淮安板闸遗址公园沉船考古木材保存状况评估研究

随着我国考古事业的不断进步,沉船文物持续被发现、发掘,其保护工作日益受到重视。埋藏环境中的多种降解因素使考古木材的显微形态、化学组成、晶体结构以及物理力学性能均发生不可逆的转变,因此,在实施保护措施前对船木的保存状况进行准确评估至关重要。研究旨在确保江苏淮安大运河板闸遗址公园发掘的沉船文物得到有效的整体保存和保护,为此,选取了代表性的沉船考古木材样品,并对其降解程度进行了综合评估。首先识别考古木材的用材树种,依据最大含水率(MWC)和基本密度(BD)初步划分降解等级;此外,采用X射线衍射技术(XRD)计算木材纤维素的相对结晶度,并通过热重分析(TGA)测定考古木材的热稳定性,在此基础上使用红外光谱技术(FTIR)检测木材化学结构变化。结果表明,所选考古木材为樟木(Cinnamomum sp.),可分为轻度降解、中度降解和重度降解三个等级;健康木材纤维素的相对结晶度为58.87%,考古木材纤维素的相对结晶度为17.16%~36.42%,反映了考古木材纤维素结晶区的降解;健康木材的最大热解温度为366.73℃,考古木材的最大热解温度为340.38~365.67℃,表明考古木材中的大分子逐渐分解为小分子。红外光谱表明,在降解过程中半纤维素降解最为严重,在中、重度降解样品中,归属于半纤维素侧链乙酰基的1735 cm^(-1)处特征峰完全消失;随着降解程度增加,897 cm^(-1)特征峰强度逐渐降低,1424 cm^(-1)特征峰向低波数移动,表明纤维素的部分氢键随着降解程度的增加逐渐被破坏;木质素结构较为稳定,其中与芳香族骨架相关的特征峰强度显著增加,采用木质素与纤维素的比值进一步证实了上述结果。该研究对考古木材的保存状况进行了较直观的评价,为沉船后续保护工作提供了可靠的基础数据。

生物酶预处理对苹果木组分及结构性能的影响

以苹果木为研究对象,通过构建生物酶对苹果木的预处理体系,研究不同生物酶预处理条件对苹果木组分及结构性能的影响,并分析酶液重复利用的可行性。试验分析结果表明:使用裂解多糖单加氧酶(LPMOs)在较为适宜的环境下对苹果木进行预处理的效果优于常规蒸煮法。与无处理组相比,蒸煮组苹果木纤维素质量分数上升了2.73%,半纤维素质量分数上升1.61%,木质素质量分数下降了4.38%;与无处理组相比,效果较优的酶预处理组苹果木纤维素质量分数上升了12.8%,半纤维素质量分数上升了7.53%,木质素的质量分数下降了16.37%。红外光谱分析表明,酶处理后的木粉在3340 cm^(-1)处的羟基O—H伸缩振动、2900 cm^(-1)处的C—H伸缩振动与1423 cm^(-1)处的苯环骨架C—H在平面上的弯曲振动均有不同程度增强,表示其纤维素质量分数有所增加,其他特征峰的变动表明了预处理后半纤维素质量分数的增加与木质素质量分数的减少,与组分分析得到的结果一致。XRD分析表明,未处理木粉样品的结晶度为28.9%,蒸煮组结晶度较之降低了5.7%,酶预处理组结晶度较之增加了7.6%。酶预处理与蒸煮样品的晶粒尺寸增加,酶预处理后的苹果木样品结晶区(002)面层的间距减少,而蒸煮后样品结晶区(002)面层的间距增大。采用重吸附法回收酶处理液并进行重复试验与组分分析,结果表明:经回收的LPMOs依然有较为良好的活性,总纤维素质量分数比蒸煮处理组增加了2.47%,纤维素质量分数比蒸煮处理组增加了1.37%,半纤维素质量分数增加了1.1%,木质素质量分数减少了3.47%,符合酶预处理苹果木的组分变化规律,同时可见LPMOs具有循环利用的可行性。LPMOs预处理可有效地降解木材中的木质素,使纤维素与半纤维素的质量分数增加,纤维表面疏松多孔。LPMOs预处理苹果木具有提升木纤维性能的作用,其纤维整体比蒸煮软化得到的木纤维各方面性能更优异,并且酶液具有重复利用的可行性。

柚木抽提物对杉木光老化的影响

采用柚木(Tectona grandis L.f.)抽提物对杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.))表面进行涂敷,将处理后的样本与对照组样本一同置于紫外老化箱中进行100 h的光老化试验。对比分析光老化前后两组样本的表面颜色、表面粗糙度、红外光谱特征,评估柚木抽提物对于提高速生木材杉木耐光老化性能的效果。结果表明:对照组杉木表面颜色的总色差值(ΔE*)为17.66;经过柚木抽提物处理后的杉木样本的颜色稳定性有显著改善,ΔE*仅为6.85。在仅受紫外线照射的条件下,两组样本的表面粗糙度未出现明显差异;紫外辐射100 h后,两组样本的粗糙度值(R_(a))分别为4.12、4.18。红外光谱分析显示,处理组的木质素相关峰面积减少程度较对照组更低。柚木抽提物能够有效抑制木质素等关键成分的降解,从而延缓木材因光照引起的光老化速率。

聚木糖纳米晶的结构﹑制备及应用研究进展

半纤维素几乎存在于所有植物细胞壁中,是植物细胞壁的三大组分之一,当下半纤维素工业化应用主要通过降解制备低聚木糖、木糖和糠醛的产品。结晶的聚木糖类半纤维素表现出独特的理化性质,并可转化为高附加值多糖纳米晶,是近年来植物多糖转化利用的研究热点。聚木糖纳米晶主要由五碳糖-木糖为重复结构单元构成,分子链间相互作用较弱,通常需要外部如水分子来稳定晶胞结构。聚木糖纳米晶具有球形、片状和棒状等形貌,尺寸一般在几十至几百纳米之间,由不同制备方法决定,聚木糖独特的化学结构导致其制备方法亦与传统生物质纳米晶有所不同。此外,聚木糖纳米晶具有优异的生物相容性和纳米尺寸效应,使其在多领域应用潜力较大。本研究总结典型的聚木糖纳米水合晶、乙酰化聚木糖纳米晶和聚木糖纳米共晶晶胞结构,介绍水分子和聚木糖化学结构对其晶胞参数的影响规律,对聚木糖纳米晶自上而下法和自上而下法进行系统论述,重点分析不同制备方法对聚木糖纳米晶形貌、尺寸、聚合度和产率的影响,概述其在乳化﹑日用化学品和防伪材料等领域的应用,并结合聚木糖纳米晶取得的相关研究成果,提出聚木糖纳米晶现阶段仍需解决的问题,展望其未来发展和应用前景。

PET掺杂对新型木质素基泡沫炭合成的影响

泡沫炭具有低密度、高强度、高导电性、多孔骨架结构等诸多优点,是一种高端的整体性先进碳材料。在多种泡沫炭制备的原材料中,木质素因其可再生、低成本、高产量、高芳香性等特点而逐渐受到重视。基于木质素的热学性质复杂且特殊,近年来笔者开发了一种简单、高效的木质素基泡沫炭合成方法。为进一步实现泡沫炭结构与性能的调控,本研究主要通过使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)对木质素进行掺杂,考察PET可能对木质素转化过程中产生的影响,以及转化产物(新型泡沫炭)的材料结构与性能,从而提出PET掺杂对木质素基泡沫炭合成的影响。研究结果表明,PET的掺杂对于木质素的发泡过程有调节作用,其与木质素较好的相容性可以成功制备出木质素-PET基泡沫炭。PET的含量对泡沫炭的体密度、真密度、微观孔泡结构、机械强度等均有较为显著的影响。相比之下,X射线衍射和拉曼光谱结果表明PET掺杂对于泡沫炭的微观碳结构几乎没有影响。当PET掺杂量提升为20%时,泡沫炭的性能略有下降,可能与PET与木质素的均匀混合难度提升相关。本研究提出了通过掺杂高分子以改变新合成方法下泡沫炭结构与性能的思路,对泡沫炭的合成和调控具有指导意义。

载银纳米TiO_(2)改性对橡胶木防霉性能的影响研究

通过抑菌圈法探究不同浓度梯度载银纳米二氧化钛抑菌防霉剂对桔青霉、黑曲霉、白腐菌、密粘褶菌的抑菌效果,优化最佳抑菌浓度,然后选用该浓度改性剂对橡胶木进行常压浸渍处理,探究改性剂对橡胶木的防霉改性效果,并进行防霉改性机理分析。结果表明:载银纳米二氧化钛对黑曲霉、白腐菌、密粘褶菌有明显抑菌效果,对桔青霉的抑菌效果较差。随着载银纳米二氧化钛浓度的增加,白腐菌、密粘褶菌、桔青霉的抑菌圈直径呈增大趋势,黑曲霉的抑菌圈直径呈先增加后呈略微降低趋势,并优化得出最佳的抑菌浓度为10mg/mL,此时白腐菌、密粘褶菌、桔青霉、黑曲霉的抑菌圈平均直径分别为26.60mm、27.00mm、19.56mm、26.55mm;橡胶木经10mg/mL载银纳米二氧化钛改性剂浸渍处理后对黑曲霉、白腐菌、密粘褶菌的防治效力达到100%,对桔青霉的防治效力可达到85%以上,实现优异的防霉改性效果。

沉香多级提取物的化学成分及释香行为

[目的]沉香提取物是其主要应用方式之一。针对不同应用领域对沉香成分需求存在显著差异的问题,在提取过程中对沉香主要成分进行粗犷分离,明确不同提取物的释香行为,为实现沉香在特定领域的定向、高效利用提供参考。[方法]以传统沉香和奇楠沉香为研究对象,通过水蒸气-溶剂多级提取,获得精油、浸膏、醇沉等沉香多级提取物;利用气相色谱质谱联用(GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)技术,分析不同品种沉香多级提取物的化学成分差异;采用顶空-气相色谱联用(HS-GC-MS)技术,分析传统沉香和奇楠沉香多级提取物在40~160℃的香气释放规律。[结果]水蒸气-溶剂多级提取可实现传统沉香和奇楠沉香中倍半萜、色酮类成分的粗犷分离;水中蒸馏和隔水蒸馏对精油成分影响较小,均主要含有倍半萜和芳香族小分子物质,相对峰面积≥99%;蒸馏后再进行溶剂提取,获得的浸膏主要含有色酮类成分,相对峰面积≥90%;醇沉可实现对传统沉香浸膏中杂质的有效分离。2种沉香多级提取物的主要化学成分和释香成分存在显著差异:传统沉香、奇楠沉香精油中,分别主要含有榄香醇、α-檀香醇,40℃时主要释香物质分别为匙叶桉油烯醇、(1R,3aR,5aR,9aS)-1,4,4,7-Tetramethyl-1,2,3,3a,4,5a,8,9-octahydrocyclopenta[c]benzofuran;传统沉香浸膏中色酮种类更为丰富,160℃后色酮裂解形成大量小分子挥发性物质,出峰数量和强度明显高于奇楠沉香。[结论]通过多级提取方式,可获得富含倍半萜类化合物的沉香精油以及富含色酮类成分的沉香浸膏、杂质较高的醇沉。精油在低温时具有较好的香气释放能力,适合开发香水、日化等常温释香产品;浸膏适用于高温释香,可开发熏香、燃香等产品;奇楠沉香浸膏中主要成分为2-(2-苯乙基)色酮、2-[2-(4-甲氧基苯基)乙基]色酮,可用于该色酮的单体分离;醇沉中沉香有效物质明显降低,可开发低值化产品。

葡萄藤化学组分及藤/木复合刨花板性能研究

在我国,每年可以产生多达600万t的葡萄藤,它们大多被废弃在田地间,造成了巨大浪费。利用废弃的葡萄藤作为木质刨花板原料的部分替代材料可变废为宝,因此,研究了葡萄藤碎料添加量、施胶量以及等离子体预处理技术对复合刨花板性能的影响。结果表明,由于葡萄藤碎料自身性能较差且无法与木刨花很好地结合,葡萄藤碎料的加入会使得复合刨花板性能下降,在葡萄藤碎料添加量达到25%时葡萄藤/木复合刨花板的静曲强度、弹性模量、内结合强度分别下降了35.9%,35.0%,13.1%,吸水厚度膨胀率增幅为31.2%。施胶量的增大可以改善葡萄藤碎料加入带来的板材性能下降问题。葡萄藤碎料经等离子体预处理改性之后的润湿性能提高,对胶液的吸收能力增强,压制出的葡萄藤/木复合刨花板相比未改性的葡萄藤/木复合刨花板,在施胶量为10%的情况下,其静曲强度、弹性模量、内结合强度分别提升了23.0%,21.6%,10.7%;在施胶量为14%的情况下,分别提升了17.4%,11.8%,7.4%。等离子体处理后葡萄藤碎料与木刨花之间的结合也更加紧密,吸水厚度膨胀率也分别由9.32%和6.85%降至8.68%和5.86%。

木纤维表面醛基化改性及自胶合性能评价

【目的】以杨木纤维为材料,通过氧化改性增强纤维表面反应活性位点,建立纤维表面羟基、醛基多位点网络结构,制备高强度、低吸水厚度膨胀率无胶纤维板,实现全生物质低碳、可循环生产利用。【方法】采用高碘酸钠氧化改性木纤维表面基团,建立高反应活性醛基网络位点,通过醛基含量测定、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)分析反应前后及不同醛基含量木纤维的微观结构和化学成分变化规律;利用化学键交联在低温热压条件下制备自胶合纤维板,探究醛基化木纤维制备无胶纤维板的力学性能和吸水厚度膨胀率。【结果】通过反应时间、温度、氧化剂浓度等条件控制,可实现木纤维醛基化定量改性;与原纤维对比,醛基化纤维表面粗糙度增大、纤维尺寸变短、纤维素聚合度下降,纤维素-半纤维素-木质素包覆结构疏松,木纤维表面产生大量孔隙;纤维素结晶区随反应强度增加逐渐被破坏,醛基化木纤维的热稳定性随醛基含量升高逐渐降低,有利于无胶纤维板的低温热压成型。醛基化木纤维在热压过程中通过化学键交联可实现自胶合,热压温度和醛基化木纤维醛基含量对无胶纤维板的性能具有显著影响,通过优化原料和工艺条件制备的无胶纤维板具有优异的力学性能和耐水性。【结论】通过控制反应条件可得到不同醛基含量的醛基化木纤维,实现对木纤维表面醛基的可控改性;自胶合过程中温度过低(50℃)易导致醛基化木纤维耐水性差,温度过高(125℃)易造成醛基化木纤维降解,引起鼓泡、膨胀、碳化,降低纤维板力学性能。当高碘酸钠浓度0.07 mol·L^(−1)、反应温度30℃和反应时间6 h时,木纤维醛基含量为1.86 mmol·g^(−1);在热压温度100℃、压力20 MPa和热压5 min时,制备的自胶合醛基化木纤维板力学性能和耐水性达到最佳:抗弯强度78.36 MPa,弹性模量10.88 GPa,内结合强度3.04 MPa,24 h吸水厚度膨胀率仅8.01%。

3个产区沉香燃烧烟气特征化学成分分析

【目的】分析沉香主要成分在燃烧过程中的挥发或裂解方式,比较国产、惠安系和星洲系3个产区沉香燃烧释放的挥发性和半挥发性成分组成及差异,确认对沉香燃烧香气有贡献的气味活性化合物及其来源,解释沉香燃烧气味形成原因,为沉香产地识别和香气品质评价提供科学依据。【方法】采用水蒸馏和乙醇提取沉淀方法分离沉香树脂部分中倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类(PECs)特征成分,应用热重(TG)分析倍半萜类、PECs化合物和木材部分的热质量损失模式,使用静态顶空气相色谱质谱联用(HS-GC-MS)分析不同产区沉香燃烧烟气中的挥发性成分并确认气味活性化合物,利用主成分分析(PCA)分析3个产区沉香燃烧释放的挥发性成分差异,收集燃烧沉香产生的烟尘,运用液相质谱(LC-MS/MS)联用分析其中PECs成分组成,通过HS-GC-MS分析加热后的PECs标准品,探究沉香中PECs化合物裂解机制及其对燃烧气味的影响。【结果】1)沉香中的倍半萜类化合物在200℃以内完全挥发,PECs化合物质量在150~350℃缓慢降低,木材在250℃以上迅速燃烧。2)沉香燃烧释放的挥发性成分主要为芳香族和倍半萜类化合物,其中芳香族化合物种类和含量明显增加,为沉香燃烧气体提供辛、甜、杏仁、花香等丰富的气味;国产沉香中2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、3,4-二甲氧基苯酚、乙酰丁香酚等7种化合物释放量与样品乙醇提取物含量负相关,这些化合物主要为沉香燃烧烟气提供烟熏、粉尘和木材气味。3)倍半萜类关键香气化合物桉油烯醇、cis-桉叶-6-烯-11-醇、愈创木醇的相对含量在国产沉香中最高,惠安系沉香中次之,星洲系沉香中最低。4)沉香燃烧烟尘中含有多种Flidersia型2-(2-苯乙基)色酮类(FTPECs)化合物,但未检测到四氢2-(2-苯乙基)色酮类(THPECs)化合物。沉香四醇裂解释放苄基丙酮和苯甲醛,2-(2-苯乙基)色酮高温裂解不仅生成苯甲醛、苯乙醇等6种芳香族化合物,还能挥发进入空气。【结论】沉香的主要成分倍半萜类、PECs化合物和木材燃烧过程中热质量损失模式不同,倍半萜类化合物直接挥发进入空气,PECs化合物和木材裂解生成多种芳香族化合物,这些化合物具有多种气味,对沉香燃烧香气有重要影响。不同产区沉香燃烧后释放的化学成分存在一定差异,星洲系与惠安系和国产沉香差异较大。高温下不同种类PECs裂解生成芳香族化合物种类和含量不同,FTPECs可部分挥发进入空气中。

醉香含笑不同树高处心边材挥发性成分的差异

为探究醉香含笑不同树高处心边材挥发性成分的积累规律及香气应用价值,利用顶空固相微萃取-气相色谱-四极杆飞行时间串联质谱法(HS-SPME-GC-QTOF-MS)对醉香含笑2个不同树高处心材、边材的挥发性成分进行非靶向代谢组学分析。采用主成分分析法(PCA)、正交偏最小二乘-判别分析法(OPLS-DA)、层次聚类分析法(HCA)分析不同树高处心边材挥发性成分差异,并鉴定差异代谢物。结果表明:醉香含笑2个不同树高心边材共鉴定出92种挥发性化合物,筛选出35个差异代谢物,其中边材中的单萜类、醛类、烷烃类化合物在边材中的合成水平显著高于心材,且随着树高的增加而积累。

含笑属5种木材丙酮抽提液化学成分及抑菌性能研究

利用全二维气相色谱-质谱联用技术对木兰科含笑属福建含笑、醉香含笑、深山含笑、乐昌含笑、野含笑5种木材丙酮抽提液的化学成分进行测定分析,探明含笑属5种木材丙酮抽提液的主要化学成分;并结合生长速率之含毒介质培养法分析丙酮抽提液对含笑属5种木材腐朽菌的抑制作用。结果表明,福建含笑、醉香含笑、深山含笑、乐昌含笑、野含笑5种木材丙酮抽提液的主要成分分别有17、23、27、27和26种。福建含笑、醉香含笑和乐昌含笑木材丙酮抽提液中含量最高的成分分别是肌醇、木香烃内酯和氰乙酸乙酯,含量分别为57.98%、25.97%和15.63%;深山含笑和野含笑木材丙酮抽提液中含量最高的成分均为冰乙酸,含量分别为24.89%和23.64%;福建含笑木材丙酮抽提液中特征成分为α-香附酮、α-愈创木烯、9-氧杂壬酸;醉香含笑丙酮抽提液中特征成分为α-卡地诺和2-(4-羟苯基)乙醇;深山含笑丙酮抽提液中特征成分为赫曲菌素;乐昌含笑丙酮抽提液中特征成分为2-propyl-2,3-dihydropyran-6-one和惕各酸香茅酯;野含笑丙酮抽提液中特征成分是Dihydro-3-methylene-5-methyl-2-furanone和6,7-二甲氧基异喹啉;含笑属5种木材丙酮抽提液对彩绒革盖菌和密黏褶菌均有不同程度的抑制作用,且抑菌效果随其浓度增加而提高。

桉木表面构建层状双氢氧化物仿紫光檀颜色

【目的】针对人工林速生桉木材色较浅、表面色调单一的问题,以层状双金属氢氧化物(LDHs)对其进行材色调控,仿制名贵木材紫光檀的黑棕色效果。【方法】将与木材高度亲和的钴基金属有机框架(Co-MOF)作为模板和前驱体,利用MnCl_(2)在木材表面发生水解反应,在桉木单板表面制备钴锰层状双金属氢氧化物(CoMn-LDH);探究桉木单板分别在0.016、0.032、0.064 mol/L MnCl_(2)溶液和20、40、60、80℃条件下表面颜色的变化规律;并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(FT-IR)分析,探究LDHs与桉木单板表面的结合机理;通过接触角和耐光老化测试评估改色木材的耐水性和耐光老化性。【结果】(1)在40℃下,利用0.032 mol/L MnCl_(2)溶液制得的钴锰双氢氧化物涂层桉木单板实现了紫光檀颜色效果,两者的色度值和紫外光谱均相近。(2)MnCl_(2)水解诱导Co-MOF和木材的OH−交换形成金属氢氧化物,生成CoMn-LDH;SEM显示CoMn-LDH具有微纳米复合结构,XRD和XPS分析表明钴和锰分别以Co^(2+)和Mn^(2+)的形式存在,CoMn-LDH为典型的钴锰双氢氧化物;其红外光谱呈金属–羟基振动模式。(3)调色木材的接触角由36.2°增大至49.5°;光照120 h后色差在3~6范围内,属于中质量分辨率下可见色差;表明制备的钴锰双氢氧化物涂层桉木单板表面疏水能力和耐光老化性能均得到提升。【结论】本研究所用调色处理条件温和,能有效改善桉木颜色,提高产品装饰效果和附加值,促进人工林木材的高效利用。

不同类型构树皮的纤维形态、化学组成与制浆性能研究

对金沙江干热河谷不同类型构树皮的化学组成、纤维特性与制浆性能进行分析。结果表明:构树皮纤维长,木素含量低,纤维素含量高,纤维形态好,易于成浆,可以作为纤维工业及造纸的优质原料。通过对3种构树类型的比较,得出红构皮的抽出物和木素含量低,综纤维素最高(67.48%),纤维最长(13.54 mm),长宽比也最大(728),成浆质量和制浆性能最好,为当地最优的构树类型;白花构皮纤维素含量和制浆得率较高,手抄片白度最大,综合经济价值相对较高;红花构虽然各项指标略低,但仍是一种较好的造纸原料。研究结果表明,红构与白花构可作为该地区建设造纸工业原料林的优先发展类型。

车筒竹、箣竹和越南巨竹竹材的纤维形态与组织比量

研究了大型丛生竹种车筒竹Bambusa sinospinosa,箣竹Bambusa blumeana和越南巨竹Dendrocalamus yunnanicus竹材的纤维形态和组织比量,并与造纸性能良好的青皮竹Bambusa textilis做比较。结果表明:车筒竹、箣竹和越南巨竹竹材纤维长度分别为2.37,2.27和2.49 mm,属于长纤维原料,且高于青皮竹;纤维长宽比分别达145,124和128,与青皮竹相当或略小,壁腔比均小于青皮竹的相应值;纤维组织比量分别为49.79%,45.95%和50.50%。从分析结果看,3竹种具有较好的纤维形态和较高的纤维组织比量,适宜做制浆原料。

一维棒状纳米纤维素及光谱性质

采用稀酸预处理纤维素浆粕,结合高压均质的物理方法,制备出一维棒状纳米纤维素。通过傅里叶红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD),热重分析(TGA),原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)等方法对纳米纤维素光谱性能和形貌结构进行了表征。结果表明,制得的纳米纤维素与纤维素浆粕具有相同的红外特征官能团,但分子内氢键缔合作用被部分破坏。纳米纤维素与纤维素浆粕同属于纤维素Ⅰ的晶形类型,结晶度从59%提高至70%,仍保持结晶区与无定形区共存的状态。纳米纤维素的分解温度为330℃,热稳定性低于纤维素浆粕,失重温度从292℃持续至500℃,有两个明显失重阶段。纳米纤维素长度为数百纳米,宽度为数十纳米的棒状形态,易产生团聚现象。

利用FTIR对苯基异氰酸酯与不同含水率纤维素反应的研究

通过FTIR红外光谱对苯基异氰酸酯与醇、水、不同含水率纤维素反应产物的研究 ,确定了产物的红外光谱吸收峰的归属。研究发现 :异氰酸酯与绝干纤维素羟基反应产物是氨基甲酸酯 ,随着纤维素含水率的增加 ,异氰酸酯与纤维素的反应越来越低 ,与水反应的比例越来越高 ;当纤维素含水率为 9 78%时 。

毛竹材表面光化降解的FTIR和XPS分析

竹材光变色和光化降解过程比较复杂。该文以我国资源丰富的毛竹为研究对象,利用氙光衰减仪对竹材进行表面劣化处理,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对竹材表面化学组成和结构变化进行表征。XPS测试结果表明,竹材表面光劣化处理后O元素含量及氧碳比(O/C)明显增加;从C原子结合形式来看,C1(C—C)含量减少,C2(C—O)含量增加,C3(CO)和C4(O-CO)含量增加明显,C的氧化态显著升高。FTIR分析表明,光劣化处理使得与木质素有关的吸收峰(如1 604,1 512及1 462 cm-1)强度明显降低,木质素发生降解;同时1 735 cm-1处非共轭羰基吸收峰强度明显增强,表明有新的羰基类物质生成,竹材表面发生光氧化反应。竹材表面的多糖物质(纤维素和半纤维素)受光劣化影响较小,其相对含量在劣化处理后明显提高。

杉木、I-72杨主要化学组成的株内纵向变异研究

对杉木和I 72杨的心、边材的主要化学组成沿树高方向的株内纵向变异进行了研究。主要研究内容为综纤维素、α 纤维素、半纤维素、木质素、酸溶木质素的含量及综纤维素与木质素的比值变化等。研究结果揭示了这两个树种的心、边材的主要化学成分在纵向上的变异规律:杉木和I 72杨的心、边材综纤维素和α 纤维素的含量均为边材高于心材,但在沿树高方向的纵向变化规律各异;杉木、I 72杨心、边材的半纤维素含量沿着树高方向表现出不同的变化规律;杉木木质素在各个树高部位均为边材高于心材,边材木质素含量随着树高的增加逐步降低,而心材木质素含量则沿树高方向先增加然后逐步降低。I 72杨心、边材木质素含量的变化表现各异,心材含量随着树高的增加逐步增加,边材则表现为无规律变化;杉木、I 72杨心、边材的酸溶木质素含量均沿树高方向逐渐降低,但杉木边材的酸溶木质素含量高于心材,而I 72杨却是心材高于边材;综纤维素与木质素的比值在沿树高方向具有不同的纵向变化规律。

杉木幼龄材与成熟材木质素的化学官能团和化学键特征研究

采用有机元素分析、红外光谱、质子核磁共振波谱对从杉木幼龄材和成熟材中提取的磨木木质素的化学官能团和化学键特征进行了研究。结果表明 :杉木幼龄材和成熟材木质素的经验式分别为C9H8 73O2 57(OCH3) 0 84 和C9H9 0 1 O2 2 4 (OCH3) 0 90 ;杉木幼龄材木质素的芳香环结构主要由愈疮木基组成 ,而在成熟材中除愈疮木基外还有紫丁香基基团存在 ;杉木成熟材的木质素中具有较多的芳香族化合物 ;杉木木质素结构中的主要键型为 β -O - 4键、β- 5键、β- β键和 β- 1键 ,且成熟材木质素中各种键型的数量均高于幼龄材。