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水溶性乙烯基单体/戊二醛协同改性杨木的物理力学性能
1
作者 赵怡杰 惠春萌 +4 位作者 于凡钧 邱哲 肖泽芳 王永贵 谢延军 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期32-39,共8页
速生人工林木具有生长周期短、环境适应性强等显著优势,但其材质较差、尺寸稳定性低等不足限制了其使用范围。以速生大青杨(Populus ussuriensis)木材为研究对象,采用20%质量分数水溶性单体甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和N-羟甲基丙烯酰胺... 速生人工林木具有生长周期短、环境适应性强等显著优势,但其材质较差、尺寸稳定性低等不足限制了其使用范围。以速生大青杨(Populus ussuriensis)木材为研究对象,采用20%质量分数水溶性单体甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)分别与不同质量分数的戊二醛(GA)复合制备改性剂HEMA-GA(HG)、NMA-GA(NG)处理杨木,分析了改性剂在木材中的分布,研究了改性处理对杨木物理力学性能的影响。结果表明,改性材密度、质量增加率、增容率、抗胀缩系数(ASE)随着GA质量分数的提高而增加,药剂流失率则与之呈负相关。当GA质量分数为6%时,HG组试样质量增加率为23.6%时,ASE最高可达49.9%,NG组试样质量增加率为38.6%时,ASE最高可达54.2%。尤其是6%质量分数的GA和HEMA单体复合改性处理的杨木,ASE相较于未加GA时提高了3倍。与素材相比,HG和NG组木材的抗弯强度、抗弯弹性模量都有所提高;HG组木材的冲击韧性有所降低,NG组木材冲击韧性基本不变。研究结果显示,水溶性乙烯基单体与戊二醛协同改性处理能显著改善木材尺寸稳定性,为拓宽速生杨木的应用范围提供了新方案。 展开更多
关键词 木材改性 甲基丙烯酸-2-羟乙酯 N-羟甲基丙烯酰胺 戊二醛 交联 尺寸稳定性
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间歇时长对大断面樟子松髓心方材干燥特性的影响
2
作者 金正珉 赵景尧 +1 位作者 黄日伟 毛驰扬 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期85-90,110,共7页
为了探索间歇干燥时长对大断面樟子松髓心方材干燥特性的影响,通过对断面尺寸为120 mm×120 mm的樟子松方材进行连续、间歇干燥试验(间歇时长分别为8、12、16 h,含水率约30%时开始间歇),研究间歇时间对含水率及其分布、应变及干燥... 为了探索间歇干燥时长对大断面樟子松髓心方材干燥特性的影响,通过对断面尺寸为120 mm×120 mm的樟子松方材进行连续、间歇干燥试验(间歇时长分别为8、12、16 h,含水率约30%时开始间歇),研究间歇时间对含水率及其分布、应变及干燥质量的影响。结果表明:不同间歇时长对干燥周期影响不明显,各工艺干燥耗时约为240 h。相比连续干燥,间歇干燥可明显提高含水率分布的均匀度,连续及间歇8、12、16 h时,工艺最终含水率分布标准差分别为3.39%、1.97%、1.92%、1.78%。相比连续干燥,间歇干燥可缓解干燥应力,含水率约30%、20%时,间歇工艺弹性应变小于连续工艺;含水率约20%时,各工艺的弹性应变差异明显,此时连续及间歇8、12、16 h工艺时,拉伸弹性应变峰值分别为0.53%、0.45%、0.40%、0.31%,含水率约20%时,间歇与连续工艺间机械吸附蠕变差异明显,各间歇工艺拉伸机械吸附蠕变峰值约为1.50%,而连续工艺为0.68%,应力缓解是由含水率均匀程度的提高与木材发生机械吸附蠕变共同导致。间歇工艺也利于黏弹性蠕变的恢复,最终时刻间歇工艺黏弹性蠕变峰值小于0.31%,而连续工艺为0.92%。间歇可提高干燥质量,且间歇时长越长效果越好,连续及间歇8、12、16 h时,工艺纵裂度分别为73.48%、14.44%、18.39%、12.32%,扭曲度分别为1.87%、0.80%、0.78%、0.64%,厚度含水率偏差分别为4.66%、2.52%、2.29%、2.06%。 展开更多
关键词 樟子松木材 间歇干燥 大断面木材 含水率 干燥应变
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高熔点石蜡处理木材的抗紫外光老化性能 被引量：5
3
作者 王政 杨茗麟 +4 位作者 肖泽芳 王海刚 王永贵 梁大鑫 谢延军 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期85-93,共9页
采用两种不同熔点费托蜡(FTW2120和FTW1105H)在熔融状态下对人工速生林杨木和辐射松进行真空-压力浸渍处理,系统评价了两种费托蜡对处理材抗紫外老化性能的影响。结果表明:两种费托蜡处理木材密度均较素材提高近2倍,表明费托蜡在熔融状... 采用两种不同熔点费托蜡(FTW2120和FTW1105H)在熔融状态下对人工速生林杨木和辐射松进行真空-压力浸渍处理,系统评价了两种费托蜡对处理材抗紫外老化性能的影响。结果表明:两种费托蜡处理木材密度均较素材提高近2倍,表明费托蜡在熔融状态下能充分渗透进入木材。紫外照射过程中木材表面颜色变化主要发生在前120 h,未处理材表面颜色由浅黄色向黄褐色变化,而费托蜡处理材则由浅棕色向黄棕色变化,处理材的色差明显小于未处理材。紫外光照射期间,处理材比未处理材的含水率低、接触角高,这有助减少户外应用时由水导致的劣化。FTIR与XPS分析结果显示,费托蜡处理虽然并不能从化学防护角度保护木质素等细胞壁组分免于紫外光降解,但蜡在木材细胞腔中均一沉积可以起到物理屏蔽作用,阻隔紫外光到达木材细胞。综上所述,人工老化结果显示,费托蜡处理的人工林杨木和辐射松木材具有户外应用的潜能。 展开更多
关键词 高熔点石蜡 木材处理 紫外光 褪色 光降解
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木材表面耐久性超疏水涂层的制备及性能研究 被引量：5
4
作者 吕栋 李晓君 +3 位作者 王敏 李坚 詹先旭 高丽坤 《木材科学与技术》 北大核心 2023年第5期38-46,共9页
木材表面疏水处理是提升木材使用寿命的一种有效途径。研究采用喷涂法在木材表面构建十八烷基三甲氧基硅烷-无机颗粒-环氧树脂复合超疏水涂层,采用扫描电子显微镜、超景深三维显微系统、傅立叶变换红外光谱和接触角测试等方法对涂层表... 木材表面疏水处理是提升木材使用寿命的一种有效途径。研究采用喷涂法在木材表面构建十八烷基三甲氧基硅烷-无机颗粒-环氧树脂复合超疏水涂层,采用扫描电子显微镜、超景深三维显微系统、傅立叶变换红外光谱和接触角测试等方法对涂层表面进行分析和表征,对比不同种类、粒径无机颗粒(二氧化钛、二氧化硅)和环氧树脂预聚物用量的涂层样品性能,优化涂层制备工艺。结果表明,优化工艺制备的涂层在经历20个周期的砂纸(1000目)磨损或20次胶带剥离后水接触角仍大于150°,超疏水性能稳定,涂层的大部分微纳结构得以保留,表现出良好的机械耐久性。 展开更多
关键词 木材 超疏水涂层 无机颗粒 环氧树脂 耐磨性 耐剥离性
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碳纤维增强面板的制备及其力学性能 被引量：5
5
作者 贺建民 路伟 +1 位作者 王立峰 胡英成 《森林工程》 北大核心 2022年第3期63-69,76,共8页
为增强木质基面板的力学性能,采用在外侧单板内侧铺设平行或垂直于单板的定向碳纤维布的方法,以二苯甲烷二异氰酸酯为胶黏剂,在热压条件下制备7层碳纤维增强面板,研究增强后面板的弯曲、拉伸和剪切等力学性能。结果表明,碳纤维布平行铺... 为增强木质基面板的力学性能,采用在外侧单板内侧铺设平行或垂直于单板的定向碳纤维布的方法,以二苯甲烷二异氰酸酯为胶黏剂,在热压条件下制备7层碳纤维增强面板,研究增强后面板的弯曲、拉伸和剪切等力学性能。结果表明,碳纤维布平行铺设的胶合板面板胶合剪切强度是垂直铺设的1.3倍,抗拉强度是垂直铺设的2倍,静曲强度是垂直铺设的1.5倍。铺设碳纤维布的增强结构面板具有良好的比强度,力学性能得到较大提高,在生产应用中具有广阔应用前景。 展开更多
关键词 纤维增强 木质基 力学性能 碳纤维 人造板
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杨木锯材间歇加热常规干燥过程中的含水率和应力变化 被引量：2
6
作者 杜信元 迟祥 +4 位作者 宋晓雪 王家城 艾沐野 蔡英春 程万里 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期126-131,共6页
为了研究间歇加热干燥对干燥应力的缓解作用及不同间歇率(非加热阶段与循环周期之比)对干燥过程的影响,以24 h为1个循环周期,设定0、33%、66%3种间歇率对杨木锯材进行常规干燥。采用分层切片及图像解析等方法分析不同间歇加热干燥过程... 为了研究间歇加热干燥对干燥应力的缓解作用及不同间歇率(非加热阶段与循环周期之比)对干燥过程的影响,以24 h为1个循环周期,设定0、33%、66%3种间歇率对杨木锯材进行常规干燥。采用分层切片及图像解析等方法分析不同间歇加热干燥过程中的分层含水率、干燥速率、弹性应变的变化趋势以及干燥质量。结果表明:间歇加热干燥方式在减少加热时间的同时,平均干燥速率比理论值提高28.9%、44.12%。间歇加热干燥过程中含水率梯度随间歇率的增加而变小,木材内部水分下降趋于一致,干燥应力减小,3种间歇加热干燥锯材均达到二级标准。当含水率为92.8%~60.0%,选取间歇率为33%干燥处理;当含水率为60.0%~30.0%,选取间歇率为66%干燥处理;含水率30.0%以下,选取间歇率为0干燥处理的干燥效果最好。 展开更多
关键词 杨木锯材 间歇加热干燥 干燥速率 含水率 弹性应变
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空气能辅助太阳能干燥过程中“闷窑”工艺对杨木干燥效能的影响 被引量：4
7
作者 汤赛 迟祥 +3 位作者 宋晓雪 朱志鹏 蔡英春 程万里 《森林工程》 北大核心 2023年第3期107-115,149,共10页
为解决木材空气能辅助太阳能干燥设备增湿过程中缺少蒸汽来源的问题,通过“闷窑干燥”工艺(关闭干燥设备内进排气通道,依靠木材中蒸发的水分来增加介质湿度),以期实现其干燥过程的湿度调节、保证杨木干燥品质。采用分层切片及图像解析... 为解决木材空气能辅助太阳能干燥设备增湿过程中缺少蒸汽来源的问题,通过“闷窑干燥”工艺(关闭干燥设备内进排气通道,依靠木材中蒸发的水分来增加介质湿度),以期实现其干燥过程的湿度调节、保证杨木干燥品质。采用分层切片及图像解析等方法分析空气能辅助太阳能供热“常规干燥”(Conventional Drying,CD)工艺和空气能辅助太阳能供热“闷窑干燥”(Stuffy Kiln Drying,SKD)工艺杨木锯材的干燥速率、分层含水率、弹性应变的变化趋势以及干燥质量。结果表明,空气能辅助太阳能干燥过程中供热SKD工艺可提高一定阶段的干燥介质湿度。在含水率10%~120%,SKD干燥速率是CD的81.25%,干燥时长较CD的104 h仅延长22 h,同时木材厚度上的含水率偏差降低了12.05%,提高了材堆整体干燥均匀度和木材的干燥质量。 展开更多
关键词 空气能辅助太阳能干燥 闷窑工艺 杨木锯材 干燥效能
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硅酸钠/硼酸处理增强杨木和辐射松阻燃性能 被引量：5
8
作者 肖泽芳 常野 +4 位作者 程泽斌 李京潘 王永贵 谢延军 徐子凡 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期35-43,共9页
先后采用质量分数为10%的硅酸钠(SS)水溶液和5%的硼酸(BA)水溶液,在真空加压辅助条件下通过两步法分别对人工速生林杨木和辐射松进行浸渍处理,制备阻燃杨木和阻燃辐射松木材(SS/BA处理)。未处理素材、10%SS处理材和5%BA处理材作为SS/BA... 先后采用质量分数为10%的硅酸钠(SS)水溶液和5%的硼酸(BA)水溶液,在真空加压辅助条件下通过两步法分别对人工速生林杨木和辐射松进行浸渍处理,制备阻燃杨木和阻燃辐射松木材(SS/BA处理)。未处理素材、10%SS处理材和5%BA处理材作为SS/BA处理材的对比试样。扫描电子显微镜分析显示,SS、BA或者SS/BA在木材中分别以纳米颗粒、微米薄片和微米块状体的形式分布于细胞腔等大孔隙中;SS/BA在细胞腔内的微米块状体表明SS与BA发生反应生成块状凝胶,阻塞了木材细胞腔通道。经SS或者SS/BA处理的杨木出现了一定程度的细胞皱缩现象,表明木材细胞壁组分如木质素和半纤维素经碱性的改性液处理后出现化学降解或物理溶出。X射线能谱分析显示,在细胞壁中存在大量的硅和硼元素,证明改性剂分子能够扩散进细胞壁内部。傅里叶红外变换光谱结果显示,SS与BA二者能够在木材细胞中反应生成凝胶,但缺乏与木材形成化学键的充分证据;经SS或SS/BA处理的木材,其位于1730 cm^(-1)处的羰基特征峰消失,进一步说明了半纤维素等组分的降解和溶出。热重分析表明,SS/BA两步处理的木材最大热降解速率降低,残炭率提高,表明二者协同催化低温成炭,保护木材表面;通过锥形量热仪对木材燃烧性能分析,与对照组相比,经SS/BA两步处理后的杨木和辐射松的点燃时间分别由35和36 s延长至55和53 s,放热速率分别降低了59.9%和51.5%,总热释放量分别降低了56.9%和51.4%,烟生成速率分别降低了83.1%和91.8%,总产烟量分别降低了90.9%和84.2%。上述结果表明,SS物理隔绝作用和BA催化木材成炭作用能够协同增强木材的阻燃性能。 展开更多
关键词 硼酸 硅酸钠 杨木 辐射松 阻燃性能
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柠檬酸与蔗糖改性杉木的物理性能 被引量：3
9
作者 杨茗麟 肖泽芳 +6 位作者 王海刚 王永贵 梁大鑫 谢延军 詹先旭 徐子凡 张舒情 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期120-125,共6页
采用不同质量浓度的柠檬酸与蔗糖复配改性剂处理人工林杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook),系统地评价了改性处理对杉木关键物理性能的影响。结果表明:随着改性剂质量浓度的增加,杉木密度增加、孔隙率降低的同时,木材表面明度下... 采用不同质量浓度的柠檬酸与蔗糖复配改性剂处理人工林杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook),系统地评价了改性处理对杉木关键物理性能的影响。结果表明:随着改性剂质量浓度的增加,杉木密度增加、孔隙率降低的同时,木材表面明度下降、色差增加,木材颜色由未处理杉木的浅黄色向处理后的棕褐色转变。流失性能测试表明,经水浸泡清洗后单纯的蔗糖处理木材的流失率近96%,而柠檬酸和蔗糖复配改性处理杉木的流失率则降至21%,表明柠檬酸对蔗糖的交联固着效果良好。尺寸稳定性分析表明,蔗糖本身处理并不能改善木材的尺寸稳定性;与未处理木材相比,柠檬酸与蔗糖复配改性剂处理杉木的增容率可达6%、干缩率下降55%以上,尺寸稳定性实质性增强。综上所述,柠檬酸作为交联剂能够有效的将蔗糖固定在木材内,改善杉木尺寸稳定性等关键材性。复配改性剂具有环境友好性和来源可持续性。 展开更多
关键词 柠檬酸 蔗糖 木材改性 尺寸稳定性 表面颜色
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