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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王雪苑 黄宇翔 马尔妮
【目的】分析热处理过程中毛竹主要承载细胞-纤维细胞其细胞壁骨架物质纤维素微观结构与其微力学性能的变化，以期从纤维细胞构效关系的角度解释热处理毛竹宏观力学性能的变化。【方法】以4年生毛竹为实验材料，以酸性亚氯酸钠溶液和氢氧化钠溶液脱除毛竹细胞壁基质，得到仅保留纤维素的毛竹纤维细胞。对未处理的毛竹试件和毛竹纤维细胞进行饱和蒸汽热处理，处理时间8 h，温度140和200℃。之后分别测定毛竹试件的物理力学性质（密度、抗弯、抗拉性能）和纤维细胞的单根纤维拉伸性能、细胞壁硬度和弹性模量等微力学性能。利用扫描电子显微镜、X射线衍射技术、傅里叶变换红外光谱分析和聚合度测定表征热处理前后毛竹纤维素形态以及微观结构的变化。【结果】毛竹的密度、顺纹抗弯和抗拉性能均随热处理温度的上升而下降。140℃热处理对毛竹纤维细胞的拉伸强度和弹性模量影响不显著，但热处理温度提高至200℃后，纤维细胞的抗拉强度急剧下降，由未热处理的808.30 MPa减少至479.23 MPa。此外，随着热处理温度的上升，纤维细胞的细胞壁硬度增加。热处理后仅保留纤维素的毛竹纤维细胞微观形貌基本不变，纤维素的结晶度增加，分子间氢键增加，聚合度下降。【结论】热处理会降低毛竹的密度、顺纹抗弯和抗拉性能，并降低了仅保留纤维素的毛竹纤维细胞的拉伸强度，但会在一定程度上改变纤维细胞壁的微力学性能。这与热处理后毛竹纤维素的结晶度、氢键体系和聚合度的变化密切相关。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张丹 王戈 张文福 程海涛
以毛竹圆竹为研究对象,研究其力学性能的变异规律。结果表明:以圆竹为测试单元毛竹各项性能测试结果不同于以竹片为测试单元测得的结果,但是毛竹圆竹的各项力学性能在竹龄、竹秆部位上的变异规律和竹片力学性能的变异规律相似。随竹秆高度的增加,其纵向抗压强度、纵向抗剪强度、抗弯强度均呈增大趋势;4年生毛竹的力学性能总体优于6年生毛竹。
关键词：
毛竹 圆竹 竹片 力学性能
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
曹振华 刘元 苌姗姗 李婷 刘贡钢 柏元娟 廖媛媛 胡进波 刘敬盛
【目的】为促进毛竹圆竹在房屋建筑、岩土地基、道路桥梁等方面的应用，需要提供毛竹圆竹部件在工程中有可靠的使用依据，而系统阐述毛竹圆竹基础力学性能是推广毛竹圆竹结构材料的重要研究工作。【方法】以毛竹圆竹为原材料，依据LY/T 2564—2015测定毛竹圆竹的顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、环刚度以及抗弯强度并分析对应的荷载-位移曲线，选取抗弯强度试件进行三维非接触式-高精度全场应变实时监测。【结果】毛竹圆竹顺纹抗剪强度为27.36 MPa，顺纹抗压强度为56.67 MPa，顺纹抗拉强度为141.46 MPa，环刚度为104.74 N/mm2，抗弯强度为133.31 MPa；毛竹圆竹的顺纹抗剪承载力、顺纹抗压承载力和环刚度均与直径呈正相关，直径在70～90 mm范围内，上述承载力均随毛竹圆竹直径增大而增大；毛竹圆竹的顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、环刚度和抗弯强度在试验加载过程中试件均出现较明显的开裂或变形后持续加载才丧失承载力；通过DIC记录毛竹圆竹达到破坏荷载时的位移从下部到上部逐渐减少，从2.564 mm减少到2.269 mm；毛竹圆竹抗弯强度的应变场数量级峰值下部为-163.904×10～5微应变，上部为152.417×10～5微应变，结构破坏呈现上部压应力和下部拉应力同时且近似相同的增长。【结论】试验表明，中空的毛竹圆竹具有较高的承载力，并且随着毛竹圆竹的直径增大承载力有所增大，从荷载-位移曲线可以看出毛竹圆竹具有一定的塑性变形能力，在实际应用中具有很好的破坏表现。
关键词：
圆竹 荷载-位移曲线 应力-应变 DIC
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
夏雨 牛帅红 李延军 夏俐 马俊敏 王丽 余肖红
以红竹Phyllostachys iridescins为研究对象,研究了常压高温热处理温度(110,130,150,170℃)与处理时间(1,2,3 h)对红竹竹材物理力学性能的影响。结果表明:热处理后红竹材的物理力学性能优于未处理竹材,热处理温度是影响竹材性能的主要因素;在110,130,150,170℃热处理温度下,圆竹材顺纹抗压强度增长率为35.90%~52.01%,圆竹材顺纹抗剪强度增长率43.24%~90.99%,圆竹材抗弯强度增长率42.47%~122.58%,圆竹材径向环刚度增长率2.14%~52.55%;170℃热处理竹材的各项干缩性能较好;130℃和150℃热处理竹材的力学性能相近。综合各因素,适宜原竹家具用材红竹竹材的热处理工艺为温度130℃,时间2 h。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
莫珏 马中青 聂玉静 马灵飞
选取4～6年生的毛竹Phyllostachys edulis材为原料,采用热压机对毛竹材进行高温快速热压处理,研究不同热处理温度(225, 250, 275, 300, 325, 350和375℃)下竹材物理力学性能的变化。结果表明:随着热处理温度的升高,竹材平衡含水率和气干密度明显下降(P体积干缩率的变化率>径向干缩率的变化率;当温度达到375℃时,弦向全干干缩率下降了86.81%,径向全干干缩率下降了83.60%,体积全干干缩率下降了83.95%,达各向的最大值。热处理温度升高,竹材顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量均先增加后减少,其中,顺纹抗压强度在375℃时达最小值(63.78 MPa);抗弯强度在250℃时达最大值(151.00 MPa),在375℃条件下达最小值(61.85MPa);抗弯弹性模量在300℃时达最大值(10 487.44 MPa),在375℃时达最小值(7 071.14 MPa)。认为竹材接触式快速热处理工艺提升了竹材尺寸稳定性和力学性能。图4参27
[期刊] 林业科学
[作者]
张亚梅 于文吉
毛竹竹材的纤维化单板经高温处理后,热压制备成竹基纤维复合材料(BFC)。分析热处理对纤维化竹单板化学性能的影响及热处理对BFC表面颜色、尺寸稳定性、力学性能的影响。结果表明:纤维化竹单板经热处理后,其综纤维素和α-纤维素的含量相对于未处理材显著降低,其中半纤维素含量降幅最大;热处理后竹材的pH值相对于未处理材显著降低,碱缓冲容量显著增大,而酸缓冲容量降低。由纤维化竹单板经热处理后制备的BFC,表面颜色变深,吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率相对于未处理材显著降低,尺寸稳定性得到改善;材料的静曲强度和水平剪切强度相对于未处理材显著降低,且随着蒸汽压力的增大和热处理时间的增长呈逐渐降低的趋势,而弹性模...
[期刊] 林业科学
[作者]
苏文会 范少辉 张文元 周金明 汪忠健
Compared with the undamaged Phyllostachys edulis,the wood mechanical properties of bended bamboo for 4-year-old by frost and snow were studied. It was shown that the wood mechanical properties of bended Phyllostachys edulis were equivalent to or a little less than those of the undamaged bamboo. The ...
关键词：
毛竹 弯压材 力学性能 冰雪灾害
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
侯瑞光 刘元 李贤军 孙润鹤 乔建政
在4个不同的温度和时间水平下,对新鲜毛竹竹束进行了高温干燥-热处理,利用冷压热固化方法压制重组竹,研究了热处理温度和时间对重组竹物理力学性能的影响规律。结果表明:经过干燥-热处理后,重组竹的耐水性能有所提高,24 h吸水率(RWA)和吸水厚度膨胀率(RTS)下降幅度分别达6.31%～30.09%和3.96%～40.26%;重组竹的内结合强度(SIB)和静曲强度(SMOR)呈逐渐降低趋势,在本研究范围内,分别降低14.34%～60.96%和21.54%～64.48%。但重组竹的弹性模量(EMOE)与热处理温度的提高和时间的延长没有明显变化。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
廖立 涂登云 李重根 周桥芳 张少川 吴向阳
采用185℃温度对尾赤桉木材进行了热处理研究,并对处理材和素材进行了物理、力学性能对比研究。结果表明:热处理提高了尾赤桉木材的尺寸稳定性,在环境温度30℃,相对湿度45%～90%变化范围内,处理材含水率的变化比素材降低了30.6%,顺纹、径向、弦向尺寸变化率分别减少了25.4%、25.2%、33.8%;处理后顺纹抗压强度降低了14.8%;径切面、弦切面、端面的硬度分别升高了33.1%、12.8%、1.4%;抗弯强度降低了43.8%;弹性模量增加了37.2%。
关键词：
尾赤桉木材 热处理 物理力学性能
[期刊] 林业科学
[作者]
李涛 顾炼百
对经过185℃生产性高温热处理的水曲柳木材的力学性能进行测试和分析。结果表明:与素材一样,处理材弦径向弹性模量之间没有显著差异;高温热处理对水曲柳木材弦向弯曲强度和横纹抗压强度有不利影响,而弦向弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度等受此种工艺的影响很小。若将处理材与素材在实际使用情况下的力学性能进行比较,处理材除了在弦向弯曲强度上仍比素材低,上述各项力学性能均高于素材。
[期刊] 林业科学
[作者]
孟凡丹 王超 向琴 余养伦 于文吉
【目的】以高温干热处理疏解竹单板为基本单元,制备竹基纤维复合材料,分析不同热处理温度对疏解竹单板物理化学性能以及竹基纤维复合材料物理力学性能的影响,为高温干热处理竹基纤维复合材料生产工艺优化和新产品开发提供依据。【方法】以毛竹疏解单板为原料,以180和200℃干热空气为介质,在氧气含量2%～2.5%条件下对其进行热处理;以不同温度处理的疏解竹单板为基本单元制备竹基纤维复合材料,对热处理后疏解竹单板以及竹基纤维复合材料的性能进行分析。【结果】200℃处理4 h疏解竹单板的质量损失比180℃大;随着热处理温度升高,疏解竹单板的综纤维素和α-纤维素含量分别降低11.36%、20.15%和21.95%、35.94%,木质素相对含量分别增加16.36%、43.56%,pH和缓冲容量降低;傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱分析显示,热处理后疏解竹单板表面羟基数量减少,导致其对水分的再吸收能力降低;热处理后疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;经180和200℃处理后,竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率分别降低11.20%、15.88%、7.03%和21.60%、32.27%、26.60%,静曲强度和剪切强度分别降低39.07%、33.51%和56.14%、42.15%,弹性模量变化不显著。【结论】随着热处理温度升高,疏解竹单板的抽提物挥发和化学组分降解,其质量损失率增加,pH和缓冲容量降低;半纤维素优先降解,导致其对水分的再吸收能力降低,而降解生成的可溶性小分子物质增加,导致其抽提物和木质素相对含量增加;热处理疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率降低,耐水性能增加,静曲强度和剪切强度大幅降低。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
任文涵 张丹 王戈 李文燕 程海涛
为评估造纸废弃竹屑增强高聚物制备竹塑复合材料的可行性,采用竹粉、竹屑、竹浆纤维、竹屑+竹浆纤维共混4种竹质纤维,分别以50%的质量比增强高密度聚乙烯(HDPE)制备竹质纤维-HDPE(竹塑)复合材料,并对比分析了竹屑-HDPE复合材料与其他3种竹塑复合材料的力学和热性能。结果表明:与常规的竹粉-HDPE复合材料相比,竹屑-HDPE复合材料有较好的拉伸性能,但是弯曲性能较差。其拉伸强度和模量分别比竹粉-HDPE复合材料提高了45.94%和114.09%;而弯曲强度和模量分别比竹粉-HDPE复合材料降低了8.08%和17.64%。竹屑-HDPE复合材料有较好的热性能,与竹粉-HDPE复合材料相比,...
关键词：
竹质纤维 复合材料 力学性能 热性能
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
侯瑞光 李贤军 刘元 廖瑞 徐康 胡嘉裕 王纯 王燕 程曦依 王成美
以速生杨木为研究对象，采用木材真空加压浸渍处理和炭化罐专用设备，对杨木进行浸渍－热处理，研究了热处理温度和时间对杨木素材、热处理材、浸渍材和浸渍－热处理材的顺纹抗弯强度、弹性模量和耐磨性影响。结果表明：１）热处理会使素材和浸渍材的抗弯强度和弹性模量降低，但浸渍材的下降幅度较素材更小；２）浸渍后，杨木的耐磨性有提高，但幅度不大；热处理后，耐磨性整体呈下降趋势，特别是在２００℃后，下降非常明显；浸渍材与素材的耐磨性在同条件下相差不大；
关键词：
脲醛树脂 浸渍 速生杨木 力学性能
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
李秀云 陈晓沛 徐英武 曹友志
毛竹Phyllostachys edulis是中国主要的经济竹种,纤维素合成对于竹材的形成具有重要意义。纤维素主要由纤维素合成酶(CesA)合成,并储存在植物的初生壁和次生壁中。通过生物信息学方法、透射电镜观察以及荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)技术研究了毛竹纤维素合成酶的表达和功能。共获得16个毛竹纤维素合成酶家族基因。结构域分析表明:毛竹纤维素合成酶都含有cellulose_synt结构域,N端大多有锌(Zn)指结构。毛竹韧皮部细胞超微结构观察发现:次生壁随着高的增加而加厚,次生壁的初始形成在
[期刊] 林业科学
[作者]
王海刚 宋永明 王清文 张征明
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N...
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