Prediction of transverse shrinkages of young-growth Sitka spruce (Picea sitchensis) and western hemlock (Tsuga heterophylla) with ultrasonic measurements

Abstract

The objective of this study was to examine the potential of acoustic measurement as a rapid and nondestructive method to predict the dimensional stability of young-growth Sitka spruce and western hemlock. Ultrasonic velocity, peak energy, specific gravity, and radial and tangential shrinkages were measured on twenty-four 25-×102-×y 25-mm specimens obtained from a 58-year-old stand in Southeast Alaska. We found that specific gravity and peak energy of ultrasonic signals were not good predictors of transverse shrinkage, as indicated by poor correlations. Ultrasonic velocity, on the other hand, was found to be a significant predictor of transverse shrinkage and therefore has good potential to be used as a field method to evaluate dimensional stability. The single-parameter prediction model explained 86% of transverse shrinkages in western hemlock and 71% of transverse shrinkages in Sitka spruce. Further study is needed to test the capability and feasibility of using acoustic velocity to predict both longitudinal and transverse shrinkages of wood in standing trees.     

浙江桂幼龄材的生长特性及主要材性

以3株6年生浙江桂幼龄材为试材,研究了其生物量、材积、基本物理力学性能及生长轮的宽度、纤维长度、宽度、微纤丝角和结晶度的径向变异规律。结果表明,浙江桂幼龄材单株平均总生物量27.93 kg,平均材积0.0124 m3,生长轮平均宽度9.15 mm（3.12~10.57 mm）,基本密度为0.414 g/ cm3,除髓心外其余各生长轮宽度和密度无明显差异,反映浙江桂生长较为稳定;顺纹抗压强度、抗弯强度和弹性模量等物理力学综合性能中上等;纤维长度为830.6μm（581~1043μm）,纤维宽度为23.6μm（21~24μm）,结晶度为38.46％~58.43％,微纤丝角为13.6°~24.6°;纤维长度、宽度和结晶度自髓心向外逐渐增加,微纤丝角自髓心向外逐渐减小,结晶度与纤维长度、宽度间相关性极显著。     

低循环风速下木材表层水分蒸发的试验研究

木材干燥过程中,介质循环速度是一个影响木材干燥的重要工艺参数.在木材各含水率阶段,通过试验分析研究不同介质循环速度对木材干燥速度的影响.结果表明,介质循环速度对干燥速度的影响显著,但其影响随木材含水率（MC）的降低而减弱.在低介质循环速度条件下,试件MC大于45％时,表现为木材干燥速度和木材含水率偏差（△MC）随循环风速的增加而增加,呈显著正相关关系;试件MC介于35％ ～ 45％之间时,正相关关系存在但不显著;试件MC小于35％时,干燥室内循环风速的大小不影响木材的干燥速度和木材含水率偏差（△MC）.对试件表层含水率分析,试件表层含水率大于25％时,试件表面循环风速对试件表层含水率的影响显著;试件表层含水率小于25％时,试件表面循环风速对试件表层含水率的影响很小,不同循环风速下试件表层含水率基本一样.     

桂北桉树生长与材性的比较研究

以广西黄冕林场的几个桉树树种为研究对象,对比分析不同树种生长、立木材性以及林分密度对其影响。结果表明：各树种的生长（树高、胸径、单株材积、冠幅、树皮厚度）和材性（立木Pilodyn值、应力波波速、基本密度）性状均差异显著。比较3种不同林分密度的邓恩桉发现,林分密度对其生长、材质形成等产生显著影响,适宜的林分密度有利于林木生长和材性形成。对各性状采用主成分分析法进行了树种评价,结果表明：巨桉林木生长量大,大花序桉和本沁桉生长量相对较少,但木材材质相近,表现为坚硬,而粗皮桉、柳桉、邓恩桉均低于对照尾巨桉。从林木生长、立木材性方面看,适合于该地区发展的树种有巨桉、大花序桉和本沁桉,其中巨桉最适宜。     

液相色谱串级质谱同时测定木制品中3种有机磷酸酯阻燃剂

为建立有效的阻燃剂的使用规范和为监管制度提供理论依据,本文建立了微波辅助萃取,液相色谱串级质谱法同时测定木制品中3种有机磷阻燃剂分析方法,并考察了萃取溶剂、萃取条件、流动相对试验结果的影响。结果表明,以丙酮为萃取溶剂,70℃微波辅助萃取30 min,利用多反应检测MRM模式,TCEP、TDCP在线性范围0.02～1.0 mg/kg,TCPP在线性范围0.002～0.2 mg/kg内质量浓度与响应值呈现良好的线性关系,定量下限分别为27、50、8μg/kg,加标回收率82.7%～98.3%,相对标准偏差1.8%～10.8%。该方法操作简单,提取效果较好,能够有效的检测木制品中三种有机磷酸酯阻燃剂。     

四种算法用于近红外测定制浆材材性的对比研究

采集了常见制浆材(桉木、相思木及杨木)样品的近红外光谱,测定了样品的基本密度、综纤维素、木质素和苯醇抽出物含量,用人为控制水分的方法测定了样品的水分含量。对原始光谱进行预处理后,分别运用偏最小二乘法(PLS)、LASSO算法、支持向量机法(SVR)和人工神经网络法(BP-ANN)建立基本密度、水分含量、综纤维素、木质素和苯醇抽出物含量的预测模型。对预测模型进行独立验证,结果显示:LASSO算法建立的基本密度和综纤维素模型性能最优,其预测均方根误差(RMSEP)分别为0.006 3 g/cm~3和0.49%,绝对偏差(AD)范围分别为-0.008 8~0.009 6 g/cm~3和-0.85%~0.87%;PLS建立的水分含量模型及苯醇抽出物模型最优,RMSEP值分别为1.21%和0.24%,AD范围分别为-1.99%~2.03%和-0.35%~0.38%;SVR建立的木质素模型最优,RMSEP值为0.43%,AD范围为-0.76%~0.74%,均满足制浆造纸工业中对误差的要求。     

计算流体力学数值仿真技术及其在木材干燥研究中的应用

计算流体力学（CFD）数值仿真技术是随着计算机科学发展起来的通过数值计算获得流场流动与传热规律的新技术,已逐渐成为木材科学领域中研究木材干燥技术的重要方法。文中对CFD仿真原理和方法进行阐述,从干燥室设计和优化、干燥室性能分析与干燥过程热质耦合传递等方面归纳总结国内外CFD技术在木材干燥研究中的应用现状,指出目前研究存在的不足并展望未来研究热点。     

基于CMS模型的中国木质林产品出口增长因素分析

中国木质林产品自1992年以来出口增长幅度很大。CMS模型测算结果表明, 竞争力效应是出口增长最重要的影响因素, 产品结构效应影响很小, 市场结构效应出现负数, 交叉效应有所提高。提高竞争力、改善出口产品结构和出口市场结构是扩大出口的重要途径。     

林木杂种优势遗传机理研究进展

杂种优势现象在林木育种中广泛存在。文中简述了杂种优势形成的3个假说; 并通过对林木形态学、生理学和生物化学, 分子标记及遗传图谱, 基因表达和使用技术的评述, 总结出林木杂种优势研究的特点, 提出一个研究方法; 最后对杂种优势研究的发展方向进行了展望。     

杉木木粉羧甲基化产物及其高吸水树脂特性的研究

研究了杉木(Cunninghamia laceolata)木粉不同粒度对羧甲基取代度及丙烯酸接枝高吸水树脂吸水率的影响规律。结果表明,100目和200目木粉与40目木粉X射线衍射峰没有区别,表明100目和200目木粉纤维结晶没有被破坏,木粉粒度对羧甲基取代度的影响不大;100目和200目木粉直接接枝丙烯酸聚合物吸水倍率明显降低,表明木粉颗粒逐渐变小,木粉原有的空间结构被破坏,不足以形成网络结构;红外光谱分析表明,杉木木粉羧甲基化后,纤维素和半纤维素中引进了大量的羧甲基,且保留了木质素特征峰,但在丙烯酸接枝的高吸水树脂中木质素吸收特征峰不存在,说明过硫酸钾引发剂产生的自由基优先与木质素苯环反应,使木质素苯环开裂,导致木质素苯环的吸收特征峰消失。