低分子量酚醛树脂处理对杉木细胞壁的改性机理研究

木材细胞壁的改性机理研究是改良木材处理试剂,优化木材处理工艺,提高木材密度、力学、尺寸稳定性等各项性能的关键。以人工林杉木为研究对象,采用合成的水溶性低分子量酚醛树脂(PF)对杉木试材进行逐步的真空加压浸渍处理,通过高精度、高分辨的X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和核磁共振仪(NMR)(采用交叉极化/魔角旋转法进行连续测试)对处理和对照试样的相关物理和化学性能进行了对比分析,研究结果表明:水溶性低分子量PF处理后,试样的结晶度与未处理的对照样相比,数值降低明显,平均降低率分别为12.67%,11.91%和6.26%。结合FTIR和NMR13 C的检测谱图发现,水溶性低分子量PF改性后的杉木与对照杉木相比,没有增加新的酯类、醚类等官能团特征峰和化学位移,认为水溶性低分子量PF不能与杉木发生明显的化学反应,但会进入到结构较松散、空隙尺寸较大、相对面积较多的管胞细胞壁中的非结晶区,形成物理性的充填,最终引起杉木相对结晶度的降低。本研究对于研发新型木材改性试剂、优化木材改性处理工艺具有重要的参考价值,研究结果还将为进一步探明木材细胞壁的改性机制、丰富木材细胞壁的改性理论提供重要的依据。

糠醇树脂改性对竹材物理、力学及防霉性能的影响

为研究糠醇改性竹材的可行性及催化剂的催化效果,分别以马来酸酐和自主研发的复配有机酸为催化剂,通过真空加压浸渍工艺对竹材进行糠醇树脂改性处理,并对改性后竹材的物理、力学及防霉性能进行测试。结果表明:1)改性后竹材的增重率分别达到31.03%和25.41%;2)除尺寸稳定性外,改性竹材的大部分性能都有明显改善,即平衡含水率降低约49%,抗弯强度、弹性模量和顺纹抗压强度均有较大幅度提高,但抗压弹性模量变化不显著;3)马来酸酐为催化剂的糠醇树脂改性竹材的力学性能改善程度优于复配有机酸;4)改性后竹材对霉菌的防治效力达100%;5)糠醇改性对竹材尺寸稳定性有显著的负面影响;6)复配有机酸的催化效果可以与马来酸酐相媲美。

木材、竹材及其炭化物负载SiO_2凝胶的比较

采用单一浓度溶胶浸渍和梯度浓度溶胶浸渍2种方法将SiO2溶胶注入竹材、木材、竹炭和木炭4种材料内部,探讨材料微观结构、炭化前后、溶胶浓度以及浸渍方法对材料凝胶负载率的影响。结果表明:竹材的SiO2凝胶负载率低于竹炭,二者的凝胶负载率显著小于木材和木炭;木材和木炭凝胶负载性能差异与所浸渍溶胶的浓度有关;相比于使用单一浓度浸渍,浓度梯度法浸渍可有效提高材料的负载率。

毛竹纤维鞘的拉伸力学性能

以成熟毛竹为研究对象,在显微镜下从竹纤维鞘中成功切割出竹纤维束拉伸试样,并应用微拉伸技术测量其纵向拉伸强度和模量。通过对机械剥离的单根维管束以及竹片小试样进行拉伸对比,获得竹纤维鞘拉伸弹性模量和强度的间接测量值和计算值。结果显示,竹纤维束的拉伸弹性模量和强度平均值分别为42.72 GPa和729.25 MPa,介于竹纤维鞘的间接测量值和计算值之间,并与已有的研究结果也吻合得较好,表明竹纤维束试样的测试结果可以代表竹纤维鞘的整体力学性能。同时,笔者提出了在细观尺度下研究竹子力学特性的关键实验技术。

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。

溶剂及高频超声对竹浆纤维润胀效果评价

纸浆纤维是制备纤维素纳米纤维(NCF)的重要原料,研究其前处理方法是实现NCF低能耗制备的重要手段。该文采用7种有机、无机溶剂对纸浆纤维进行润胀处理,并协同高频超声增强处理,通过对水中竹浆纤维的沉降速度及堆积高度对润胀效果进行评价。结果表明:溶剂对纤维的润张效果差异显著,所采用试剂中,喹啉和碘化钾对竹浆纤维的润胀效果最为明显;高频超声处理发现对纤维润胀效果有明显的增强,且对不同试剂的润胀效果有明显改善。

竹材断裂特性研究进展

随着竹材在建筑行业应用领域日趋广泛,其断裂特性成为安全设计考虑的重要因素。文中简要综述了近年来国内外在竹材断裂韧性测试和断裂机理研究方面的主要进展,并着重强调应借鉴国际生物材料界从生物材料分级结构角度研究材料增韧机制的理念,从宏观、组织和细胞水平及分级界面的角度来定量揭示竹材的增韧机制。

植物源微纤化纤维素的制备及性能研究进展

微纤化纤维素是一种新型的纳米级纤维素功能材料,在食品、医药、化妆品、涂料、造纸、复合材料等多个领域有着广阔的应用前景。国外对微纤化纤维素的研究已经近30年,一些相关产品也已经问世,而我国相关研究报道则很少。文中首先对微纤化纤维素的性质和用途做了简要介绍,然后重点介绍植物源微纤化纤维素制备技术和重要性能指标,最后对未来研究方向和重点提出自己的看法和见解。