“互联网+”视域下立德树人教学改革探析——以东北林业大学国家级特色专业木材科学与工程为例

立德树人已成为新时代中国特色社会主义教育发展的根本任务。东北林业大学国家级特色专业木材科学与工程坚持以立德树人为目标,扎实开展教学方法改革,推动教学方式多元化创新,促进产业与教学相融合,着力打造“互联网+”教育新模式。文章基于木材科学与工程教学改革实践,探索了新时代“立德树人”目标驱动下创新教学模式和形态的思路与策略,以供参考。

天然生物质材料改性酚醛泡沫的研究进展

酚醛泡沫(PF泡沫)是研究最早、应用最广泛的热固性硬质泡沫材料之一,具有热稳定性、阻燃性、低发烟量和抗老化等多种优异特性,在航空航天、交通运输和建筑保温领域获得广泛应用。然而由石油基衍生物制备得到的传统酚醛泡沫具有脆性较大、不可再生等问题,导致其环境效益差的短板较为突出。采用化学或物理的手段,向酚醛泡沫中引入来源广泛、产量丰富、绿色可再生的天然生物质材料是改善其脆性和减少不可再生材料用量的有效途径。简要概述了酚醛泡沫的改性机制,研究了生物质材料改性酚醛泡沫的最新进展,最后展望了生物质改性酚醛泡沫的潜在发展方向。

木塑复合材料产业化现状及制造关键技术

木塑复合材料(WPC)是一类环保型材料。本文介绍了WPC的特点、主要用途、国内外的产业发展现状和发展方向,并重点指出了该产业发展中存在的技术问题。

声发射检测技术及其在木质材料无损检测中应用的展望

介绍了声发射检测技术的定义、原理和特点,回顾了声发射技术的发展历史以及它在木质材料无损检测领域中的应用;在此基础上提出声发射检测技术在木材科学与技术领域的应用前景。

生物质能的热化学转化技术

生物质能源是未来替代化石资源的丰富和可再生清洁能源之一,它具有二氧化碳中性。生物质的热化学转化可以形成固、液、气3种形态的生物质能源,用以提供热能和动力。对生物质热化学转化中的燃烧、气化、液化和热解技术进行阐述,同时提出生物质热值低、运输贮存不易、反应副产物难分离和政策、资金投入力度仍需加大等问题,对生物质能源发展和研究进行展望。

生物质资源高效利用模式探索——“生物质-生物质材料-生物质能源”产业链模式

生物质是一类由纤维素、半纤维素和木质素为主要成分构成的天然有机高分子物质,主要以森林抚育采伐剩余物、木材竹材及其加工剩余物、秸秆、果壳等形式存在,是可自然再生的天然资源,我国的生物质产生量在7亿t/a以上。目前,国际上生物质资源的利用途径主要有3条,即生物质材料、生物质能源和纸浆。从提高生物质资源的利用效益出发,以拓展生物质产业链为基本途径,提出"生物质-生物质材料-生物质能源"的生物质资源高效利用模式,并重点针对"生物质-生物质聚合物复合材料-生物质燃油"生态产业链模式及其研究进展展开讨论。

阻燃木质材料的测试分析技术

通过对阻燃木质材料测试方法的简介,综合论述了阻燃木质材料的近代测试分析技术。

生物质固体燃料热解炭化技术研究进展

通过介绍生物质固体燃料热解炭化技术的机理,阐述其生产工艺与生产设备,综述生物质固体燃料热解炭化技术的研究进展,对现阶段生物质固体燃料热解技术存在的问题进行探讨,提出相应的解决措施,预测生物质固体燃料热解炭化技术的发展趋势。

生物质材料点阵夹芯胞元力学性能分析

研究生物质点阵夹芯胞元结构的力学性能,可以减少木建筑重量和降低木材使用量,对适应现代木结构建筑具有重要的现实意义。本研究通过对胞元结构进行力学建模,分析了芯子直径和长度对胞元承载能力的影响,并应用ANSYS有限元软件,仿真分析芯子直径和面板厚度2个因素对胞元受力的影响,依据胞元承载能力和变形程度,进行胞元结构的优选。最后依据优选的胞元结构,设计和制作不同类型的试件进行平压测试。结果表明,胞元平压状态下芯子是受力主体,芯子直径越大,胞元的平压能力越强,但平压性能并不是最优;面板材料对胞元承载力和吸能性有显著影响,生物质复合材料胞元的比强度高于自然纤维材料的比强度。该研究结果为木质复合材料在大跨度坡面屋等木结构建筑工程中的应用奠定了理论和实验基础,具有良好的应用价值。

基于超声波焊接的木塑复合材料分层实体制造技术

提出了一种新型分层实体制造技术,以木塑复合薄片材料为原料,利用数控激光将其切割成特定形状,再应用超声波将木塑薄片分层累加焊接成型。通过试验验证了超声波分层焊接木塑薄片的可行性,并分析了该方法的优点及技术参数设置。

“家具与室内装饰材料”重点课程的建设与实践

"家具与室内装饰材料"课程是东北林业大学重点课程。本课程建设的创新之处在于面向室内装饰行业和家具行业的实际发展情况,在课堂教学环节上既注重艺术教育又注重技术教育。在实践教学过程中,强化学生创新精神和实践动手能力的培养,使课堂教学与实践紧密结合。本课程的教学改革成果可以极大的提高学生学习的主动性、创新性和积极性。

生物质复合材板坯内部孔隙形成的模拟与实验分析

应用计算机模拟的方法研究了生物质复合材板坯内部孔隙的形成。通过对板坯内孔隙体积比率与加工参数包括原料的几何形状、材料的公称密度之间的关系的考察结果表明,由模型得到的数据与由实验得到的数据的结果趋向一致。研究中通过在板材热压实验中测量板坯中心部位的温度和气体压力变化来说明孔隙对热和质传输的影响,实验和分析的结果也验证了该模型和模拟的方法对于研究生物质复合材板坯内孔隙具有一定的有效性。

生物质基光学材料研究进展

近年来由于不可再生资源的日益枯竭,以及全球能源危机等问题,生物质资源的研究和利用受到人们的广泛关注。以往材料的制备与合成往往以石油及其衍生物为原料,过程繁琐、成本高昂、原料不可再生,且对生态环境造成了不可逆转的破坏,而生物质基材料因绿色、可再生、环境友好等,其设计与构筑已成为基础科技研究的前沿与热点。在过去的研究中,国内外学者以相关生物质为基础构筑“基石”,利用其本征结构及特性原位合成或与异质单元复合,构筑了大量的功能光学材料。功能光学材料的应用领域包括但不限于催化、光动能转换、生物成像、光电器件、海水淡化、信息防伪等。笔者对生物质基光学功能性材料方面的代表性成果进行梳理与总结,主要包括林木芳香生物质荧光材料、多糖生物质荧光材料、林木生物质光热材料、纳米纤维素光子晶体材料、生物质基光热材料,以及以上材料在食品检测、生物成像、加密打印、发光器件、光 热 动能转换领域中的应用,并且对该领域内存在的问题及未来发展方向作了展望。

纤维素纳米晶手性光学材料研究进展

利用来源广泛、绿色、可再生的纤维素纳米晶,与功能材料相结合,构建性能优异的生物质手性光学材料,在比色传感、信息加密、手性诱导和建筑节能等领域具有广阔的应用前景。本文介绍了纤维素纳米晶的制备、手性向列液晶结构的自组装构建及其手性光学性质,重点综述了纤维素纳米晶手性结构材料光学性质的调控策略以及手性光学应用的研究进展,最后总结并展望了纤维素纳米晶手性光学材料发展所面临的挑战和前景。

高附加值生物质复合材料研究现状

以生物质原料特性为出发点,简要介绍了微纳米纤维素复合材料和木塑复合材料的独特优势,针对当前研究的热点问题,总结了已有的研究成果,并对二者未来的发展方向和应用领域做出了展望。

水热法制备生物质炭材料的研究进展

结合近年来利用水热法制备生物质炭材料的研究现状,着重介绍了水热法处理生物质的原料及反应机理,论述了生物质炭材料在吸附、电极材料及能量储存等方面的应用情况,并对水热法制备生物质炭材料的发展前景进行了展望。

傅里叶红外光谱技术在生物质能源研究中的应用

傅里叶变换红外光谱是灵敏度高、波数准确、重复性好,用以确定分子组成和结构的定性和定量分析技术。主要对傅里叶红外光谱技术在生物质固体燃料、生物质热解、生物质液化等研究中的应用进行分析和阐述,介绍了傅里叶变换红外光谱及其联合分析技术的应用。

甘油用量对淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

以玉米淀粉和聚乳酸为原料,甘油为增塑剂,利用熔融挤出法制备了淀粉/聚乳酸复合材料。研究了甘油用量对复合材料熔融流动性、界面相容性、力学性能、吸水率以及流变性能的影响。结果表明,甘油用量增加可以提高复合材料的熔融流动性能,降低复数粘度,有利于提高复合材料的加工性能。甘油的加入提高了淀粉和聚乳酸的界面相容性,并且甘油用量增加,相容性提高越多。相容性提高使复合材料的拉伸强度提高。增塑剂能够破坏淀粉的结晶结构,降低分子间相互作用力,提高复合材料的柔顺性。随着甘油用量增加,淀粉/聚乳酸复合材料的弯曲强度降低,储能模量也逐渐降低,但断裂伸长率增大。吸水率测试结果表明,甘油用量增加有利于提高复合材料的耐水性能。

木材化学功能改良技术进展与产业现状

木材化学功能改良旨在通过物理或化学的方法(主要是利用热或具有反应活性官能团的低分子单体/低聚体),对木材细胞壁成分进行永久改变和/或对木材细胞腔进行物理填充,由此改善木材的各项物理力学性能,并赋予其特定的新功能,提高木材的附加值,延长木材的使用寿命,从而实现木材的高效节约利用,缓解木材资源紧张的局面。对国内、国际上木材功能改良技术的发展和现状进行系统回顾,介绍炭化处理、乙酰化、氮甲氧基树脂处理、糠醇处理、热固性树脂处理等典型改性技术的原理、产品性能的优缺点及其商业化现状,展望木材功能改良技术发展面临的机遇与挑战。

马来酸酐接枝PP/PE共混物及其木塑复合材料

通过聚丙烯(PP)与聚乙烯(PE)机械混合来模拟废旧塑料混合物,利用马来酸酐(MAH)对PP/PE混合物进行接枝改性,然后以接枝共混物作为基体与木纤维复合制备木塑复合材料。通过对比接枝前后的红外光谱图,证明MAH已成功接枝在PP/PE共混物上。力学测试结果显示:基体经过接枝改性后,复合材料的弯曲强度和无缺口冲击强度均大幅度升高,当MAH用量为1%时,弯曲强度提高了50.4%,无缺口冲击强度提高了90.8%,而以废旧塑料为原料制备的复合材料的弯曲强度和无缺口冲击强度分别提高40.2%和53.4%。微观相形态分析表明:通过接枝改性不仅改善了PP/PE共混体系的相容性,同时也显著改善了木纤维与PP/PE共混物之间的界面结合状况,因而宏观上表现为力学性能提高。这表明,共混接枝改性方法可能是利用混合废旧塑料制备高性能木塑复合材料的一条可行途径。