低温等离子体处理木材表面研究

利用不同类型常压放电产生的低温等离子体对合成木材表面进行了处理,测试放电处理后木材表面的水接触角和表面形貌的变化,并得到了处理前后木材的表面能的变化.结果表明,放电对木材表面结构和力学性质产生很大影响,可以有效提高木材的表面性能.     

木材仿生趋磁性及其超疏水性能

 室温条件下,利用含Fe³⁺和Fe²⁺盐为前体的化学共沉淀法,成功地在木材表面上附着纳米磁性γ-Fe₂O₃颗粒,并经过进一步化学改性后得到超疏水性材料。利用SEM、XRD、VSM及FT-IR等分析技术对样品进行了表征分析。结果显示,磁性粒子的形状类似颗粒状,并均匀地附在木材表面;γ-Fe₂O₃纳米粒子通过氢键作用与木材表面的羟基相互键合而成功附着在木材表面,并且具有良好的晶型,且磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒显示出良好的超顺磁性,经过改性的磁化材料具备很好的超疏水性。     

毛竹及其组成单元的水分吸着特性

通过测量不同相对湿度下毛竹竹块、竹粉、竹纤维、薄壁细胞的吸湿平衡含水率,建立了相应的水分吸着等温线,并探讨了它们水分吸着特性的差异及原因。结果表明:毛竹竹块、竹粉、竹纤维、薄壁细胞的水分吸着等温线与木材类似,均呈反"S"形;竹粉的水分吸着等温线整体高于竹块,但两者的纤维饱和点含水率相差很小,约为0.37%;化学离析得到的毛竹薄壁组织细胞的纤维饱和点含水率为44.24%,显著大于竹纤维的纤维饱和点含水率(34.07%);毛竹薄壁细胞及竹纤维的纤维饱和点含水率均显著大于竹块和竹粉,原因是化学离析使竹材细胞壁壁内产生较多的微毛细管系统,有利于水分子的多分子层吸附和凝结水的产生。     

不同木材种类炭化率的研究

根据木材本身的材性缺陷和木材加工厂的废料存量情况,选择了岑树、山毛榉、花旗松、橡木、白杨和云杉作为研究对象,研究了这些木材在实验室热解条件下炭产品的生产能力.在390～672 ℃范围内,共做28次分组热解试验,试验时间为2 h,每组10个试件;390～440 ℃范围内,共做8次分组热解试验,试验时间为1 h,每组10个试件.分别测试了试件在热解试验前后的质量损失和体积的变化,特别是试件在热解实验后的炭化率.结果表明:所有树种的试件在500℃时完全炭化,试件的相对质量损失约为25%,试件的三维收缩约为30%(T)、25%(R)、20%(L).不同树种试件的炭化率是相同的,木材的炭化率和树种无关,木材热解炭化后的理论孔隙率经验公式为ε=100-30ρ01,通过此公式可研究木材的初始干燥密度预测其生产炭产品的性能.     

合理锯截提高竹材利用率的研究

通过毛竹材外径、壁厚及离地高度三者对应关系的实测，应用回归方法得到毛竹材壁厚与竹材外径、离地高度两因子间的回归方程式，经检验符合要求，应用此回归方程式，以胸径为10cm的竹材为例进行了不同锯夫方案竹材壁厚利用率的计算，通过比较评定，得到了适合生产要求、竹材利用率较高的锯截方案。     

苯甲酸/硬脂酸复合改性剂对PP/木粉复合材料性能的影响

采用苯甲酸(BA)/硬脂酸(SA)复合改性剂改性木粉,并制得聚丙烯(PP)/木粉复合材料,研究BA/SA复合改性剂配比及用量对PP/木粉复合材料力学性能及流动性能的影响.结果表明,随着改性剂的加入,复合材料力学性能和流动性能均有一定程度的提高.当BA/SA复合改性剂配比为1∶3时,复合材料力学性能和加工性能均出现最佳值.SEM分析表明,木粉经BA/SA复合改性剂处理后,木粉与PP基体树脂的相容性得到改善,界面变得模糊,因此在宏观上表现为复合材料的力学性能和流动性能提高.     

Regulation of cellulose synthesis in Acetobacter xylinum by cyclic diguanylic acid

Cellulose is the most abundant renewable carbon resource on earth and is an indispensable raw material for the wood, paper, and textile industries. A model system to study the mechanism of cellulose biogenesis is the bacterium Acetobacter xylinum which produces pure cellulose as an extracellular product. It was from this organism that in vitro preparations which possessed high levels of cellulose synthase activity were first obtained in both membranous and soluble forms. We recently demonstrated that this activity is subject to a complex multi-component regulatory system, in which the synthase is directly affected by an unusual cyclic nucleotide activator enzymatically formed from GTP, and indirectly by a Ca (2+) -sensitive phosphodiesterase which degrades the activator. The cellulose synthase activator (CSA) has now been identified as bis-(3' 5')-cyclic diguanylic acid (5'G3'p5'G3'p) on the basis of mass spectroscopic data, nuclear magnetic resonance analysis and comparison with chemically synthesized material. We also report here on intermediary steps in the synthesis and degradation of this novel circular dinucleotide, which have been integrated into a model for the regulation of cellulose synthesis.     

木材液相乙酰化的研究

<正>木材的结构和化学组成,决定了它的吸湿性和易遭腐朽、虫蛀。这是木材的两个主要缺点,严重影响其利用。 木材乙酰化是一种化学改性处理。它是木材成分的酯化反应。所采用的乙酰剂与木材分子上的羟基起作用,疏水性乙酰基取代了亲水性羟基。由于乙酰基的引入导致膨体(增积)作用,使木材具永久尺寸稳定性。乙酰化的木材,对真菌具抗性,且无毒;木材多孔性不变,材色鲜艳悦目。所以,它是提高木材使用价值的重要途径之一。 成材的乙酰化用液相处理,必须清除处理后木材中残留的乙酰剂,然而在气相乙酰化中,则些道工艺可以减免。但它不适用于处理厚尺寸木材。我们对液、气两相乙酰化分别进行了试验,都作了尺寸稳定性和乙酰基含量等方面的测定。 本文是液相处理的研究结果。试验中,为降低工艺利用时的成本,还进行了剩余反应液的测定。各项测定均得到肯定的结果。     

木材无损检测技术研究历史、现状和展望

 无损检测是以不损害被检验对象的使用性能为前提,应用多种物理原理和化学现象,对材料进行有效检测。它具有检测时间短、方法简便、稳定性高、不破坏木材使用性能、适于连续化生产等特点,已经广泛应用于木材科学和工程领域。通过无损检测研究木材的力学性能,并对木材进行力学强度分等,不仅能了解不同无损检测在力学性能测试中的表现,还能在木材利用率、生产成本和生产效率上带来显著提升,具有重要的理论意义和经济价值。本文介绍了国内外常用木材无损检测技术的基本原理、特点和仪器设备,概述了发展历史和研究现状,从试验研究、仪器开发和实际应用3个方面展望了研究方向和工作重点。     

含水率对落叶松木材材性检测指标的影响

以落叶松为研究对象,利用无损检测技术,研究不同含水率下木材材性检测指标的变化规律。结果表明：在木材含水率未达到临界纤维饱和点时,木材的材性检测指标随含水率的增大急剧下降;在木材含水率大于临界纤维饱和点时,木材的材性检测指标随含水率的增大下降幅度较小。以木材含水率为单一变量,以木材纤维饱和点(30%)为分界点,建立含水率与落叶松木材材性检测指标的理论公式。用实测结果对理论公式进行修正,修正后的结果表明：材性检测指标的实测值与理论值变化趋势一致,用应力波测量仪和微钻阻力仪测定的波阻模量值的实测值与理论值最接近。同时,推导的理论公式可以作为现场测定木材材性指标的依据。     

增强-染色复合改性杨木的强度和耐光色牢度

【目的】通过木材增强-染色联合改性,提高人工林杨木的物理力学和装饰性能,为人工林速生软质木材的高效增值利用提供技术支持。【方法】将水溶性低分子质量三聚氰胺脲醛树脂(MUF)与酸性大红G复配得到复合染色剂,通过真空加压浸渍处理,对杨木进行增强-染色一体化改性,测试改性材颜色、强度、氙光老化等性能,并利用SEM分析其微观性状。【结果】增强-染色复合改性材的Δa^*、Δb^*、ΔC^*、ΔL^*与ΔE^*等色差指标与水染材基本一致; 复合染色材表面与内部颜色差异小于水染材。与未处理材相比,增强-染色复合改性材的密度、抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)和抗压强度分别提高了38.2%、6.28%、20.67%和48.87%,与树脂增强改性材相当。SEM分析结果表明,MUF改性材和复合改性材细胞腔和细胞间隙被改性剂填充; 与水染材相比,复合改性材中的染料颗粒分布更均匀。耐光色率度测试结果表明水染材颜色在10 h内变化最快,50 h开始趋于平缓; 增强-染色复合改性材在光照50～75 h颜色变化加快,75 h后趋于稳定,其耐光色牢度比水染材提高了28.3%。【结论】染料的添加对树脂MUF的增强改性作用无明显影响,染料的加入也不影响水溶性低分子质量MUF树脂的高渗透性,树脂填充细胞腔和细胞间隙使得两种改性材的密度和力学强度均大大提高,树脂对染料的包覆和固结使得复合染色材的耐水色牢度明显提高,增强-染色复合改性材比水染材具有更好的耐光色牢度。将木材功能性改良与染色相结合的杨木增强-染色一体化改性技术,能显著改善速生杨木材料的物理力学和装饰性能。     

小兴安岭松木醋液的生物活性及抑菌性能研究

为研究木醋液的综合利用技术,采用GC-MS法分析了小兴安岭松木醋液的有机成分,有机相中有机酸类占42.90%,酚类占26.68%。通过化学法分离木醋液分别得到活性组分有机酸类和[有机酸类+酚类],采用牛津杯法研究木醋液及分离活性组分对细菌的抑菌效果。结果表明,在较高浓度下对革兰氏性状不同的细菌均有明显的抑菌效果,活性组分[有机酸类+酚类]的抑菌效果普遍高于有机酸类,木醋液的抑菌活性组分是[有机酸类+酚类],以有机酸为主,酚类为辅,木醋液的抑菌效果优于市售化学品类消毒液,是一种很有应用前景的植物基抑菌剂。     

木材无卡轴旋切机变速给进控制系统设计

目前主流的木材旋切机容易造成加工木芯剩余过大,为了解决木径小于100 mm的木材加工问题,本文提出了一种无卡轴旋切机变速给进控制系统实现方案.该方案采用驱动辊组合来固定圆木,在此基础上进一步利用变速给进控制数学模型,可以确保加工单板厚度误差小于0.03 mm,大大提高了木材的利用率.该系统在实际应用中取得了良好效果,目前通过了安全性能测试,已经投入使用.     

木材气相乙酰化的研究

<正>木材乙酰化是对木材性质损害最小、尺寸稳定效果最好的一种处理方法。本试验是在具有膨胀剂和催化剂条件下,用醋酐和硫代醋酸对椴木进行气相乙酰化处理。试验结果表明,气相醋酐和硫代醋酸乙酰化的木材均可达到处理要求,尺寸稳定。 为进一步了解乙酰化的木材尺寸稳定的机理,还对处理材永久性膨胀和净吸水量作了测定。处理试件经气干后,平均吸湿率降低60—78％。 试验结果还表明:处理试件炉干前、后吸水膨胀率是有显著差异的。因此,应建立测定木材尺寸稳定性的标准方法。     

与干燥工艺有关的木材尺寸变异性的探讨

<正>对马尾松(针叶材)、水曲柳(环孔材)、胡桃楸(半散孔材)和色木(散孔材)四个树种的正常材弦切小试件(顺纹高7毫米,弦向40毫米,径向40毫米)分别以100、80、60和40℃四个温度水平干燥,并作初状态为水饱和与半干材的比较(水曲柳为生材状态),干燥前经汽蒸1小时同不汽蒸的比较,干燥后再原温吸湿和拟霉天气候吸湿的比较。获知了温度、汽蒸处理,含水率和树种对尺寸变异性影响的规律性,并发现木材尺寸正一反向变化时具有滞后现象。文章还讨论了“干裂势”定义对于窑干工艺的适应性,并根据试验结果讨论关于纤维饱和点和干燥过程中的应力问题。     

白蜡条木材解剖性质及其变异的研究

通过建立标准地,选择标准木进行树干解析,以及白蜡条木材离析试验,借助电子显微镜和计算机显微图像分析系统,应用定量解剖学方法,从微观角度对白蜡条木材解剖性质及其径向和纵向的变异规律进行了测定和分析。结果表明：白蜡条木材属于环孔材,早材管孔为圆形、椭圆形,轴向薄壁组织量较多,木射线纺锤形、多为同型木射线;白蜡条纤维长度、宽度、胞腔直径、壁厚、壁腔比分别为500~1 428 μm、10~24 μm、7~20 μm、1.4~4.6 μm、0.25~0.58。不同年轮间和树高间,纤维长度、宽度、壁厚、长宽比和壁腔比具有变异性。     

玄武岩纤维落叶松集成材胶合工艺

 中国木结构建筑工业的复苏面临很大的压力,其中一个重要难题就是中国缺乏天然优质大径级木材资源。如何利用中国现有劣质材资源,通过一定的技术手段对其进行改进是当前工作的重中之重。本文对聚氨酯胶黏剂制造落叶松集成材/玄武岩纤维增强树脂(BFRP)的胶合工艺技术进行了研究。试验采用竹材作为木材和BFRP的过渡层,同时引入硅烷偶联剂KH550对竹材进行处理,并在偶联剂HMR对竹材和BFRP的处理工艺上进行了进一步的完善。结果表明,径向横拼竹板材两面材性相同,同时成功避免竹节对胶合性能的影响,因此径向横拼竹板材与BFRP和木材的胶合性能最佳;硅烷偶联剂KH550对竹材处理工艺的引入,极大地增强了竹-BFRP的胶合性能。     

聚氨酯发泡木丝板的研究

研究了聚氨酯发泡木丝板的工艺参数、成型方法，以及两种原材料的胶合机理；探讨了板材的性能、结构及应用范围；进行了经济效益和社会效益分析。结果表明，聚氨酯发泡木丝板具有质轻、保温、吸音、防火等优良性能，用作隔墙可大大减少建筑物的地基处理费用；提高建筑物的保温性能，降低能耗；增加实际使用面积；且施工简便。因而聚氨酯发泡木丝板在新型建筑材料市场中具有较强的竞争力。     

对比度受限下直方图均衡化处理的木板纹路图像增强算法

在木板纹路识别的工程应用中,光照不均匀等因素会产生对比度差的木板图像,将影响木纹的准确识别,针对此现象采用改进的对比度受限自适应直方图均衡化方法(contrast-limited adaptive histogram equalization,CLAHE)对木板纹路图像进行增强处理,首先借助加权平均灰度化对原始图像进行灰度处理,再利用CLAHE算法将灰度图像分割成若干个大小相等连续的子块,选取合适的阈值对每个子块的直方图进行截取,将超过阈值的像素均分到其他的灰度级中,使用双线性插值对图像进行插值运算,得到对比度受限下直方图均衡化图像,最后使用双边滤波器(bilateral filter)对均衡化图像进行降噪保边处理。共用600幅木板图像,其中450幅图像作为训练集图像,150幅作为验证集图像,通过平均绝对误差(mean absolute error,MAE),峰值信噪比(peak signal to noise rate,PSNR)以及最终实验结论对比CLAHE算法和其他一些常规算法,工程运行结果表明:CLAHE方法处理木板纹理图像具有较好的运行效果,为木板纹理的准确识别提供了理论依据。