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阐述了竹材干燥机理、干燥特性以及纤维饱和点三方面的国内外研究现状,通过对竹材干燥特性与纤维饱和点的相关分析,为竹材工业化利用及理论研究提供依据。 相似文献
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毛竹纤维饱和点随竹龄的变化规律 总被引：1，自引：0，他引：1
竹材的纤维饱和点对于竹材的加工利用具有重要指导意义。以毛竹为研究对象,采用力学法和水分吸着等温线法对毛竹纤维饱和点及其随竹龄的变化规律进行了系统研究。结果表明,两种方法所得的纤维饱和点不同,顺纹抗压强度法0.5龄为36.12%;1.5～4.5龄为(24.49±0.78)%,水分吸着等温线法0.5龄为24.51%;1.5～4.5龄为(18.38±0.42)%;两种方法测得纤维饱和点的绝对数值虽然存在一定差异,但随竹龄的变化规律相同,即从0.5龄到1.5龄降幅明显,大于1.5龄后趋于稳定。 相似文献
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【目的】以不同生长期的毛竹材纤维细胞壁为研究重点,在纳米尺度下分别表征不同竹龄毛竹材纤维细胞壁的结构特征和力学性能,阐明成熟毛竹材纤维细胞壁的结构特征和力学性能与幼龄竹和过熟竹的差异,为竹材的科学采伐和竹材分级、改性及重组研究与合理利用提供理论依据。【方法】采用滑走显微制片法观察毛竹材横切面显微结构并精准确定其纳米压痕测试部位,应用纳米压痕技术结合非包埋制样法对0.5年幼龄毛竹、4.5年成熟毛竹和10.5年过熟毛竹材纤维细胞壁力学性能进行研究;利用广角X-射线散射法结合高斯拟合算法对不同竹龄毛竹材纤维细胞壁的微纤丝角进行测算。【结果】毛竹材竹肉横切面显微结构表明,毛竹主要由薄壁组织细胞和维管束组成,维管束由导管和包裹着导管周围的厚壁纤维细胞组成;对其厚壁纤维细胞壁的纳米压痕测试结果表明,3个生长发育期的毛竹材细胞壁力学性能指标有较大不同,其中0.5年幼龄毛竹材的细胞壁弹性模量和硬度最小,分别为10.7 GPa和0.358 GPa,4.5年成熟毛竹材的细胞壁弹性模量和硬度均为最大,分别为19.6 GPa和0.498 GPa,10.5年过熟毛竹材的细胞壁硬度和弹性模量居二者之间,分别为17.6 GPa和0.445 GPa;微纤丝角测试结果同样表明不同生长发育期毛竹材细胞壁的微纤丝角不同,其中0.5年幼龄毛竹材微纤丝角最大,为13.5°,4.5年成熟毛竹材微纤丝角度最小,为8.43°,而10.5年过熟毛竹材微纤丝角介于二者之间,为11.9°。【结论】生长期对毛竹材纤维细胞壁力学性能和微纤丝排列均有影响,幼龄毛竹材纤维细胞壁力学性能与成熟毛竹材纤维细胞壁力学性能有较大差别,随着竹龄增大达到成熟期时,毛竹材纤维细胞壁力学性能达到最大,但毛竹材并不是生长期越长其细胞壁力学性能越好,而是随着竹材老化其力学性能呈下降状态。处于成熟期的毛竹材其纤维细胞壁微纤丝排列与主轴的夹角呈较小状态,也决定了其具有较优的力学性能。依据3个竹龄毛竹材纤维细胞壁力学性能和微纤丝角测量结果,本研究在细胞壁水平阐明了毛竹材在成熟期时其微观力学性能优于幼龄毛竹材和过熟毛竹材。 相似文献
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当木材细胞腔中的水分(自由水)、蒸发完毕,而细胞壁中的水分(吸附水)达到饱和状态时木材的含水率称为纤维饱和点。纤维饱和点是木材材性的转折点,并因树种不同和温度的改变而变化。当湿木材由室温冷至水的冰点时,木材的纤维饱和点m_f增高,导致木材膨胀。其原因是,木材细胞壁中水的蒸汽压p随着温度的降低比液态水的饱和蒸汽压p。的降低来得迅速,即p相似文献
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《林业工程学报》2017,(1)
以4年生毛竹为试材,利用低场核磁共振(LF-NMR)技术研究了毛竹中的质子H在室温和-3℃条件下的自旋-自旋驰豫时间(T_2)特性,以分析竹材水分分布特征。由于固态冰与液态水的弛豫时间和竹材自由水和结合水凝固点的差异性,本试验采用仅冻结竹材细胞腔内自由水来获取结合水信号的方式,通过对比冷冻前后T_2弛豫信号反演峰的面积,可确定结合水准确含量。结果表明:在室温条件下,T_2分布峰大致为3个,-3℃温度下T_2分布峰为1个,根据毛竹细胞壁内吸着水所处空隙较小、T_2弛豫时间较短可以判断,峰1为结合水弛豫,峰2和峰3为自由水的弛豫。毛竹的纤维饱和点(FSP)均值约为35%,测试结果高于传统外推法结果,与差示扫描量热法(DSC)等实测法的结果相符。试验结果证明核磁共振可以作为快速测定竹材纤维饱和点的有效手段。 相似文献
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【目的】聚焦于探究在顺纹劈裂和径向横纹压缩力作用下，竹材在宏观、组织和细胞等不同尺度的断裂行为，剖析外力作用下竹材断裂机制，为竹材新技术、新工艺、新产品开发提供理论依据。【方法】以毛竹为研究对象，对其施加顺纹劈裂和径向横纹压缩作用，利用场发射扫描电镜（FESEM）观察维管束和薄壁组织及导管、纤维和薄壁细胞的断裂形貌和裂纹扩展路径，结合纳米压痕仪测量纤维和薄壁细胞2类细胞壁的微观力学强度，探索竹材在顺纹劈裂和径向横纹压缩力作用下不同尺度的断裂破坏特性。【结果】竹材在顺纹劈裂力作用下，宏观上呈顺纹劈裂破坏，断裂形貌近乎为直线状；在组织层面，维管束中纤维鞘和薄壁组织中沿顺纹劈裂，维管束中导管的细胞壁呈撕裂破坏；在细胞层面，纤维和大部分薄壁细胞为胞间层破坏，有少数薄壁短细胞的细胞壁被撕裂。竹材在径向横纹压缩力作用下，宏观上呈压溃破坏，在顺纹方向形成系列不规则裂纹；在组织层面，维管束受到明显破坏，纤维鞘中形成不规则裂纹，导管的细胞壁被压溃，薄壁组织呈阶梯状分层破坏；在细胞层面，与顺纹劈裂力的破坏模式相似，纤维和大部分薄壁细胞为胞间层破坏，不同的是裂纹在部分薄壁短细胞交接处会发生转向，沿径向拓展，... 相似文献
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《林业科学》2017,(10)
木材-水分关系是木材科学领域的传统经典研究内容。随着现代分析技术不断发展,木材-水分关系研究已从宏观进入到微观,从细胞水平上升到分子水平,趋向于系统化和综合性。本文首先论述木材细胞壁壁层结构与化学组分的非均匀性以及木材中水分存在状态的多样性,得出木材-水分关系研究的热点和难点是木材中水分分布以及存在状态。其次,归纳磁共振成像、计算机断层扫描成像、中子成像和振动光谱成像4种现代分析技术应用于木材中水分分布研究的最新进展,并分析这4种技术的优缺点。其中,部分最新研究进展是:属于振动光谱成像的显微红外成像技术具有6.25μm的空间分辨率,可用于木材细胞壁水分分布研究,结果证实纤维饱和点以下木材细胞壁中水分分布具有不均匀性;而同属于振动光谱成像的显微拉曼成像技术具有1μm的空间分辨率,适用于木材细胞壁不同形态区水分分布研究,结果证实在纤维饱和点以下木材次生壁中层的含水量高于细胞角隅区。再次,总结近红外光谱、磁共振、红外光谱、拉曼光谱4种分析技术应用于木材中水分存在状态研究的最新进展,并分析这4种技术的优缺点。其中,部分最新研究进展是:木材中水分吸附的主要活性位点是羟基和羰基;纤维饱和点以下木材中吸着水的存在状态为强氢键结合水、中等氢键结合水和弱氢键结合水;根据3种状态水随相对湿度的变化趋势,可将木材中水分吸附过程分为3个阶段,每个阶段所吸附水的分子结构主要为C=O…(HOH)…OH或OH…(OH_2)…OH、WATER…HOH…WATER以及四面体结构。最后,本文指出木材中水分分布及其存在状态尚有许多疑问亟待解答,应以研发更高精度、更高灵敏度的分析技术以及更可信的谱图成分分析技术为突破口,在细胞水平、分子水平上深入揭示木材-水分关系。 相似文献
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紫外线照射对毛竹茎秆细胞壁超微结构及色泽变化的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
应用光学显微镜、扫描电子显微镜和色度计 ,研究了毛竹竹材表面经紫外线照射后细胞壁的破损程度 ,具木质素组织分解深度以及颜色变化等规律。结果表明 :经紫外线照射后 ,在竹材横切面上 ,纤维细胞壁的分解始于次生壁各层连接处 ,接着是细胞角隅处和复合中层 ,最后纤维细胞壁全部被分解消失。薄壁组织细胞壁的复合中层先被分解 ,随后细胞壁分解变薄、坍塌和消失。竹秆壁表面的分解 ,最初从表皮细胞的短细胞开始 ,然后扩展到其它表皮细胞。根据木质素的显色反应显示 ,紫外线照射竹材样品 4 0d时 ,薄壁组织比纤维组织分解得更深 ,其中前者为 5 90 μm ,而后者只有 1 4 6μm。另外 ,经紫外线照射后的竹材样品 ,其横切面上的颜色和亮度变化最大 ,径向切面次之 ,竹秆壁表面变化最小。本文还讨论了经紫外线照射后 ,竹材中具薄壁组织比纤维组织分解更深的原因 ,以及样品 3个面上颜色和亮度变化的机制 相似文献
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紫外线照射对毛竹茎秆细胞壁超微结构 总被引：1，自引：0，他引：1
应用光学显微镜，扫描电子显微镜和色度计，研究了毛竹竹材表面经紫外线照射后细胞壁的破损程度，具木质素组织分解深度以及颜色变化等规律。结果表明：经紫外线照射后，在竹材横切面上，纤维细胞壁的分解始于次生壁各层连接处，接着是细胞角隅处和复合中层，最后纤维细胞壁全部被分解消失，薄壁组织细胞壁的复合层先被分解，随后细胞壁分解变薄，坍塌和消失。竹秆壁表面的分解，最初从表皮细胞的短细胞开始，然后扩展到其它表皮细胞。根据木质素的显色反应显示，紫外线照射竹材样品40d时，薄壁组织比纤维组织分解得更深，其中前者为590μm，而后者只有146μm。另外，经紫外线照射后的竹材样品，其横切面上的颜色和亮度变化最大，径向切面次之，竹秆壁表面变化最小。本文还讨论了经紫外线照射后，竹材中具薄壁组织比纤维组织分解更深的原因，以及样品3个面上颜色和亮度变化的机制。 相似文献
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水热处理和碱处理诱导竹材细胞壁组分降解和小分子物质的溶解,可缩短无机硅在竹材内的有效渗透路径,提供额外的微/纳米通道和沉积空间。以四年生毛竹为研究对象,采用显微观察技术、傅里叶变换红外光谱技术和X射线衍射技术等,探究水热处理和碱处理对竹材微观结构、液体渗透性和化学组成的影响,揭示预处理方式对无机硅矿化竹材疏水性、力学性能和热稳定性等性能的作用机制。结果表明:相比于水热处理,碱处理对细胞壁中半纤维素和木质素的降解效果更为显著,构筑了疏松的细胞壁结构状态。但碱处理过程中的降解作用,在一定程度上给竹材的吸水性、吸湿性、表面硬度和力学性能等带来负面影响。无机硅矿化作用可以弥补上述负面作用,以改善竹材的疏水性、阻湿性和力学性能等。同时,无机硅矿化与碱处理可协同提高竹材的热稳定性。 相似文献
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竹材性质及其应用研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
对竹材解剖结构、物理性质、竹材的材性以及加工利用等方面的研究进展进行了综述,重点阐述了竹材在竹材人造板、竹炭、竹醋液、竹炭纤维等开发利用情况以及利用竹制产品的优缺点。 相似文献
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竹材纹孔结构及表征方法研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
竹子是世界上生长最快的植物之一,竹秆节间组织由轴向系统的细胞组成,细胞壁上的纹孔结构是节间组织至关重要的物理通道。竹材纹孔既是竹子生长发育时期的物质运输路径,也是竹材加工利用过程中的关键影响因子,因而对竹材纹孔进行深入系统的研究具有非常重要的意义。目前对于竹材纹孔的结构和功能等相关研究很少,相比木材纹孔的研究状况而言,竹材纹孔研究显得较薄弱。笔者在综述竹材纹孔生物形成、基本结构和化学组成以及类型等主要特征的基础上,总结了竹材自身特性以及物理、化学和生物类处理手段对纹孔结构的影响,并对纹孔研究方法和创新方向进行了归纳,分析了竹材纹孔研究中存在的问题和未来的发展前景,以期为解析竹子生理生态功能和实现竹类资源高效利用提供参考。 相似文献
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通过设置含水率8%～60%均匀分布的胶合板,研究了七层等厚正交结构竹胶合板静曲强度和弹性模量受含水率影响的变化规律,采用Boltzmann曲线拟合和一元线性回归分析方法建立了数学模型,得出了竹胶合板力学性能转折点的纤维饱和点含水率平均值为21.72%。结果表明:胶合板含水率从8%增加到纤维饱和点时,静曲强度和弹性模量降幅50%左右,竹胶合板含水率达到纤维饱和点以后,随着含水率的增加胶合板力学性能保持稳定,与竹材本身的力学性能随含水率的变化趋势一致。 相似文献
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本文通过分析酒竹不同年龄、不同节段的竹材纤维构造,探讨了竹材纤维构造参数的变化规律,为酒竹人工林的定向培育提供基础数据。实验发现:酒竹竹材纤维细胞细长,两端渐尖,有时在端部出现分叉现象,其腔径较小,胞壁较厚;竹材节部的纤维形态与节间不同,具有钝的尾端,存在分叉现象,与节间的纤维相比节部的长度短很多。酒竹纤维长度轴向变化规律为:中部上部基部,纤维的长度与节间的长度相关;酒竹各部位的纤维宽度与以往研究不同,其1年生竹材纤维宽度中部基部上部;秆材的年龄和部位会对酒竹纤维的形态指标造成一定程度的影响。酒竹可作为优质纸张的纸浆原料,在其利用过程中应充分考虑竹材的采伐年龄及部位,以达到竹材的最大利用率。 相似文献
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竹材受不同败坏真菌危害的宏观和微观变化 总被引：1，自引：0，他引：1
采用扫描电镜技术(SEM)观察研究各种不同真菌败坏竹材的宏观和微观变化。结果表明:霉菌的菌丝和孢子团仅聚集在竹材表面,不能进入竹材内部,不会破坏竹材的内部结构或影响内部颜色变化;变色菌不仅在竹材的表面聚集,还深入到竹材内部使其内外都发生青色、褐色或黑色等颜色变化,但对竹材的质量没有大的影响;腐朽菌不仅侵入竹材内部,还造成竹材明显质量损失。变色菌和腐朽菌侵入竹材的过程为:菌丝由外部细胞壁纹孔侵入竹材内部,沿着后生木质部导管、原生木质部和薄壁组织细胞壁之间的孔隙蔓延,填充到竹材的维管束中。腐朽菌密粘褶菌降解竹材的过程为:穿过细胞壁的菌丝在周围的胞壁上形成孔洞,孔洞逐步扩展,各孔洞连成片,最终导致组织的破损和崩解。竹材组织受褐腐菌侵染发生降解的顺序是:先是木质部导管细胞壁,而后基本薄壁组织细胞壁,最后是纤维。 相似文献
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对12个月的茶秆竹进行细胞壁解剖特性和木质素微区分布的研究,运用光学显微镜、激光共聚焦扫描显微镜以及颜色反应鉴定木质素的存在,利用组织化学染色方法及其可见光显微分光光度计半定量测定竹材纤维、薄壁组织和导管细胞壁各微区的木质素含量。12个月时细胞壁全部木质化,木质素在各组织中均有分布,其含量因组织类型及其细胞壁微区不同而有差异。从组织化学染色及可见光吸收光谱图的吸收峰值,说明细胞壁各微区中存在愈创木基(G)和紫丁香基(S)2种木质素组成单元。竹壁径向和纤维帽不同位置的木质素含量未有明显的规律性变化。纤维次生壁具有薄厚层交替的多层结构,薄层木质素含量大于厚层。 相似文献
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采用非稳态法测定龙竹竹材热压干燥过程中的水分扩散系数,并探讨了温度对水分扩散系数的影响.结果表明:干燥温度越高,干燥各阶段水分扩散系数及平均水分扩散系数也越大;初始高含水率阶段,随含水率逐渐降低,水分扩散系数呈逐步增加趋势,在纤维饱和点附近时达最大值;随后,随含水率逐渐降低呈逐步减少趋势. 相似文献