林产工业专业文摘

<正>竹基纤维复合材料纤维化单板的形态研究文章对梁山慈竹纤维化单板形态进行了研究。结果表明:节间竹青面和竹黄面、节部竹青面和竹黄面的平均裂隙角度为60°~70°;节间52%的竹青、节部75%的竹青发生脱落;节间竹束平均断面面积1.97mm2,包含4.61个维管束。节部竹束平均断面积1.83mm~2,包含4.07个维管束。通过碾压疏解,对原竹进行可控分离,使复合材料制备达到广谱可设计性。[齐锦秋,于文吉,谢九龙,等.竹基纤维复合材料纤维化单板的形态研究.木材工业,2012,26(2):6~9.]     

用CONE法研究竹材的阻燃性能

以毛竹为对象,利用锥形量热仪,在50 kW·m-2的热辐射功率下,对毛竹去除竹青保留竹黄(去青)、去除竹黄保留竹青(去黄)以及竹杆上、中、下(保留竹青竹黄)不同部位的竹材进行了燃烧性能的测定,分析了它们的燃烧性.结果表明,点燃时间、第二释热峰出现的时间及峰值、质量损失速率与竹材两表面的去与不去有极显著线性相关关系;竹杆部位与点燃时间有极显著性,与质量损失速率(峰值)有显著相关,与第二释热峰出现的时间及峰值分别为无显著相关及有一定相关;比消光面积与竹材两表面的去与不去及竹杆部位无显著相关.     

早园竹的力学性能特点及测试方法研究

通过该项研究结果表明,采用3点弯曲方法与顺纹压剪方法测定的竹材弦面剪切强度所得结果有着良好的拟合性;早园竹的力学性能在三度竹时达到最高峰,四度竹的弹性模量显著下降,抗弯强度和弹性模量略有下降;采用3种方法测试(沿竹青方竹黄和弦向加压)结果表明,3种测试数值结果具有良好的相关性。对早园竹采用不同测试方法所得的力学结果表明,对小径级竹材可以参照单向纤维增强材料的方法测定其力学性能,为小径竹材力学性能测试以及相关标准的制定提供可以借鉴的方法。     

毛竹竹青和竹黄半纤维素的提取与结构表征

以毛竹加工剩余物为原料,分离出竹青和竹黄。经粉碎过筛、苯/乙醇脱蜡和次氯酸钠脱木质素3个过程得到相应的综纤维素,然后用1%、5%和10%的KOH依次提取综纤维素得到半纤维素,竹青、竹黄半纤维素的总提取率分别为81.74%和85.36%。对所提取的半纤维素进行成分分析、分子量测定、红外光谱和核磁共振分析,结果表明,竹青、竹黄半纤维素成分主要为木糖,分别占61.02%~73.76%和65.22%~80.00%。竹黄半纤维素的重均分子质量为44 870~48 560 g/mol,高于竹青半纤维素的重均分子质量(43 970~46 245 g/mol)。竹青、竹黄碱溶半纤维素都是典型的阿拉伯糖基木聚糖结构,主链为β-D-吡喃木糖形成的木聚糖,在木糖基的C-2位连接着4-O-甲基-α-D-葡萄糖醛酸,C-3位连有α-L-呋喃阿拉伯糖,同时部分木质素通过苯苷键与半纤维素中的糖基相连。     

集装箱底板用竹基纤维复合制造技术

以毛竹和绿竹为原料,酚醛树脂为胶黏剂,采用点裂和线裂纤维分离技术,将半圆竹筒分离形成由竹纤维束组成的网状结构的纤维化单板,经过工艺和结构设计,制造竹基纤维复合集装箱底板,并与传统阿必通、竹木和竹篾全竹集装箱底板的性能进行对比分析.结果表明:在不去竹青和竹黄的条件下,采用合理的结构和工艺制造的竹基纤维复合材料,性能达到或超过GB/T 19536-2004《集装箱底板用胶合板》标准规定的各项指标要求,其综合性能超过传统阿必通、竹木和竹篾全竹集装箱底板.采用纤维化单板,可改变传统竹条和竹篾的单元结构,既简化加工过程,提高竹材的利用率和生产效率,竹材一次利用率达到90％以上,竹基纤维复合集装箱底板是一种新型的高效利用的集装箱底板.     

竹展平板胶合性能研究

为促进竹材展平技术推广应用和新产品开发,选择毛竹展平板为研究对象,对比研究了毛竹展平板以竹青与竹青(O/O),竹青与竹黄(O/I),竹黄与竹黄(I/I)三种界面胶合时板材的拉伸和剪切强度以及浸渍剥离性能。研究结果表明:三种胶合材剪切强度O/O胶合时最大,O/I次之,I/I最小,且胶合强度均满足GB/T 9846—2015标准中Ⅰ类胶合板的强度要求;在Ⅱ类浸渍剥离试验中,三种胶合材胶层均未发生剥离,而在Ⅰ类浸渍剥离试验中,O/O和I/I胶层剥离长度平均值分别为36.16 mm和60.05 mm,O/I胶层虽未发生剥离,但测试样发生了回弹弯曲变形和开裂。浸渍剥离试验结果反映出现有工艺生产的毛竹展平板尺寸稳定性不佳。     

针状木纤维/HDPE复合材料的力学性能

采用一步法连续挤出技术将杨木针状纤维与高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融复合制备木塑复合材料(NF-WPC).用正交试验法分析纤维尺寸、纤维添加量、偶联剂含量和润滑剂含量4个因子对NF-WPC力学性能影响的显著性;用扫描电子显微镜观察分析NF-WPC中木纤维与HDPE的界面结合状况;提出优化的工艺配方并与相同木材含量的木粉/HDPE复合材料进行对比研究.结果表明:针状木纤维的含量对NF_WPC冲击强度影响显著,对弯曲性能和拉伸性能的影响高度显著;偶联剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)的添加量对NF_WPC的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度影响显著;在本文的试验范围内,木纤维尺寸和润滑剂石蜡的含量对NF-WPC力学性能的影响不显著.确定的优化工艺配方为:木纤维长度为3～4mm、长径比为8～11,木纤维含量60%,MAPE含量4%,石蜡含量0.3%;采用优化工艺制备的NF_WPC的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量和冲击强度分别为58.7 MPa、3.0 GPa、39.6 MPa、4.0 GPa和12.7 kJ·m-2.除冲击韧性略低外,用优化工艺配方制备的NF_WPC其他力学性能均高于用同比例木粉制备的木塑复合材料.     

浸渍塑化杨木单板顺纹弯曲性能研究

本研究以酚醛树脂为浸渍液,杨木单板为木材试样,对经浸渍塑化处理的杨木单板进行三点弯曲试验,探索了木/竹复合层合板的组分材料--塑化杨木单板受不同压力时的顺纹弯曲弹性性能,并分析了其与塑化压力间的关系.结果表明,塑化杨木单板的静曲模量和静曲强度与塑化压力呈非线性关系.通过对杨木单板试验研究,为木材/竹材复合材料制造过程中的结构设计和生产工艺提供一定的理论依据和基本思路,并对产品的设计、组织现场生产和产品质量评估提供一定的参考.     

电子自旋共振在竹材研究中的应用：苦竹自由基研究 一

对机械加工不同程度、不同部位苦竹的自由基浓度进行了比较,并研究了胶粘剂的施加对自由基浓度的影响。结果表明,加工程度愈深,比表面积愈大,试样的自由基浓度愈大,竹棒试样的自由基浓度只有粉状试样的1/3～1/10;竹肉自由基浓度为竹青的两倍、竹黄的八倍;酚醛胶与脲醛胶的施加均使竹材试样的自由基浓度降低,说明胶与自由基产生了作用,但二者在ESR谱线上有明显不同。     

竹壁铣削量对竹-木插接结构的力学性能影响研究北大核心

圆竹家具有利于减少生产能耗、提高竹材利用率。针对大多数圆竹家具连接结构接合不便、接合强度低的问题,本文提出了竹-木插接式连接结构,即将竹材内壁铣削为正圆后与实木插接式连接。考察了竹壁铣削量对竹-木胶合性能、插接结构节点抗弯性能的影响。结果表明:竹壁铣削量对竹木胶合剪切强度无显著影响(p>0.05);胶黏剂种类对竹木胶合剪切强度和木破率有显著影响(p<0.05);竹壁铣削量与抗弯强度和抗弯弹性模量呈负线性相关;与竹壁铣削量2 mm相比,1 mm和0 mm的抗弯强度分别增加13.60%和37.58%,抗弯弹性模量分别增加13.02%和42.43%。因此,为提高竹-木插接结构的力学性能,建议控制竹壁铣削量,保留更多的圆竹壁厚。研究结果可为竹-木插接结构提供设计依据,并为圆竹家具结构优化提供参考。     

Bending characteristics of bamboo (<Emphasis Type="Italic">Phyllostachys pubescens</Emphasis>) with respect to its fiber–foam composite structure

The bending properties of split bamboo culm were compared with those of spruce and beech wood specimens. The bamboo allowed large flexural deformation since its outer layer retains the tensile stress while the softer inner layer undergoes large compressive deformation. The results suggested that the combination of the fiber-rich outer part and the compressible inner part was responsible for the flexural ductility of split bamboo. To clarify the compressible nature of the inner part of bamboo, the longitudinal surfaces of the bamboo and wood specimens were microscopically observed before and after a large longitudinal compression. Although the wood specimens showed serious and localized buckling, the inner part of the bamboo specimens showed no such visible buckling. In the latter case, the foam-like parenchyma cells absorbed the large compressive deformation by their microscopic buckling and simultaneously, the alignment of sclerenchyma fibers was maintained by the surrounding parenchyma matrix. The flexural elasticity of the bamboo was compared to that of the wood in respect of remaining strain during cyclic bending tests. No clear difference was recognized between their remaining strains. This fact indicated that the bamboo was not so flexible elastically, although its fiber–foam combination and intelligent fiber distribution improve flexural ductility.     

竹基纤维复合材料纤维化单板的形态研究

对梁山慈竹纤维化单板形态进行了研究。结果表明:节间竹青面和竹黄面、节部竹青面和竹黄面的平均裂隙角度为60°～70°;节间52%的竹青、节部75%的竹青发生脱落;节间竹束平均断面面积1.97mm2,包含4.61个维管束。节部竹束平均断面积1.83mm2,包含4.07个维管束。通过碾压疏解,对原竹进行可控分离,使复合材料制备达到广谱可设计性。     

不同竹龄毛竹增强相的动态热机械研究

利用动态热机械分析仪检测不同竹龄的毛竹,实验证明:在常温条件下,毛竹竹青的刚性随毛竹竹龄的增加而增加,当毛竹到了一定竹龄后,其竹青的刚性渐渐趋于稳定。一般5~6年生的成熟毛竹的竹青部分的常温存储模量位于10¹⁰Pa(10GPa)数量级以上,一般能满足做为风力发电叶片复合材料中增强相材料的使用。因此,最佳的风力发电叶片复合材料增强相材料是5~6年生的成熟毛竹。     

A morphological study on the behavior of bamboo pulp fibers in the beating process

Summary Bamboo pulp fibers respond to beating more rapidly than do wood fibers. This is probably due to the difference in secondary wall structure between the fibers. In the present paper, the behavior on beating of pulp fibers from Bambusa polymorpha Munro was investigated from a morphological point of view. The secondary wall of bamboo fibers consists of alternately arranged broad and narrow layers. During the beating process, a number of transverse and concentric cracks are generated in the broad layers, which causes an internal fibrillation. The outer broad layers with their numerous cracks separate from the inner layers and swell highly toward the outside. The outer secondary wall layer of bamboo fibers has a microfibril angle of about 20° with respect to the fiber axis which is much smaller than that of the S1 layer of wood fibers. As a result this layer appears to offer little resistance to prevent the external swelling of the broad layers.Part of this work was financially supported by a Grand-in Aid for Scientific Research, Ministry of Education, Japan, 57470095Currently with the Japan Pulp and Paper Research Institute, Inc., Tsukaba, Japan     

不同因素对竹/木复合强化单板层积材MOE、MOR的影响

以杨木单板和竹帘为原料,采用低分子量水溶性酚醛树脂浸渍处理,通过干燥、组坯、热压等工艺制备竹木复合强化单板层积材。探讨了组坯方式、压缩率、热压温度、热压时间4个因素对竹木复合强化单板层积材弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)的影响。结果表明:表层为一层竹帘的竹木复合强化单板层积材的MOE和MOR较大,分别是13．43GPa、148．13MPa,与表层为杨木单板次表层为竹帘组坯方式相比分别增加了33．63％、56．16％。确定了竹木复合强化单板层积材较合理的制造工艺参数。     

高性能竹基纤维复合材料制造技术

针对我国竹材人造板工业发展过程中遇到的竹材青黄界面有效胶合和竹材单板化利用技术难题,中国林业科学研究院木材工业研究所开发了竹材单板化制造技术、纤维原位可控分离技术、酚醛树脂梯级导入技术和竹基纤维复合材料成型技术等多项技术,研制了多功能竹单板疏解机,建立了竹基复合材料制造技术平台,开发风电桨叶基材、全竹集装箱底板、室外园林景观用材、建筑梁柱、家具、火车车厢底板、水泥模板及建筑撑木等8种竹基纤维复合材料,使毛竹等大径竹材的一次利用率从20%~50%提高至90%以上,使丛生竹、小径毛竹、其他散生杂竹等未能工业化利用的竹材得到高效利用。     

壳聚糖金属配合物处理后竹材的防褐腐作用及力学性能

以4年生新伐毛竹为试材,以褐腐菌棉腐卧孔菌为试菌,对壳聚糖铜配合物(CCC)、壳聚糖锌配合物(CZC)及相应的金属盐(氯化锌)和铜铬硼(CCB)、ACQ处理材的耐腐性能、力学性能及胶接性能进行研究.结果表明:1) CCC处理的竹材对棉腐卧孔菌的耐腐性能不及CCB和ACQ处理材;但是,随着CCC处理浓度的增加,处理材耐褐腐性能明显增加,当处理材中金属离子保持量达到5.141 kg·m-3时,腐朽后质量损失低于6.1%.2) CZC处理毛竹试材的耐腐效果低于CCC、CCB和ACQ,略高于氯化锌处理材,当CZC中金属离子保持量高于5.091 kg·m-3时,处理材的质量损失在26.4%～29.0%之间.3) 同素材(未处理材)相比,经防腐剂处理后的竹材力学性能及胶接性能均有不同程度下降,尤其是CCB处理材.在所测指标中,抗弯弹性模量和抗弯强度下降最明显,横纹抗压强度和胶接强度除CCB外变化不大.     

改善竹材胶合性能的研究

用润湿角测量仪测量了胶粘剂在竹材表面的润湿角,用物理方法(喷砂处理)、化学方法(NaOH,Na_2CO_3处理)处理竹青、竹黄,并测定了用这些竹片压制成的竹胶板的胶合强度。实验中,借助于红外光谱仪分析了处理前后竹青、竹黄表面化学结构的变化。实验结果表明:喷砂处理方法可明显地提高竹青、竹黄的胶合强度。     

毛竹材的材色及用H2O2脱色处理效果的研究

本文对毛竹材不同年龄和不同部位的材色进行了分析,并试验了H_2O_2对竹材的脱色处理效果。结果表明:毛竹材的材色与年龄和部位均有一定的关系,即随年龄增加材色变得较深,竹壁外侧的材色较内侧为深;过氧化氢对毛竹材具有较好的脱色效果,其处理时间对脱色效果也有一定的影响。     

Micromorphological characteristics of bamboo (<Emphasis Type="Italic">Phyllostachys pubescens</Emphasis>) fibers degraded by a brown rot fungus (<Emphasis Type="Italic">Gloeophyllum trabeum</Emphasis>)

The decay pattern in bamboo fibers caused by a brown rot fungus, Gloeophyllum trabeum, was examined by microscopy. The inner part of the polylaminate secondary wall was degraded, while the outer part of the secondary wall remained essentially intact. Degradation in bamboo fiber walls without direct contact with the fungal hyphae was similar to wood decay caused by brown rot fungi. Degradation in polylaminate walls was almost confined to the broad layers whereas the narrow layers appeared resistant. The p-hydroxylphenyl unit lignin in middle lamella, particularly in the cell corner regions, was also degraded. The degradation of lignin in bamboo fibers was evidenced by Fourier transform infrared spectra. The present work suggests that the decay of bamboo fiber walls by G. trabeum was influenced by lignin distribution in the fiber walls as well as the polylaminate structures.