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杉木木材表面原位构筑坚固的疏水聚硅氮烷涂层 被引量：2
1
作者 陈寒娴 张林昕 +7 位作者 檀佳欣 王诗彤 温涛 林舒敏 杨日龙 李燃 张欣向 杨文斌 《东北林业大学学报》 北大核心 2025年第4期140-147,共8页
以杉木(Cunninghamia lanceolata)木材为研究对象,将木材裁切为20 mm×20 mm×12 mm(径向×弦向×纵向)的样品;以有机聚硅氮烷(OPSZ)、正己烷为试剂,按照质量比m(有机聚硅氮烷)∶m(正己烷)分别为1∶3、1∶5、1∶7、1∶9... 以杉木(Cunninghamia lanceolata)木材为研究对象,将木材裁切为20 mm×20 mm×12 mm(径向×弦向×纵向)的样品;以有机聚硅氮烷(OPSZ)、正己烷为试剂,按照质量比m(有机聚硅氮烷)∶m(正己烷)分别为1∶3、1∶5、1∶7、1∶9、1∶11的比例配制改性液;采用浸渍法将木材样品分别浸入不同比例的改性液中,常温(25℃)常压放置2 h后,将样品转移至烘箱中120℃热处理5 h,木材表面有机聚硅氮烷涂层固化,制得有机聚硅氮烷改性木材样品;应用相关仪器、参照国家相关标准及试验设计的方法,测定改性前后木材表面形貌与结构、木材表面化学成分与官能团变化、木材疏水性能与防水性能、涂层硬度、涂层机械稳定性、木材抗污性能、木材热稳定性,分析有机聚硅氮烷涂层的性能及其对木材保护的作用。结果表明:(1)采用扫描电镜观察改性前后木材的表面形貌,与未改性木材相比,经过有机聚硅氮烷改性的木材表面覆盖了一层较为致密的涂层。(2)采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪对改性前后木材表面官能团和木材表面元素的变化分析表明,改性后木材表面引入了稳定性好的有机硅骨架以及疏水的甲基;有机聚硅氮烷显著提高了木材的疏水性和防水性能,木材的水接触角从72.0°增大至119.3°,24 h吸水率从79.00%显著下降至25.38%。(3)改性后木材对牛奶、咖啡、橙汁、可乐等常见污染物,具有良好的抗污性。(4)改性后,木材表面有机聚硅氮烷涂层的铅笔硬度达到6 H,并且能够经受长时间的机械摩擦,表明其具有优异的机械稳定性。(5)热质量分析表明,有机聚硅氮烷显著提升了木材的热稳定性。(6)综合试验结果,有机聚硅氮烷涂层具有良好的防水性、耐机械摩擦、热稳定性,可在严苛环境时的木材保护中应用。 展开更多
关键词 杉木 木材改性 木材表面 有机聚硅氮烷 疏水涂层
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基于空气与蒸汽介质组成比及其压力调控的木材压缩变形永久固定 被引量：1
2
作者 黄荣凤 何啸宇 +4 位作者 王艳伟 孙龙祥 黎静 侯晓鹏 陈章景 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第4期1-20,共20页
压缩变形永久固定(定型)是木材密实化技术的关键科学技术问题之一。研究以空气、蒸汽以及两者混合气体为介质,在0.1、0.3和0.5 MPa的介质气体压力下,采用高温加压热处理方法,对表层压缩毛白杨(Populus tomentosa)木材实施180℃、2 h的... 压缩变形永久固定(定型)是木材密实化技术的关键科学技术问题之一。研究以空气、蒸汽以及两者混合气体为介质,在0.1、0.3和0.5 MPa的介质气体压力下,采用高温加压热处理方法,对表层压缩毛白杨(Populus tomentosa)木材实施180℃、2 h的定型处理。通过分析定型处理对压缩木材的回复率,以及其他物理、化学及力学性质的影响,阐明空气与蒸汽介质组成及其压力对木材压缩变形永久固定的作用机理。在180℃温度、0.5 MPa介质气体压力条件下,以纯蒸汽为介质时,有近80%的压缩变形被永久固定,但只以空气为介质时,仅约54%的压缩变形被永久固定。以空气为介质的热处理虽然会使半纤维素降解,但处理材中乙酸及醛类物质含量远远低于介质中加入50%以上蒸汽的混合介质处理材。说明介质中加入一定量的蒸汽,促进细胞壁组分化学反应,对木材压缩变形固定是至关重要的。基于所有检测样品统计分析结果,吸水回复率与相对结晶度之间的相关关系(r=0.921,p<0.01),比吸水回复率与羟基吸收强度之间相关关系(r=0.557,p<0.05)更密切,间接说明半纤维素降解过程使压缩应力释放,比羟基减少使吸湿性降低对压缩变形的永久固定的贡献更大。与空气介质相比,以蒸汽与空气的体积比为1∶1或蒸汽比例更高的混合气体为介质时,木材吸着水EMC和回复率降幅可以提高50%,木材硬度和表面硬度损失率降低4.6%及以上。空气与蒸汽混合介质处理不仅减少了处理过程中蒸汽的使用量,而且简化了压缩木材的定型处理过程,对降低压缩木的生产成本,实现木材压缩技术的商业化应用具有重要意义。 展开更多
关键词 毛白杨 压缩变形固定 空气介质 蒸汽介质 回复率 化学成分
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我国阻燃木质材料及其制品发展的思考
3
作者 彭晓瑞 吴玉章 +1 位作者 屈伟 施海东 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第1期80-88,共9页
随着国家对消防安全的不断重视,木质材料及其制品阻燃性能的提升愈发重要,阻燃产品的开发和应用具有很强的研究与应用价值。本文剖析我国阻燃木质材料及其制品的行业现状,阐明我国阻燃木制品在生产工艺、产品质量、检验方法等方面存在... 随着国家对消防安全的不断重视,木质材料及其制品阻燃性能的提升愈发重要,阻燃产品的开发和应用具有很强的研究与应用价值。本文剖析我国阻燃木质材料及其制品的行业现状,阐明我国阻燃木制品在生产工艺、产品质量、检验方法等方面存在的主要问题,并从技术开发、标准规范、政策监管等方面提出建议,以期促进我国阻燃木质材料及其制品产业的高质量发展。 展开更多
关键词 木质材料 木制品 阻燃 实现方式
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加热介质及其压力对表层压缩毛白杨木材颜色的影响
4
作者 黄荣凤 何啸宇 +4 位作者 王艳伟 孙龙祥 黎静 侯晓鹏 陈章景 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第4期21-32,共12页
采用统计学方法,综合分析木材压缩变形永久固定(定型)过程中热处理介质组成及其压力对木材颜色的影响,为处理过程中木材颜色变化控制提供依据。以蒸汽、空气、氮气,以及蒸汽与空气、蒸汽与氮气的混合气体为热处理介质,在气体压力分别为... 采用统计学方法,综合分析木材压缩变形永久固定(定型)过程中热处理介质组成及其压力对木材颜色的影响,为处理过程中木材颜色变化控制提供依据。以蒸汽、空气、氮气,以及蒸汽与空气、蒸汽与氮气的混合气体为热处理介质,在气体压力分别为0.1、0.3和0.5 MPa的环境中,对表层压缩毛白杨(Populus tomentosa)木材进行180℃、2 h的压缩变形固定处理,测定木材的颜色参数、质量损失率(mass loss,ML)和平衡含水率(equilibrium moisture content,EMC)。结果表明,介质种类和压力对毛白杨木材颜色有显著影响。随着压力的增加,处理材的L^(*)降低,a^(*)值增大,颜色向红棕色转变。以空气为介质时,随着压力的增加,处理材的△L^(*)显著增大;以蒸汽为介质时,压力增大至0.5 MPa时才对处理材△L^(*)产生显著影响;以氮气为介质时,压力的增加对处理材△L^(*)无显著影响。因子分析结果表明,处理材△L^(*)、△E^(*)和△H^(*)三者间,△b^(*)和△C^(*)间,以及ML和EMC间,均存在相关关系。基于颜色差值的聚类分析结果,在0.5 MPa压力下蒸汽介质处理材的△L^(*)和△E^(*)最大,分别为22.71和23.09,单独聚为一类;蒸汽介质中混入1/3或1/2的空气或氮气后,处理材的△L^(*)和△E^(*)均可降低50%以上,而且在聚为三类的情况下出现在同1个集群,在聚为四类的情况下又可以分为含有空气的介质处理和蒸汽与氮气混合介质处理2个集群。调控气体压力、以及蒸汽与空气或氮气的混合比,可以减少处理木材的色差,实现木材颜色的调控。 展开更多
关键词 毛白杨 表层压缩木材 加压热处理 热处理介质 木材颜色
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基于仿生学的木材多功能化改性及其在建筑领域的应用研究
5
作者 黄海兵 陈頔 +4 位作者 王春明 徐林 张展硕 崔晓磊 张艳红 《上海塑料》 2025年第2期21-25,共5页
通过仿生学原理,对木材进行多功能化改性,以提升其在建筑领域的应用性能。探讨了木材的结构特性与改性目标,并重点阐述了基于仿生学的木材多功能化改性策略。结果表明:改性木材在建筑结构、室内装修及外围护结构(如外墙、屋面)等领域展... 通过仿生学原理,对木材进行多功能化改性,以提升其在建筑领域的应用性能。探讨了木材的结构特性与改性目标,并重点阐述了基于仿生学的木材多功能化改性策略。结果表明:改性木材在建筑结构、室内装修及外围护结构(如外墙、屋面)等领域展现出优异性能,如超疏水性、阻燃性、抗菌性等特性。工程应用案例进一步验证了其在大跨度结构、高湿环境、公共建筑等场景的可行性与稳定性。研究可为建筑行业提供低碳环保的新型材料选择,推动木材基材料向高性能化、功能集成化方向发展,助力实现建筑可持续发展。 展开更多
关键词 仿生学 木材改性 建筑领域 超疏水性 阻燃性
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原木端压灌注乙醇对木材干燥、脱脂及染色的影响 被引量：1
6
作者 解卫海 仝伯强 +2 位作者 刘丹 张萍 朱建军 《东北林业大学学报》 北大核心 2025年第3期119-124,共6页
以黑松(Pinus thunbergii Parl.)生材为材料,探索原木端压灌注乙醇对木材进行干燥、脱脂、染色的作用。使用无水乙醇(表面张力不到水的表面张力的1/3)替换木材中的水溶液,用乙醇的挥发代替木材内部原有的水分蒸发,进行木材干燥以减少木... 以黑松(Pinus thunbergii Parl.)生材为材料,探索原木端压灌注乙醇对木材进行干燥、脱脂、染色的作用。使用无水乙醇(表面张力不到水的表面张力的1/3)替换木材中的水溶液,用乙醇的挥发代替木材内部原有的水分蒸发,进行木材干燥以减少木材的干燥缺陷,以及用乙醇冲洗出树脂道中的树脂,对木材进行脱脂,同时观察加有亮蓝指示剂的乙醇在木材内部的染色情况。试验结果表明:在0.2~0.3 MPa压力下,灌注乙醇1.0~1.5 h,消耗相当于原木中总含水量体积3倍的乙醇,能够置换出原木总含水量中77.0%的水分,其松香的脱除率为70.8%。增加乙醇的压注量和压注时间能够使木材排出更多水分和松脂。在最初收集的2002 mL木材压出液中(相当于木材总含水量的38%)不含有乙醇,其后收集的木材压出液中乙醇比例逐步升高,水的比例逐步降低。当压出液中含有体积分数为11%的乙醇时,木材压出液的电导率下降一倍;当压出液中乙醇的体积分数超过74%或更高时,压出液的电导率反而有所上升。压注乙醇的木块气干速度为对照的2.82倍。对照黑松木试样板在(103±2)℃烘干后,普遍存在内裂,乙醇灌注后的弦切板在(103±2)℃烘干后没有观察到内裂。 展开更多
关键词 乙醇灌注 木材干燥 木材脱脂 木材染色 木材防腐
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浸渍改性提高速生材尺寸稳定性的研究进展 被引量：2
7
作者 王永贵 于凡钧 +2 位作者 赵怡杰 肖泽芳 谢延军 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第1期10-21,共12页
利用木材改性技术提升速生材的材质是缓解木材短缺问题的关键途径之一。浸渍改性技术通过改变木材细胞壁结构和/或填充细胞腔,不仅能有效提高木材的尺寸稳定性、耐久性和力学性能,还赋予木材阻燃、耐腐防虫等功能。常用的改性剂包括热... 利用木材改性技术提升速生材的材质是缓解木材短缺问题的关键途径之一。浸渍改性技术通过改变木材细胞壁结构和/或填充细胞腔,不仅能有效提高木材的尺寸稳定性、耐久性和力学性能,还赋予木材阻燃、耐腐防虫等功能。常用的改性剂包括热固性树脂、有机单体、生物质基改性剂和有机/无机复合改性剂等。改性剂提升木材尺寸稳定性的机理主要包括改性剂充胀细胞壁、降低水分吸附并阻止水分子进入木材,从而提升抗干缩湿胀的能力。生物质基改性剂,如糠醇树脂、小分子糖和木质素因其环保性和可降解性受到关注,提升木材性能,减少对化石资源的依赖。为进一步提升改性效果,建议未来的发展方向聚焦于新型改性剂的合成和改性工艺的优化,同时借助人工智能技术实现改性过程优化、性能预测和参数调整等。 展开更多
关键词 速生材 浸渍改性 尺寸稳定性 改性机理
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基于注意力机制与迁移学习的改进ResNet18模型在木材近红外光谱分类中的应用 被引量：1
8
作者 邓迪 李昊 牟洪波 《科技创新与应用》 2025年第14期76-79,共4页
木材改性技术发展使木材分类成关键问题,近红外光谱技术数据处理有挑战。该文提出基于注意力机制和迁移学习的改进ResNet18模型用于木材近红外光谱分类。以ResNet18为基础,结合注意力机制聚焦重要波段,利用迁移学习提高效率和泛化能力... 木材改性技术发展使木材分类成关键问题,近红外光谱技术数据处理有挑战。该文提出基于注意力机制和迁移学习的改进ResNet18模型用于木材近红外光谱分类。以ResNet18为基础,结合注意力机制聚焦重要波段,利用迁移学习提高效率和泛化能力。实验表明该模型在训练时间、准确率等方面表现优异,注意力机制可提高准确性,迁移学习解决小样本问题,为木材光谱分析提供有效方法,未来可进一步优化拓展应用。 展开更多
关键词 近红外光谱 ResNet18模型 注意力机制 迁移学习 木材分类
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糠醇/丙烯酰胺复合改性杨木的制备与性能研究
9
作者 朱涵 邹楚文 +3 位作者 马荣花 程佳龙 谢延军 王海刚 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第2期12-20,29,共10页
为提高速生材的附加值,以速生大青杨(Populus ussuriensis)为原料,使用不同质量分数的糠醇低聚物溶液和不同物质的量比的糠醇/丙烯酰胺改性剂处理木材,分析改性剂的分布情况以及对改性材物理和力学性能的影响。结果表明:当糠醇低聚物溶... 为提高速生材的附加值,以速生大青杨(Populus ussuriensis)为原料,使用不同质量分数的糠醇低聚物溶液和不同物质的量比的糠醇/丙烯酰胺改性剂处理木材,分析改性剂的分布情况以及对改性材物理和力学性能的影响。结果表明:当糠醇低聚物溶液质量分数为30%时,低聚物的分子量小于1000,能够进入细胞壁中。糠醇改性材的尺寸稳定性较未处理材有所改善。添加丙烯酰胺后,糠醇/丙烯酰胺处理材的增重率和密度随着糠醇低聚物溶液添加量的增加而提升,抗湿胀系数可达37.51%。当糠醇与丙烯酰胺的物质的量比为4∶1时,改性材的抗弯强度为83.54 MPa,抗弯模量为14.83 GPa,冲击强度为28.64 kJ/m^(2),冲击强度比单独糠醇(质量分数为30%)改性材提高44.43%。添加的丙烯酰胺影响糠醇的自交联反应,降低糠醇树脂网络结构的致密程度,提高糠醇/丙烯酰胺改性材的冲击强度。 展开更多
关键词 木材改性 糠醇改性 丙烯酰胺 冲击性能 尺寸稳定性
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三聚氰胺-尿素-乙二醛树脂浸渍改性对人工林红锥木材物理力学性能的影响
10
作者 陈炎 孟素戎 +2 位作者 黄安民 苏莹莹 孙柏玲 《林业科学》 北大核心 2025年第1期166-175,共10页
【目的】利用三聚氰胺-尿素-乙二醛(MUG)树脂浸渍人工林红锥木材,以改善红锥木材易开裂变形等问题,提高其附加值。【方法】采用不同质量分数(10%、15%、20%和25%)的MUG树脂对人工林红锥木材进行浸渍改性处理(经改性处理的样品分别标记为... 【目的】利用三聚氰胺-尿素-乙二醛(MUG)树脂浸渍人工林红锥木材,以改善红锥木材易开裂变形等问题,提高其附加值。【方法】采用不同质量分数(10%、15%、20%和25%)的MUG树脂对人工林红锥木材进行浸渍改性处理(经改性处理的样品分别标记为MUG10、MUG15、MUG20、MUG25),探究改性处理前后木材物理力学性能变化,并应用氮气吸附、压汞和扫描电镜等方法分析改性处理前后木材孔隙结构和微观形貌变化。【结果】随着MUG树脂质量分数增加,木材的尺寸稳定性和力学性能均得到显著提高。当MUG树脂的质量分数为25%时,改性材的增重率(WPG)达21.1%,绝干密度为762 kg·m^(-3),且其早晚材绝干密度差相比素材降低42.0%,改性后木材密度更加均匀。MUG25改性材的弦向、径向和体积抗胀率(ASE)分别为52.06%、39.96%和44.30%,径向和弦向湿胀率之比为0.70,改性材各向异性降低,尺寸稳定性提高。与素材相比,MUG25改性材的抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)和顺纹抗压强度(CS)分别提高35.59%、30.01%和32.78%,径切面、弦切面和横切面硬度分别提高37.13%、13.46%和27.94%。氮气吸附和压汞测试结果表明改性材的孔隙率降低,扫描电镜结果显示改性材中导管、木纤维和纹孔等细胞孔隙被树脂填充。【结论】MUG树脂浸渍改性技术可有效改善人工林红锥木材尺寸稳定性差的缺陷,拓展其应用范围。 展开更多
关键词 人工林红锥木材 三聚氰胺-尿素-乙二醛树脂 尺寸稳定性 力学性能 孔隙率
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硅酸钠浸渍改性对杉木渗透性能的影响
11
作者 吴江 徐斌 +3 位作者 刘玉仙 张源 李萍 左迎峰 《材料导报》 北大核心 2025年第19期267-272,共6页
为了提高杉木的渗透性能,以低浓度硅酸钠为渗透改性剂,探究硅酸钠浓度、硅酸钠模数、陈化时间对杉木物理力学性能和渗透性能的影响,并获得最佳的渗透改性工艺。使用单因素试验探究硅酸钠浓度、硅酸钠模数、陈化时间对改性杉木渗透性能... 为了提高杉木的渗透性能,以低浓度硅酸钠为渗透改性剂,探究硅酸钠浓度、硅酸钠模数、陈化时间对杉木物理力学性能和渗透性能的影响,并获得最佳的渗透改性工艺。使用单因素试验探究硅酸钠浓度、硅酸钠模数、陈化时间对改性杉木渗透性能的影响,并通过扫描电镜等现代分析手段对改性杉木的微观形貌、化学结构等进行分析。通过单因素试验结果可知,当硅酸钠浓度为5%、硅酸钠模数为3.3、陈化时间为6 h时,处理得到的改性杉木吸水率相比未改性材提高65.93%。经过低浓度硅酸钠渗透改性后,杉木渗透性能相较于未改性材显著提高,且力学性能良好,因此在后续改性过程中相比未改性木更具优势。 展开更多
关键词 杉木 硅酸钠 浸渍改性 力学性能 渗透性
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热处理木材风化特性研究现状与展望
12
作者 周凡 周永东 +1 位作者 高鑫 喻立春 《世界林业研究》 北大核心 2025年第3期68-76,共9页
热处理木材因环境友好及可持续材料特性,在户内外场景得到广泛应用;然而,其实际应用中的性能和寿命直接取决于环境因子作用下的耐候性(抗风化性能)表现。目前,对热处理木材耐候性的认识尚未形成全面系统的理论体系,相关综合性评述较为... 热处理木材因环境友好及可持续材料特性,在户内外场景得到广泛应用;然而,其实际应用中的性能和寿命直接取决于环境因子作用下的耐候性(抗风化性能)表现。目前,对热处理木材耐候性的认识尚未形成全面系统的理论体系,相关综合性评述较为缺乏。文中从热处理木材耐候性的变化规律及其影响因素入手,阐述热处理木材在物理特性、力学性能和化学组分方面的耐候性变化特征,并通过与素材的对比分析探讨热处理对木材耐候性的调控机制;剖析热处理工艺参数和风化过程条件对耐候性评估结果的影响。基于此,提出未来应加强热处理木材耐候性变化规律系统研究,重点建立热处理工艺、风化过程与耐候性评估的关联,以期为热处理木材耐候性调控及长效应用维护提供参考。 展开更多
关键词 热处理木材 耐候性 自然风化 人工风化
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二氧化硅包裹锐钛矿型二氧化钛处理木材的老化性能研究
13
作者 尤梓媛 于洋 +4 位作者 贺增成 肖泽芳 张天鹏 谢延军 邱哲 《森林工程》 北大核心 2025年第4期713-722,共10页
为提高木材的耐老化性能,通过二氧化硅包裹锐钛矿型二氧化钛(A-TiO_(2)@SiO_(2)),并对其进行硅烷改性制得改性剂(KH560-TiO_(2)@SiO_(2)),KH560为γ-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷,真空浸渍处理速生杨木,系统评价KH560-TiO_(2)@SiO_(2... 为提高木材的耐老化性能,通过二氧化硅包裹锐钛矿型二氧化钛(A-TiO_(2)@SiO_(2)),并对其进行硅烷改性制得改性剂(KH560-TiO_(2)@SiO_(2)),KH560为γ-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷,真空浸渍处理速生杨木,系统评价KH560-TiO_(2)@SiO_(2)对杨木抗紫外老化性能的影响。结果表明,改性材表面引入了Ti和Si元素,有大量颗粒负载;处理材较未处理材接触角更高,有助于减少户外应用时由水导致的劣化;改性材羟基、超氧阴离子和苯氧自由基的激发能力降低,在紫外区吸光度升高。未改性杨木老化处理后木质素快速降解,导致其光变色和结构劣化。锐钛矿型二氧化钛(A-TiO_(2))的光催化特性促使杨木纤维素发生降解,而KH560-TiO_(2)@SiO_(2)改性处理在延缓木质素降解的同时,维持了纤维素的稳定性。综上所述,包覆处理减小了A-TiO_(2)的光催化性,改性剂可起到紫外屏蔽作用,同时降低木材润湿性,从而提高杨木抗老化性。KH560-TiO_(2)@SiO_(2)处理的速生杨木具有户外应用的潜能。 展开更多
关键词 速生杨木 抗老化 二氧化钛 表面修饰 木材改性 紫外屏蔽 光降解 自由基
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过热蒸汽压力对表层压缩木材动态黏弹性的影响机制研究
14
作者 向娥琳 黄荣凤 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第4期33-39,49,共8页
以毛白杨(Populus tomentosa)边材为试验对象,采用表层压缩和过热蒸汽对其进行联合处理。利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱表征表层压缩和不同蒸汽压力(0.1~0.7 MPa、180℃、)对木材细胞形态和化学结构的影响,并采用动态热机械... 以毛白杨(Populus tomentosa)边材为试验对象,采用表层压缩和过热蒸汽对其进行联合处理。利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱表征表层压缩和不同蒸汽压力(0.1~0.7 MPa、180℃、)对木材细胞形态和化学结构的影响,并采用动态热机械分析仪探究木材的动态黏弹性变化情况。结果表明:当测试温度由30℃增加至300℃,过热蒸汽处理定型材(简称定型材)的相对贮存模量的降低幅度明显高于对照材和压缩材。与压缩材相比,较低(≤0.3 MPa)蒸汽压力下,定型材的损耗模量变化不明显;当蒸汽压力超过0.5 MPa时,随着蒸汽压力升高,定型材α力学松弛损耗峰温度和所需的表观活化能分别降低了11~45℃和22.89%~50.28%。过热蒸汽处理后,压缩材中半纤维素脱乙酰基、木质素发生降解反应,使得低分子量高聚物占比升高,压缩材弹性和黏滞性回复下降,尺寸稳定性增强。研究结果可以为过热蒸汽处理表层压缩木材的加工利用提供理论依据。 展开更多
关键词 木材 表层压缩 过热蒸汽压力 细胞结构 化学结构 动态黏弹性
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橡胶木改性的研究进展
15
作者 杨琳 屠心微 +1 位作者 李家宁 刘洪海 《林业工程学报》 北大核心 2025年第6期1-11,共11页
橡胶木作为一种速生且经济高效的木材资源,在家具制造和建筑行业中发挥着重要作用;然而,其高边材比例、生物耐久性差、尺寸稳定性低以及物理力学性能不足等缺陷,限制了其更广泛的应用。为了解决这些问题,近年来橡胶木的改性技术成为研... 橡胶木作为一种速生且经济高效的木材资源,在家具制造和建筑行业中发挥着重要作用;然而,其高边材比例、生物耐久性差、尺寸稳定性低以及物理力学性能不足等缺陷,限制了其更广泛的应用。为了解决这些问题,近年来橡胶木的改性技术成为研究的重点。梳理了近10年来橡胶木改性技术的研究进展,从物理改性和化学改性两方面展开。物理改性主要是通过热处理和压缩密实化处理等方法改善橡胶木的物理和化学性质,增强其耐水性和尺寸稳定性。化学改性主要围绕细胞壁反应类型进行归纳和总结,细胞壁非反应型改性如脲醛树脂、酚醛树脂改性等,通过真空加压将树脂浸渍到木材内部并固化,提升橡胶木的尺寸稳定性、硬度和抗生物降解能力;而细胞壁反应型改性如糠醇改性、乙酰化改性和苯甲酰化改性等,通过化学反应与木材细胞壁中的羟基结合,形成稳定的化学键,从而增强木材的物理和化学稳定性及抗紫外线性能。尽管这些改性方法显著改善了橡胶木的性能,但在实际应用中仍需关注其环境友好性、健康风险及长期性能稳定性等问题。分析和总结了各种改性方法的原理、改性后橡胶木性能的提升及其潜在缺陷,旨在为橡胶木改性技术的发展提供参考,推动探索更加绿色环保的改性途径,以期拓宽橡胶木的应用领域,满足更广泛的市场需求。 展开更多
关键词 橡胶木 木材特性 热处理 树脂改性 乙酰化
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阻燃联合染色改性杨木单板工艺
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作者 石鑫 秦生磊 +3 位作者 刘扬光 储德淼 沈晓双 刘盛全 《林业工程学报》 北大核心 2025年第1期49-59,共11页
以酸性大红3R为染料、磷酸二氢铵为阻燃剂对杨木单板进行联合处理,探究阻燃染色同步处理单板的可行性,选择阻燃剂质量分数、染料质量分数、温度和时间为考察因素,以上染率、色差和氧指数为性能评价指标,通过直观和方差分析得出了影响单... 以酸性大红3R为染料、磷酸二氢铵为阻燃剂对杨木单板进行联合处理,探究阻燃染色同步处理单板的可行性,选择阻燃剂质量分数、染料质量分数、温度和时间为考察因素,以上染率、色差和氧指数为性能评价指标,通过直观和方差分析得出了影响单板上染率、色差及氧指数的显著因素及最佳工艺方案。此外,利用扫描电镜⁃能谱仪(SEM⁃EDS)对阻燃剂及染料分子在单板内部的分布状态进行了观察,并对它们的特征元素质量分数进行测定。在此基础上,采用模糊数学综合评判法对这3个评价指标进行了综合评判。结果表明:单板进行阻燃染色同步处理具有一定的可行性,提升了木材的染色效果,单板表面颜色偏暗偏黄,在实际生产过程中可以对染色配方进行调整以达到目标染色效果。上染率最佳工艺方案为:阻燃剂质量分数15%,染料质量分数1.5%,温度80℃,时间3 h。色差最佳工艺方案为:阻燃剂质量分数20%,染料质量分数2.0%,温度80℃,时间3 h。氧指数最佳工艺方案为:阻燃剂质量分数30%,染料质量分数0.5%,温度80℃,时间4 h。SEM⁃EDS分析表明,阻燃剂质量分数太高(30%)容易使分子间发生团聚,导致导管孔隙发生堵塞,P、S特征元素的增加表明阻燃剂与染料分子成功进入单板内部。通过模糊数学综合评判法得出阻燃染色单板综合性能的最佳工艺参数为:阻燃剂质量分数30%,染料质量分数0.5%,温度80℃,时间3 h。 展开更多
关键词 杨木单板 上染率 色差 氧指数 模糊数学综合评判法
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木材预处理技术的研究进展与应用综述
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作者 彭婷婷 杨兆哲 +3 位作者 符启良 冯鑫浩 吴智慧 刘洪海 《材料导报》 北大核心 2025年第18期258-272,共15页
木材是一种绿色、可再生资源,由于其特有的纹理、颜色、气味、调温调湿等特性,已经被广泛应用于建筑、汽车、家居、艺术等领域。然而,木材复杂的微纳结构和难解的多重组分提高了它的利用难度,进而限制了其高效利用。预处理技术可以改变... 木材是一种绿色、可再生资源,由于其特有的纹理、颜色、气味、调温调湿等特性,已经被广泛应用于建筑、汽车、家居、艺术等领域。然而,木材复杂的微纳结构和难解的多重组分提高了它的利用难度,进而限制了其高效利用。预处理技术可以改变木材在化学组成和物理结构上的各向异性,突破部分组成的处理屏障,并解译微纳致密结构,从而提高木材的物理化学可及性,进而实现木材后续的功能化高效利用。本文在介绍木材基本结构与特性的基础上,概括了不同木材预处理工艺包括生物、物理、化学以及联合预处理等方法;并对预处理后的木材在木材转化、力学性能、光学性能、电学性能以及声学特性等方面的应用进展进行综述,以期为木材预处理方法的选择、开发及应用提供一定的参考,也为木质资源的绿色、低碳、高效利用奠定基础。 展开更多
关键词 木材预处理 木材转化 力学性能 渗透性 光学性能 电学性能 声学性能
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植酸基阻燃剂对泡桐木材燃烧性能和热稳定性的影响
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作者 吴晓梅 李含音 王飞 《东北林业大学学报》 北大核心 2025年第3期125-130,共6页
以植酸为主要原料,分别通过层层组装法、两步法、溶胶-凝胶法3种方式,合成植酸基阻燃剂(植酸-壳聚糖全生物质阻燃剂、植酸铵-环糊精膨胀型阻燃剂、植酸铵-硅溶胶环保阻燃剂);通过表面涂覆的方式在泡桐(Paulownia)木材表面构建阻燃涂层,... 以植酸为主要原料,分别通过层层组装法、两步法、溶胶-凝胶法3种方式,合成植酸基阻燃剂(植酸-壳聚糖全生物质阻燃剂、植酸铵-环糊精膨胀型阻燃剂、植酸铵-硅溶胶环保阻燃剂);通过表面涂覆的方式在泡桐(Paulownia)木材表面构建阻燃涂层,研究3种阻燃剂对试件点燃时间、热释放速率、总热释放量、总烟释放量、一氧化碳和二氧化碳产量、残余物质量和热稳定性的影响。结果表明:与天然木材相比,植酸铵-环糊精阻燃木材、植酸铵-硅溶胶阻燃木材的点燃时间均延长一倍以上,3种阻燃剂对降低木材的热释放速率、总热释放量、二氧化碳产量均具有促进作用,残余物质量增加量的提高超过6.89%,但总烟释放量、一氧化碳产量有所增加;阻燃木材的热分解速率明显下降,植酸-壳聚糖阻燃木材、植酸铵-环糊精阻燃木材、植酸铵-硅溶胶阻燃木材的残炭量分别提高163.24%、58.04%、121.77%,热稳定性显著提高。 展开更多
关键词 泡桐 植酸 植酸基阻燃剂 木材燃烧性能 热稳定性
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植酸基多组分木材阻燃剂研究进展
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作者 吴晓梅 李含音 王飞 《世界林业研究》 北大核心 2025年第1期73-79,共7页
木材具有良好的机械性能、低生产成本和可再生性等诸多优点,但由于其高火灾风险,木材利用仍面临较多挑战。开发绿色、高性能木材阻燃剂具有重要的现实意义和紧迫性。生物质植酸具有高磷含量和优异的生物相容性,是阻燃材料研究关注的热... 木材具有良好的机械性能、低生产成本和可再生性等诸多优点,但由于其高火灾风险,木材利用仍面临较多挑战。开发绿色、高性能木材阻燃剂具有重要的现实意义和紧迫性。生物质植酸具有高磷含量和优异的生物相容性,是阻燃材料研究关注的热点之一。文中综述植酸的阻燃机理、单组分及其分别与氮、金属、硅、生物基等其他材料协同阻燃的最新研究进展,比较分析各自的优缺点和植酸阻燃剂发展面临的化学添加、不够抑烟、强度降低、吸湿性较大等问题。建议从研发绿色环保的全生物质阻燃剂、改善植酸基阻燃剂处理木材的抑烟性能、提升物理力学综合性能3个方面加强研究,进一步研制绿色、高性能的植酸基木材阻燃剂。 展开更多
关键词 植酸 木材阻燃剂 阻燃机理 协同阻燃
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糠醇树脂改性对杨木微观构造及树脂分布的影响
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作者 张阳锦 沈晓双 《林业工程学报》 北大核心 2025年第2期34-41,共8页
糠醇树脂改性是提升木材性能的细胞壁改性技术手段,而改性效果在一定程度上取决于糠醇树脂对木材微观构造的影响。因此,以不同质量分数糠醇树脂改性材为研究对象,通过光学显微镜、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)和扫描电子显微镜(SEM)探究... 糠醇树脂改性是提升木材性能的细胞壁改性技术手段,而改性效果在一定程度上取决于糠醇树脂对木材微观构造的影响。因此,以不同质量分数糠醇树脂改性材为研究对象,通过光学显微镜、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)和扫描电子显微镜(SEM)探究糠醇树脂改性材的显微构造,并通过单因素方差分析(ANOVA)阐明糠醇树脂对杨木(Populus tomentosa)微观构造的影响。糠醇极性小分子通过浸渍处理进入杨木,在热和催化剂的作用下聚合成高分子树脂,可显著影响杨木的微观结构。光学显微镜观察发现,树脂主要分布于纤维及木射线细胞的细胞壁和细胞腔中。与未处理材相比,改性材纤维细胞壁厚度增加,且体积增容率与细胞壁厚度之间具有良好线性关系(R^(2)=0.9355);同时,改性材细胞腔面积减小,细胞腔内的树脂面积占比随糠醇质量分数的增加呈线性增加(R^(2)=0.9926)。此外,随着糠醇质量分数增加,改性材纤维长宽比增大。通过LSCM观察到纤维细胞的细胞腔及细胞间隙中荧光强度高于细胞壁,树脂在细胞壁中的荧光强度分布规律为由细胞壁-腔界面处向次生壁逐渐减少,并沿着细胞壁-胞间层方向增多。LSCM和SEM结果表明,树脂减少了杨木孔隙,这是由于树脂分布于细胞壁、细胞腔、细胞间隙、纹孔及穿孔等空隙。以上结果表明,糠醇树脂改性改变了杨木微观构造;通过方差分析可知糠醇树脂改性对杨木微观构造具有显著影响。本研究对于揭示糠醇树脂改性对木材性能的影响机制提供了必要的理论支撑。 展开更多
关键词 杨木改性 糠醇树脂 显微构造 树脂分布
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