不同厚度针、阔叶材吸湿特性研究

为了研究不同厚度针、阔叶材吸湿性之间的差异,通过静态饱和盐溶液法进行等温吸湿试验,再用Hailwood-Horrobin(H-H)模型拟合等温吸湿曲线,分析3个树种4种厚度试样的平衡含水率(EMC,equilibrium moisture content)、吸湿速率、单层分子吸附水和多层分子吸附水的差异。结果表明,在97%相对湿度(RH,relative humidity)下,1、4和8 mm厚度试样达到最终平衡时的平衡含水率分别为云杉20.54%、22.76%和22.75%,美洲黑杨19.15%、21.74%和22.26%,橡木20.94%、21.90%和22.95%,终了平衡含水率随厚度增大而增大。当厚度达到20 mm时,试样终了平衡含水率均低于厚度较小试样,说明吸湿滞后对厚板影响增大。薄试样吸湿速率大于厚试样,因为水分子容易渗入薄板内部。3个树种间终了平衡含水率也存在差异,如1 mm厚度橡木试样的平衡含水率(20.94%)>云杉(20.54%)>美洲黑杨(19.15%),这与橡木密度大、结晶度低以及单层吸附点位多有关。3个树种间云杉吸湿速率最快,因为其密度最小,水分子能迅速通过大毛细管进入木材内部。H-H模型拟合显示在低相对湿度下木材以单层水分子吸附为主,高相对湿度以多层吸附为主,H-H模型拟合优度R^(2)均大于0.99,能较好地拟合这3个树种的等温吸湿过程。

近红外光谱技术快速识别针叶材和阔叶材的研究

对一种针叶材和一种阔叶材的横切面采集波长范围为780～2 500nm的近红外漫反射光谱,结合偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)对针叶材杉木和阔叶材桉树快速识别的可行性进行了研究,结果表明:(1)利用近红外光谱结合PLS-DA法建立的识别模型对建模样品的识别正确率达到100%,识别模型预测的分类变量值与实际值之间相关系数r达到0.99,SEC为0.07;(2)即使采用短波区域780～1 100nm的近红外光谱也可以获得理想的识别结果(识别正确率为100%),识别模型的r也达到0.99,SEC为0.07;(3)利用近红外光谱建立的识别模型对未知样本的识别正确率都为100%,说明近红外光谱技术可以快速、准确识别针叶材和阔叶材,这为木材识别提供了一种新方法和技术,也为开发低成本的近红外光谱识别仪器提供了科学依据。

基于FTIR的针阔叶材木质素和纤维素特性

采用红外光谱技术研究了银杏、雪松、毛白杨等30种针阔叶材的红外光谱,对表征其纤维素和木质素的特征吸收峰进行了研究,结果表明:①针叶材在1740cm-1处吸收峰峰值普遍低于阔叶材,1510cm-1处针叶材吸收峰峰值较阔叶材大,说明针阔叶树木材木质素和纤维素相对含量差异明显;②针叶材的1595/1505cm-1值小于阔叶材,1270/1230cm-1值大于阔叶材,说明针阔叶树种间木质素的组成不同;③银杏的红外光谱特征总体与针叶材一致,但1595/1505cm-1和1270/1230cm-1吸收峰吸收强度比值均接近阔叶材,表明银杏在木质素组成上有向阔叶树进化的趋势。

氯化锌活化南方针叶材和北方阔叶材制备活性炭的研究

采集了中国南方的两种针叶材杉木、马尾松和北方的两种阔叶材泡桐、杨木为原料,以氯化锌为活化剂,用不同的工艺制取活性炭。氯化锌的波美度分别为45、48、53Be°,活化终点温度为650℃,活化时间2 h。对制取的活性炭进行了活性炭得率和灰分以及焦糖脱色率、亚甲基蓝脱色力、碘吸附值和木糖、乳酸、胱氨酸、DOP脱色率的检测分析。结果显示,南方针叶材制取的活性炭大孔隙发达,吸附大分子色素能力强,得率高,灰分低;北方阔叶材制取的活性炭小孔隙发达,对小分子色素吸附力强,得率低,灰分高。由于南方针叶材和北方阔叶材制取的活性炭脱色性能有较大的差别,因而制造工艺需有所不同。

配用阔叶材改善针叶材CTMP特性

介绍配加阔叶材浆改善针叶材CTMP的性能。

三聚氰胺脲醛树脂改性对针叶材和阔叶材性能的影响

用不同摩尔比三聚氰胺脲醛树脂(MUF)处理阔叶材和针叶材,对其物理力学性能和耐腐蚀性进行比较研究。结果表明,MUF改性木材效果与木材本身结构和树种有关,结构疏松、孔隙大的木材,MUF改性效果好。改性后木材微观结构受到破坏,导致杨木和杉木体积收缩(ASE值为负)。改性后松木、杉木、桉木和椎木的顺纹抗压强度(CS)分别提高了66.33%、43.18%、32.67%和13.28%,但处理材抗弯强度(MOR)降低。MUF改善了阔叶材的耐腐蚀性,处理后的木材甲醛释放量均小于0.26 mg·L^(-1)。

阔叶材原料特性与制浆之间关系的探讨

选择８种有代表性的阔叶材种进行制浆和强度试验。对试验结果进行回归分析，建立制浆得率和化学组成、裂断长和纤维形态有关因子的回归模型。分析结果表明建立预测回归模型是可行的。

几种速生阔叶材的特性分析及其CMP的制浆性能

针对不同种类速生阔叶材的物理化学组成与化学机械法制浆造纸性能进行研究,分析比较了三种桉木和一种三倍体毛白杨的物理化学性质;在制定的化学预处理条件下,用不同原料进行化学机械法制浆.实验结果表明:随着化学预处理药液用量的增加,磨浆能耗降低,纸浆得率有所降低,纤维束含量降低,纸浆纤维长级分的含量有所增加,纸页的物理性能,例如松厚度、耐破指数、抗张指数、伸长率、TEA等,都有明显的改善.三种桉木中,桉木DH3229的制浆造纸性能较好.

混合阔叶材高得率浆配抄文化用纸白度稳定性的研究

在传统非涂布不含机械浆的高级文化纸的生产过程中,添加混合阔叶材高得率浆取代阔叶木漂白硫酸盐浆明显地降低纸张的白度稳定性。讨论了在浆料中添加沉淀碳酸钙(PCC)填料和荧光增白剂(OBA)在纸张表面施胶中的应用。结果表明:高得率浆的使用导致纸页明显的光诱导返黄,但对纸页的热诱导返黄没有明显影响。分别使用OBA和PCC都可以起到抑制返黄、改善白度的作用。在加入PCC填料情况下,使用OBA-HYP和把OBA应用于表面施胶均能消除由于HYP取代对纸张白度稳定性的影响,且能够产生积极的协同作用。在同时使用45%PCC和每面0.18g/m2OBA表面施胶用量的情况下,几乎可以达到100%BKP生产的纸张的白度。

利用傅里叶变换研究阔叶材纤维细胞尺寸

利用傅里叶变换图像处理技术测量阔叶材纤维细胞尺寸。把每一个纤维细胞都用其中心的一个长九个像素点,宽两个像素点的线段点图(LCDM)来表示,进行傅里叶变换(FFT),其能量光谱图(PSP)在水平和垂直方向上的频率分布,除零值以外的最大值,即为细胞径向、弦向直径。实验结果表明,该方法与光学显微镜、图像处理软件的结果基本相同,说明该方法也适用于阔叶材纤维细胞尺寸的测定,扩大了其应用领域,为木材的微观分析提供新方法和新的研究方向。

干燥花制花叶材保色工艺探索

制作干燥花的叶材漂白后可染成绿色,但颜色失真,影响观赏效果,为解决此问题,对叶材在保色溶液中的处理工艺进行研究。结果显示:大多数叶材在15%醋酸、25%硫酸铜保色溶液中可获得良好的保色效果。保色溶液的处理时间依叶材不同而定,薄型叶材3～5 min,厚型叶材需30 min。

阔叶材热板干燥技术初探

本文论述苦楝中板(25mm)热板干燥的试验研究。结果表明,采用热板干燥法可大大缩短阔叶材的干燥时间;若采用合理的锯剖法,蜂窝裂缺陷显著减少;热压板的压力和温度对板材的厚度收缩有显著的影响。从整体考虑,热板干燥较佳工艺为干燥温度160℃,压力700kPa。热板干燥法适合于一些小型工艺木制品厂。

高温热改性对7种国产阔叶材心边材颜色的影响

以过热蒸汽作为介质于185℃～215℃热改性7种国产阔叶材,分析窿缘桉、马占相思、荔枝木、刺槐、春榆、臭椿、橡胶木等木材热改性后心边材颜色的变化,考察不同处理对几种阔叶材心边材颜色的影响,为几种阔叶材工业热改性生产工艺优化及木材热变色规律提供试验依据。结果表明,(1)几种阔叶材185℃和200℃热改性后,对于心材树种,其心边材明度都显著降低,200℃明度低于185℃,且心材颜色仍较边材颜色深;(2)对于边材树种,热改性后木材明度也显著降低,200℃处理颜色亦比185℃深;(3)热改性后,马占相思等含有抽提物的心材树种木材颜色比橡胶木等不含抽提物的边材树种深;(4)热改性后窿缘桉木材的颜色变化,除了处理温度与处理时间对木材颜色有影响外,心边材也对其材色差异有显著影响。

速生阔叶材厚荚相思制浆性能的评价

利用速生材制浆造纸对于解决我国造纸木材原料短缺的问题非常重要,本文主要研究了速生阔叶材厚荚相思的硫酸盐法和中性亚硫酸盐法制浆特性,并与速生阔叶材马占相思的制浆特性进行了比较。

利用傅立叶变换研究阔叶材纤维细胞排列

利用傅立叶变换图象处理技术来测定阔叶材横切面纤维细胞排列,把表示每一个纤维细胞的半径为10个像素点的圆盘点图,进行傅立叶变换,再做能量光谱图的角度分布图,其最大值表示纤维细胞的排列。通过傅立叶变换图像处理发现垂柳和闽楠的纤维细胞在斜向上的排列分别为110°和125°。木材纤维细胞排列参数为数字化识别木材提供了新依据。

阔叶材原木声信号特征提取及内部缺陷检测

阔叶材原木质量精准检测可实现木材的高效利用和利润最大化,然而因声信号特征参数提取原理及参数与木材性质对应机理不同,致使分析结果存在差异。基于此,提出一种改进型粒子群优化-变分模态分解(IPSO-VMD)的特征参数提取及缺陷检测方法。通过对缺陷信号稀疏特征分析,将最小平均包络熵确定为PSO优化VMD的适应度函数,实现对最优参数(K,α)的搜索,并通过改进惯性权值及学习因子,加快PSO搜索速度并实现全局最优解。基于边际谱及频带能量率实现对IPSO-VMD有效子模的选取,并将其频带分布及能量率作为表征缺陷信号的特征参数,实现对阔叶材原木内部质量的精准检测。实际锯切结果表明,IPSO-VMD方法对原木主要缺陷类型和主次的预测准确率分别达88.6%和72.7%,且对全局参数无法识别的缺陷同样有效。新特征参数的有效性可为后续融合多参数特征,构建人工智能识别系统,实现原木质量精准检测提供可靠依据。

无损检测阔叶材纤维长度的近红外光谱法

比较了近红外光谱分析技术测量木材纤维长度与传统的测量方法的优缺点并详细介绍了应用近红外光谱分析技术测量木材纤维长度,其中包括木材样品选择及制备、近红外光谱采集及纤维长度真值测量、多变量数据分析与模型建立的实验方法与操作步骤。实验表明近红外光谱分析技术可以快速准确地预测阔叶材纤维长度。

硫酸铜浓度和造伤对叶材保色效果的影响

本实验以15种植物的叶为试材,分别用0%、1.02%、5.85%、10.22%、14.21%和17.15%浓度90℃硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶液进行保色处理,对其中不易进行保色处理的叶材人为造伤,研究硫酸铜浓度和造伤对叶材保色效果的影响。结果表明,不同叶材对硫酸铜溶液的反应不同:纸质叶材如酢浆草在热的硫酸铜溶液中易皱缩变形,革质叶材如荷兰铁和铁树,用硫酸铜热处理无效;新叶较成熟叶易于保色。硫酸铜浓度对保色效果没有影响,但对保色时间有影响,硫酸铜浓度越高,复绿时间越短,14.21%和17.15%两种浓度的复绿时间相同。保色处理的叶材干燥前后颜色有深浅变化。少数叶材如贴梗海棠不经保色处理自然干燥就能较好保持原有色彩。造伤有利于部分革质叶材的保色。

常见四种阔叶材纤维形态和化学成分的研究

对我国常见四种速生阔叶材的纤维形态和化学成分进行了测定及分析,旨在为其用于制浆造纸提供必要的基础数据。研究结果表明,尾巨桉和杨木纤维质量较好,均为优质的制浆造纸原料,桑树枝和光叶楮杆芯纤维质量较差。

基于深度学习的四种阔叶材材种辨识研究

阔叶材材种辨识,需对其染色、制片,在显微镜下观察木材标本结构,这一过程步骤繁琐且耗时长。针对此问题,采用深度学习,实现阔叶材快速、准确检测。基于深度学习方法,分别选择YOLOv3框架以及SSD框架。试验结果表明,基于YOLOv3和SSD框架的四种阔叶材辨识的平均精度值分别为91.57%和91.17%,检测用时分别为1.185s和0.608s。这两种框架都可实现四种阔叶材材种高效、准确辨识,证明深度学习方法可以作为四种阔叶材辨识的技术手段。