【目的】以人工速生林杨木为研究材料，利用定向重组技术开发高硬度重组木，揭示压缩率对杨木重组木表面硬度的影响规律，为杨木表面改性及其重组木制备工艺优化提供可靠的方法和科学依据。【方法】利用定向重组技术制备压缩率50%、55%和59%共3种杨木重组木，选取杨木、红榉和俄罗斯柞木为对照样，采用万能力学试验机测定3种木材和3种不同压缩率杨木重组木样品表面的金氏硬度；应用超景深三维显微镜、场发射扫描电镜观察样品表面的宏观和微观形貌以及样品金氏硬度测试过程中破坏面的宏观和微观形貌；运用压汞法（MIP）测试样品孔隙率；使用激光共聚焦显微镜（LSCM）和透射电子显微镜（TEM）表征酚醛树脂在重组木中的分布情况。【结果】杨木重组木的金氏硬度随压缩率增大而增大。与杨木相比，压缩率59%杨木重组木的金氏硬度增加12.63倍，其硬度高于俄罗斯柞木和红榉。金氏硬度测试时的应力-应变曲线显示，压缩率越大，重组木的比例极限应力越大。场发射扫描电镜和超景深三维显微镜观察可知，杨木原木的破坏面呈韧性断裂，制备的重组木随压缩率增大其破坏模式逐渐变为脆性断裂。压汞法（MIP）测试样品孔隙率可知，定向重组可显著降低杨木的孔隙率，压缩率越大，重组木的孔隙率越低。激光共聚焦显微镜（LSCM）和透射电子显微镜（TEM）观察可知，随压缩率增大，酚醛树脂沿胶层带分布的宽度和深度逐渐增加，且渗透到导管、木射线和纤维细胞的细胞腔中。通过纳米压痕测试重组木细胞壁力学性能，当重组木压缩率为55%、施胶量为15%时，其细胞壁硬度和弹性模量相较原木分别提高54.65%和20.14%。重组木表面硬度增大主要是因为杨木经定向重组后，其导管和木纤维细胞被压缩密实，孔隙率降低，单位体积内的细胞实质密度增加，细胞之间的结合面积增大，连接更紧密；同时，引入的酚醛树脂不仅将压缩的细胞结构固定，而且通过形成的胶钉可提高细胞之间的连接强度，浸入细胞壁的酚醛树脂还能够增强其硬度和弹性模量，从而赋予重组木表面较高的硬度。【结论】定向重组技术可有效解决速生人工林杨木木材材质软、表面硬度低的问题，且可通过控制压缩率调控重组木硬度，以满足不同应用场景对材料硬度的需求。

采用Wilhelmy板法测量探测液体与经压缩处理前后的杨木单板的接触角,探讨了利用临界表面张力法、几何平均法及调和平均法得到的杨木表面自由能与单板压缩率的关系.结果表明:利用临界表面张力法和调和平均法测定的未经压缩的杨木单板表面自由能分别为63.2和53.3 mJ·m-2,该值均随单板压缩率的增加而缓慢增加;而几何平均法计算的表面自由能偏大;利用调和平均法计算的未经压缩杨木单板总表面自由能中,色散力分量为10.8 mJ·m-2,极性力分量为42.5mJ·m-2.

以速生杉木为基材，采用低分子量酚醛（ＰＦ）树脂浸泡及热压密实工艺对其进行表面改性处理，并对改性后材料的基本性能进行检测，研究了改性过程中压缩率与树脂浓度对改性材基本性能的影响。结果表明：试件密度随压缩率与树脂浓度的增加而增加，其中压缩率的影响更为明显；随压缩率和树脂浓度的提高，其弹性模量、静曲强度以及硬度不断增加，当树脂浓度为５０％、压缩率为１０％时，弹性模量、静曲强度、径面硬度、弦面硬度和端面硬度分别增加了８８．６９％、６６．０７％、２５．６０％、２９．７２％和４２．９１％。同时，改性材表面耐磨性随树脂浓度的增加而有显著提高，但受压缩率的影响很小。

以人工林杨木和杉木木材为研究对象 ,对其表面自由能、表面极性和表面化学官能团等木材表面特征因子进行测定 ,并探讨不同温度处理条件下木材表面特性的变化机理。研究结果表明 :杉木比杨木有较高的总表面自由能 (42 35mN·m- 1 对 38 93mN·m- 1 )和非极性表面自由能 (41 6 1mN·m- 1 对 35 5 2mN·m- 1 ) ,而杨木的极性表面自由能比杉木要高 (3 4 1mN·m- 1 对 0 74mN·m- 1 )。杨木和杉木木材经过不同温度处理后 ,其总表面自由能和非极性表面自由能都随着处理温度的升高而下降 ,而极性自由能则有不同程度的升高。产生此种现象的原因主...

为减少TVOC对人体和环境的危害,改善室内空气环境质量。通过不同涂料、不同饰面方法对杨木强化材进行表面涂饰,并与强化材和杨木素板的TVOC释放情况比较,得出以下结论:(1)水性涂料与硝基涂料和醇酸清漆涂料相比,环保性能更为优越;而涂饰方法对TVOC释放量的影响不大。(2)表面涂饰对杨木强化材内部萜烯类和烷烃类的释放有较好的抑制作用,且涂料中的TVOC能够以较快的速度挥发出去;此外,饰面后芳香烃类物质的释放量明显增加,但萜烯类和烷烃类物质的释放量显著降低。

为了研究分析酶处理工艺对杨木表面动态润湿性能的影响,利用木材表面动态润湿模型研究了酶处理前后响叶杨Populus adenopoda木材表面的动态润湿性能变化情况,以及酶处理用量和处理时间对其动态润湿性能变化的影响。研究结果表明:酶处理方法能提高杨木表面动态润湿性能。在相同条件下,水、甘油和二碘甲烷等3种试剂在酶处理后的杨木表面的K值(与液体湿润速度有关的衰减速率常数)的增幅分别达11.5%,7.3%和4.1%;随着酶用量的增加,以及酶处理时间的延长,杨木表面的动态润湿性能改善效果更加明显。

通过研究木聚糖酶处理条件对麦秸表面性能的影响,得出最佳工艺条件为:处理温度45℃、时间6 h、pH 5.0、酶用量205.0 IU.g-1.借助扫描电子显微镜和傅立叶红外光谱分析技术,分析酶处理后麦秸单元的微观结构和表面官能团变化的结果表明:酶处理的麦秸单元的外表面接触角显著减小;—OH峰明显增加,纤维素、木质素类物质大量暴露出来;蜡质层脱落和翘起,有明显纤维骨架露出,有利于提高其胶合性能.

以微、纳米二氧化硅和硅油(羟基硅油和含氢硅油)为主要原料,经高压均质制备了二氧化硅/硅油复合乳液(CSE),稀释后与催化剂混合,经真空-加压浸渍后联合180℃热处理改性东北青杨边材,构建疏水表面。测试并分析了改性材表面的接触角、滚动角、表面粗糙度,并采用场发射扫描电子显微镜-X射线能量色散谱仪和原子力显微镜观察改性材表面的微观形态并对细胞壁中的元素分布进行了检测。结果表明:1)2.7%CSE/热改性材的3个切面上的水分接触角和滚动角均达到了超疏水性的要求,随着CSE质量分数的进一步增加,改性材表面的疏水性

将新采伐的小径级杉木Cunninghamia lanceolata,马尾松Pinus massoniana,樟树Cinnamomum camphora(复合用)和毛竹Phyllostachys edulis(含水率均在纤维饱和点以上)制成具有一定规格尺寸、高含水率的集成木(竹)方材,经刨切加工得到薄木(竹),再气干至含水率15%左右,通过触针法对未作砂光处理的薄木(竹)正面表面粗糙度进行测定。结果表明:刨切薄木表面粗糙度值的大小与材质、纹理方向及指榫显著相关(P0.05),可满足各类基材贴面的质量要求。

对杂交白杨、毛白杨、美洲黑杨刨花进行压缩力学表现的测试结果表明,它们之间的流变表现有某种重要的差异。杂交白杨以厚为0.35mm刨花所制成的刨花板,当板的密度以压缩比由1.2到1.5的范围升高时,MOR迅速增长而IB则无明显提高,而同时导致了在高密度范围内,板的尺寸稳定性下降。这可归因于杂交白杨薄刨花缺乏足够的回弹力。当杂交白杨的刨花厚度增至1.2mm时,由于其回弹力加强,随着板密度增高,MOR和IB二者同步地明显提高,但尺寸稳定性及弹性模量则有所下降。由另二个杨木树种,以厚为0.35 mm刨花所制成的刨花板,在广泛的压缩比范围内,MOR,IB都随密度增加而有显著提高,这二种杨木在流变性能方面,...

采用高次方程回归和三次样条函数插值法进行压缩弯曲木平面中心曲线的数学模拟 ,为平面弯曲木弯曲机器人软件设计提供基础理论和程序编制的数学计算方法 ,并解决在弯曲木构件生产中方程不收敛的问题 ,提出合理的计算方法及各种方法存在的优缺点。利用平面弯曲木弯曲机器人可以大幅度减少弯曲木加工过程中模具的数量 ,可以使弯曲木加工实现数控化。

介绍木材微米加工技术新产品MFLB的微观构成机理,指出孔穴是MFLB的重要微观结构特征;并引入孔穴压缩变化率(η)参数,通过设置一系列热压压力以产生不同水平的孔穴压缩变化率,采用显微镜分析MFLB板材横断面图像,选取均匀部位进行孔穴压缩变化率对板材性能影响的分析。结果表明:热压压力采用1.6~2.2MPa,均能压制出符合标准的密度为0.3g.cm-3的MFLB板材,η≤0,在-0.0487~-0.0680之间,热压压力与孔穴压缩变化率η呈非线性关系;获得密度为0.3g.cm-3MFLB性能下降的孔穴压缩变化率临界值;分析比较不同孔穴含量、孔穴压缩变化率下孔穴的分布、尺寸和形状;讨论对于某一密度...

研究压缩、炭化过程中木材结构与化学成分的变化对压缩炭化木的应用有重要意义。利用扫描电镜、扫描电镜X射线能谱和红外光谱分析研究了杨木经压缩、炭化的微观结构和木材的化学成分变化。研究发现:意杨Populus euramericana经过压缩、炭化后,细胞腔变小,胞壁距离减小,胞壁距离最大分别缩小56.94%和53.34%,但细胞壁本身仍然保持了其完整性;心边材各元素的变化趋势一致,炭元素上升,氧元素下降,以边材为例,素材O/C为1.76,压缩、炭化处理后分别为1.65,1.45;杨木在热压和高温炭化过程中,纤维素的降解,使C—H伸缩振动吸收峰强度下降,并发生了一定的位移,半纤维素降解使C O伸缩振...

以不同厚度杨木单板为原料,探讨不同应变水平、不同温度、不同含水率及有无胶黏剂对杨木单板应力松弛行为的影响。结果表明:室温、变形相同时,含水率越大,应力松弛量越大;绝干材随着温度升高,应力松弛量略有增加,但没有含水率的影响显著;绝干材在变形相同时,有胶比无胶的应力松弛量大。杨木单板的应力松弛行为可以用由Maxwell模型和弹簧并联组成的三元件模型来模拟。

防水处理是保护竹材及竹制品的有效手段,采用PU和FC等2种涂膜型、WPA和WPB等2种疏水型表面涂饰方法对重组竹进行表面防水处理,利用接触角法、吸湿法和吸水法等3种方法对防水性能进行评价,比较不同材料涂饰后的防水性能以及3种评价方法的差异。结果表明:(1)疏水型表面处理的重组竹试样对水的接触角比涂膜型的更大,可达120°130°,而对照仅为50°左右;涂膜型的FC吸湿率和吸水率均最低,97%的相对湿度下480 h的吸湿率和72 h吸水率分别比对照降低47.05%、62.44%。(2)接触角法、吸湿法和吸水