常压等离子体处理碳纤维的效果以及对复合材料性能的影响可知,低压处理效果更好,但是常压处理可以达到改性效果且具有经济性、实际可操作性和可工业化生产等优点。     

杉木间伐材ACQ防腐与综合强化复合改性研究

在将ACQ与UF树脂调制成相容的复合改性剂对杉木间伐材进行复合改性研究的基础上,深入探索复合改性的机理与综合效果.对浸渍材与表面密实化处理相结合的优化工艺,当弦向压缩率为20%时各项力学性能指标均比素材增加51%以上;进行浸渍处理与ACQ或UF单独处理材经煮沸和抗水、酸、碱抽提的抗流失性对比试验及防腐试验,表明前者比后者有所提高;并采用铜离子跟踪法进行X-射线荧光光谱仪定量分析,测定了浸渍材复合改性剂的含量和分布情况,确认了一次性浸渍优化工艺参数的较佳效果.     

不同染色工艺对杉木边材染色渗透性的影响

酸性染料由于颜色丰富,价格低廉而成为现阶段木材工业常用的染料。木材的染色效果通常与染料的渗透深度和分布均匀性密切相关。为了提高染料的染色效果,同时充分利用丰富的国产速生材,以杉木边材为试材,研究恒温浸渍法、冷热交替法和真空浸注法3种工艺对染料纵向和横向渗透性的影响。结果表明:(1)恒温浸渍法中,横向渗透性随着染液温度升高而增加,纵向渗透性则相反。横向渗透在染液温度为90℃时最大,为0.66~0.94 mm,而纵向渗透在染液温度为28℃时最大,为3.2~4.67 mm。在恒温浸渍中,染料的渗透深度随染色时间的延长呈现出无规则变化;(2)冷热交替法中,染料渗透性介于真空注入与恒温浸渍之间,温度差对横向渗透性的影响远大于对纵向渗透性的影响;相同时间内,交替次数的增加能显著提高染料在横向的渗透性,而纵向渗透性远低于横向渗透性;(3)真空注入中,染料在纵向和横向渗透性均最大,比恒温90℃浸渍2 h提高2.0~3.0倍。     

糠醇树脂改性杉木的尺寸稳定性及力学性能

使用以水和乙醇为溶剂的糠醇溶液,分别对人工林杉木进行改性处理。结果显示:以乙醇做溶剂的糠醇溶液处理的杉木,增重率平均为34%,尺寸稳定性以及抗弯弹性模量、抗弯弹性强度,均优于以水为溶剂配方处理的杉木。