检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2021年第22期35卷 22193-22199页

作者：李萍张源吴义强袁光明李贤军左迎峰中南林业科技大学家具与艺术设计学院长沙410004 中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

以苯酚、甲醛和氢氧化钠为改性剂,通过原位浸渍法对杉木木材进行了改性研究。探讨了浸渍压力、浸渍温度、浸渍时间和原位固化温度对改性杉木木材浸渍效果、强化效果和尺寸稳定效果的影响,并对改性杉木木材的化学结构、内部形貌、结晶结... 详细信息

以苯酚、甲醛和氢氧化钠为改性剂,通过原位浸渍法对杉木木材进行了改性研究。探讨了浸渍压力、浸渍温度、浸渍时间和原位固化温度对改性杉木木材浸渍效果、强化效果和尺寸稳定效果的影响,并对改性杉木木材的化学结构、内部形貌、结晶结构和耐热性能进行了表征。结果表明,浸渍压力为0.5 MPa、浸渍温度为50℃、浸渍时间为32 h和原位固化温度为80℃时,改性杉木木材的浸渍效果、强化效果和尺寸稳定效果最佳。苯酚与甲醛在杉木木材中发生原位反应,既填充了杉木木材内部纹孔、细胞腔和细胞间隙,又与杉木木材中反应性羟基形成了氢键和化学键结合,从而有效提高了杉木木材的力学性能和耐水性能。酚醛树脂的浸入扰乱了杉木木材中纤维素结晶区定向排序良好的微纤丝,减弱了纤维素分子链的分子间作用,导致杉木木材中纤维素结晶度有一定程度降低。经过酚醛树脂原位浸渍改性后,改性杉木木材的耐热性能显著提高,可显著提高杉木制品的使用安全性。

关键词：杉木木材酚醛树脂原位浸渍法强化尺寸稳定化热稳定性

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杉木木材酸性染料染色工艺优化

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福建农林大学学报（自然科学版） 2021年第3期50卷 372-376页

作者：邓邵平王春灿林金国饶久平福建农林大学材料工程学院国家林业局杉木工程技术研究中心福建福州350002

通过正交试验考察染液质量分数、染色时间、染色温度和促染剂用量对染透率、上染率和色差的影响,利用极差分析和方差分析确定各因素的影响程度及各指标的最优工艺参数;在此基础上利用模糊数学综合评判法对3个指标进行综合评价,对染色工... 详细信息

通过正交试验考察染液质量分数、染色时间、染色温度和促染剂用量对染透率、上染率和色差的影响,利用极差分析和方差分析确定各因素的影响程度及各指标的最优工艺参数;在此基础上利用模糊数学综合评判法对3个指标进行综合评价,对染色工艺进一步优化.结果表明:染液质量分数和染色温度对染透率和上染率的影响显著,但各指标单独优化得出的工艺参数不一致;通过模糊数学综合评价获得染透率、上染率和色差效果最优的染色工艺,即染液质量分数2.0%,染色时间4 h,温度90℃,促染剂用量3.0%.在此条件下染透率、上染率和色差分别可达53.64%、7.59%和53.20,总体高于正交试验中各指标最大测试值,说明该方法合理、可行.

关键词：杉木木材染透率上染率色差模糊综合评价工艺优化

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NaOH-冻融循环预处理改善杉木木材染色性能的工艺研究

NaOH-冻融循环预处理改善杉木木材染色性能的工艺研究

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作者：陈星福建农林大学

学位级别：硕士

木材染色是提高低质速生材附加值的有效途径。但木材染色过程中仍存在染色深度不够、染色不匀等问题,预处理能够有效改善木材的渗透性能。本文以人工林杉木木材为研究对象,采用单因素法考察NaOH预处理各因素对木材抽提物含量、体积皱缩... 详细信息

木材染色是提高低质速生材附加值的有效途径。但木材染色过程中仍存在染色深度不够、染色不匀等问题,预处理能够有效改善木材的渗透性能。本文以人工林杉木木材为研究对象,采用单因素法考察NaOH预处理各因素对木材抽提物含量、体积皱缩率和酸性大红3R染色材上染率和染透率的影响,并对NaOH处理后的木材再进行冻融循环处理,探究冷冻时间、解冻时间和循环次数对木材上染率和染透率的影响;在此基础上利用响应面法优化NaOH-冻融循环预处理工艺条件,并用单一酸性、活性染料及各自混合染料进行验证试验;通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和压汞（MIP）法分别观察和分析预处理前后木材微观和孔隙结构变化;最后探讨预处理对染色材耐光色牢度和耐水色牢度的影响,主要结论如下:（1）随着NaOH浓度增大、抽提时间延长和抽提温度升高,木材的抽提物含量增加,但体积皱缩率也明显增大,NaOH抽提处理后再经冻融循环处理可以进一步影响木材的上染率和各向染透率;与未处理材相比,NaOH处理和其再经冻融循环处理使最大上染率、纵向、径向和弦向染透率分别增大1.6、10.6、30.6、37倍和1.9、12.2、34.5、43.2倍。根据两种线性拟合结果,选择NaOH浓度、抽提时间、冷冻时间和循环次数为后续响应面优化试验的因素。（2）响应面法优化出NaOH-冻融循环预处理的最佳工艺为NaOH浓度0.42%、抽提时间24h15min、冷冻时间18h40min、循环次数2次。在此条件下木材上染率、纵向、径向和弦向染透率的预测值分别为8.90%、77.57%、48.29%、和27.45%,3次重复验证试验平均上染率、纵向、径向和弦向染透率分别为8.45%、76.63%、47.25%和26.46%,均与预测值差异不大,该模型合理有效;单一酸性、活性染料及其各自混合染料的染色试验以及吸水增重试验进一步验证了该工艺可靠。NaOH-冻融循环预处理材的FE-SEM观察发现,径切面管胞壁上的抽提物减少,纹孔清晰可见,弦切面上木射线薄壁细胞内抽提物被溶出,轴向管胞与木射线薄壁细胞发生分离;MIP法分析显示预处理后木材总孔体积和孔隙率较未处理材分别增加35.93%和4.75%。（3）经108h紫外光照后,NaOH预处理和NaOH-冻融循环预处理染色材色差均较未处理染色材有所减小,说明预处理能使染色材耐光色牢度有所改善;但耐水性试验表明预处理对其耐水色牢度的影响很小,FTIR分析显示NaOH处理使试样在1739cm-1附近相关C=O消失,其余峰形基本未变化,这与预处理后染色材耐光色牢度和耐水色牢度变化相吻合。

关键词：杉木木材 NaOH-冻融循环预处理上染率染透率色牢度

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杉木和火炬松木质化进程中半纤维素结构分析及利用研究

杉木和火炬松木质化进程中半纤维素结构分析及利用研究

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作者：郑标华南农业大学

学位级别：硕士

半纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，由多种糖单体和糖醛酸构成的非均一聚糖。植物半纤维素结构在不同物种或生长过程中存在显著差异。半纤维素是重要的可再生资源，广泛应用于能源、化工等领域。　　本文选取杉木（Cunninghamia lanc... 详细信息

半纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，由多种糖单体和糖醛酸构成的非均一聚糖。植物半纤维素结构在不同物种或生长过程中存在显著差异。半纤维素是重要的可再生资源，广泛应用于能源、化工等领域。　　本文选取杉木（Cunninghamia lanceolata）的上中下三个部分和一到四年生四个年份的火炬松（Pinus taeda L.）为研究对象，系统研究杉木和火炬松半纤维素结构以及在木质化进程中不同部位和年份的半纤维素结构变化;分析杉木在木质化进程中半纤维素合成的分子机制;探讨半纤维素结构对半纤维素-聚乙烯醇复合膜性能的影响。　　1.以杉木的上中下部位为材料，采用氢氧化钾提取半纤维素。研究发现，杉木半纤维素主要结构为半乳糖葡甘露聚糖，并含有少量的葡萄糖醛酸阿拉伯糖木聚糖。半纤维素的乙酰化程度和分子量随木质化程度加深而不断增加，半纤维素含量随木质化进程逐渐减少;单糖分析结果表明杉木木质化进程中半乳糖葡甘露聚糖含量逐渐增加，而葡萄糖醛酸阿拉伯糖木聚糖含量逐渐减少，半纤维素侧链糖基修饰降低;杉木的木聚糖和双子叶植物一样具有还原末端四糖结构;半纤维素合成相关基因表达量分析显示，半纤维素主链和侧链主要在杉木的中下部合成。　　2.以一到四年生火炬松中部为材料，采用氢氧化钾提取半纤维素。火炬松半纤维素的主要成分是半乳糖葡甘露聚糖，还有少量的葡萄糖醛酸阿拉伯糖木聚糖。在火炬松木质化进程中，半纤维素的含量和侧链糖基修饰不断减少，分子量和乙酰基取代度逐渐增加。半纤维素中半乳糖葡甘露聚糖的含量随木质化进程逐渐增加，而葡萄糖醛酸阿拉伯糖木聚糖含量逐渐减少。火炬松的木聚糖还原末端存在四糖序列。火炬松半纤维素的热稳定性随木质化程度加深不断增强。　　3.以4年生火炬松为材料，先用亚氯酸钠脱木素，氢氧化钾抽提综纤维素，然后采用30%，45%，60%和75%浓度的乙醇对碱溶性半纤维素进行分级沉淀，获得不同结构的火炬松半纤维素，以所得半纤维素为原料通过延流法制备半纤维素-聚乙烯醇复合膜。研究发现，半纤维素得率随乙醇浓度的增加而减少，半纤维素中木质素残留量随乙醇浓度的增加而增加;低浓度乙醇沉淀所得半纤维素具有主链长、分支度低、分子量高、热稳定性好的特点，而高浓度乙醇沉淀所得半纤维素具有主链短、分支度高、分子量低、热稳定性较差的特点;低浓度乙醇沉淀半纤维素中木聚糖含量较高，而高浓度乙醇沉淀半纤维素中含有较多的葡甘露聚糖。半纤维素结构对复合膜性能影响显著，从复合膜的扫描电镜观察低浓度乙醇提取的半纤维素的复合膜表面存在微小突起，而较高浓度乙醇提取的半纤维素的复合膜表明存在较多圆孔。较高取代度的半纤维素更容易成膜，较高分子量半纤维素复合膜的力学性能更加优异。半纤维素中木质素残留量越高，复合膜的紫外屏蔽能力越好。　　植物木质化进程中半纤维素的种类和结构差异显著，严重影响着生物质的利用方向，本课题通过对杉木和火炬松木质化进程中半纤维素的结构变化以及结构对复合膜应用的影响这三个方面的研究，相关结果对生物质在生产生活中的精细化利用具有指导意义。

关键词：半纤维素-聚乙烯醇复合膜制备工艺半纤维素木质化进程杉木木材火炬松木材

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杉木木材/树皮碎料板的工艺研究

杉木木材/树皮碎料板的工艺研究

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作者：周明福建农林大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国国民经济的不断增长与人们生活水平的不断提高,人造板行业也得到飞速发展。从2007年后我国已经为世界上人造板生产和消费第一大国,但在发展的同时,还存在着产品结构优化不足、资源严重短缺及技术支撑薄弱等问题。因此加... 详细信息

近年来,随着我国国民经济的不断增长与人们生活水平的不断提高,人造板行业也得到飞速发展。从2007年后我国已经为世界上人造板生产和消费第一大国,但在发展的同时,还存在着产品结构优化不足、资源严重短缺及技术支撑薄弱等问题。因此加强人造板结构调整、人造板生产原料供应及先进设备的研发已经成为制约我国人造板行业发展的重点。本论文以杉木木材和树皮碎料为原料,以原料配比、碎料形态、施胶量、热压时间、密度、热压温度等为因素,以脲醛树脂胶为胶黏剂,添加适量氯化铵固化剂,利用单因素分析法和正交试验方法,确定试验方案,制备杉木木材/树皮碎料板。检测碎料板的物理力学性能,分析原料配比、施胶量、热压压力、热压温度各因素水平对碎料板性能的影响；利用体式显微镜、断面密度分析仪、扫描电子显微镜等仪器分析碎料板的结构、化学组分、碎料筛分值对碎料板的影响,探讨树皮碎料在热压过程中的作用。优化工艺参数,得出制备碎料板的较佳工艺条件。为杉木木材/树皮碎料板的高质利用提供技术支持。本论文主要结论如下： (1)经过粉碎机粉碎后,木材和树皮碎料颗粒度分布差别不大,总体上两者筛分粒径在30～70目之间分布最多,分别占86.06%和78.33%；颗粒度在+10目的分别占0.86%和0.45%；颗粒度在-10+30目的分别占3.14%和4.23%。-70目后的颗粒度的占9.94%和16.96%,大于100目数所占比例较小,仅占6.02%和8.36%。 (2)杉木木材碎料除综纤维素含量比树皮碎料的高外,其余化学组分均低于树皮碎料。其中树皮碎料的灰分含量、冷热水抽出物含量、热水抽出物含量、1%NaOH抽出物含量均是木材碎料的4-5倍。 (3)杉木木材／树皮碎料板工艺研究,通过正交试验了解各因素对碎料板性能影响的显著性,密度对碎料板的含水率、静曲强度、内结合强度、弹性模量和24h吸水厚度膨胀率指标均有显著影响。施胶量与碎料板的静曲强度、弹性模量和内结合强度呈正相关,与24吸水厚度膨胀率、含水率呈负相关。热压温度对含水率的影响不大明显；热压时间对碎料板的24吸水厚度膨胀率和静曲强度、内结合强度、弹性模量有显著性影响。对碎料板的含水率无显著性影响。 (4)杉木木材和树皮碎料在热压过程中,由于压力的作用使木材碎料和树皮碎料紧密结合,随着热压温度的提高,木材和树皮内部多糖类物质降解,自身活性增加,形成胶接,木素由玻璃化转变为粘流态,表现出胶体性质,充当了胶粘剂的作用。在热压过程中碎料与脲醛树脂胶有机结合,提高了木材与树皮碎料的稳定性和均一性,使碎料间的有机结合,赋予板材强度。 (5)杉木木材/树皮碎料板的较佳工艺参数为：密度0.75g·cm-3、热压温度190℃、施胶量10%、热压时间70s·rnm-1、热压压力为3.0MPa,芯层原料配比65：35,原料颗粒度30-70目,固化剂1.5%时,产品物理力学性能可以达到国家刨花板关于在干燥状态下使用的家具及室内装修用板要求。

关键词：杉木木材树皮碎料板工艺

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湿热耦合作用对木材黏弹性的影响

湿热耦合作用对木材黏弹性的影响

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2013年“木(竹)材低碳加工与绿色保障”研讨会

作者：蒋佳荔吕建雄中国林业科学研究院木材工业研究所国家林业局木材科学与技术重点实验室北京 100091

本文研究了湿热耦合作用温度与时间对人工林杉木(Cunninghamia Lanceolata)动态黏弹性能的影响.采用动态热机械分析仪(DMA)在一系列恒定温湿度场下(温度:25～90℃,湿度:0～93％RH)测定不同含水率木材试样(0～19.2％MC)的贮存模量和损耗... 详细信息

本文研究了湿热耦合作用温度与时间对人工林杉木(Cunninghamia Lanceolata)动态黏弹性能的影响.采用动态热机械分析仪(DMA)在一系列恒定温湿度场下(温度:25～90℃,湿度:0～93％RH)测定不同含水率木材试样(0～19.2％MC)的贮存模量和损耗因子在550min湿热耦合作用过程中的经时变化.研究结果表明,湿热耦合作用主要引起木材发生软化行为.对于全干材,没有出现木材软化现象;对于含水率为5.6％～13.4％的木材试样,可在25～60℃温度域内观察到半纤维素的湿热软化现象,随着木材含水率的增加,半纤维素发生玻璃化转变的温度降低;对于含水率为5.6％～19.2％的木材试样,当温度高于70℃时,可观察到木质素的热软化现象,升高温度和增加含水率可缩短木质素发生玻璃化转变的松弛时间.

关键词：杉木木材黏弹性能湿热耦合作用软化行为

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湿热耦合作用对不同含水率木材黏弹性的影响

湿热耦合作用对不同含水率木材黏弹性的影响

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第三届中国林业学术大会

作者：蒋佳荔吕建雄中国林业科学研究院木材工业研究所国家林业局木材科学与技术重点实验室北京 100091

关键词：杉木木材黏弹性能湿热耦合含水率

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高温热处理对木材吸湿性和尺寸稳定性的影响

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中南林业科技大学学报 2010年第6期30卷 92-96页

作者：李贤军傅峰蔡智勇乔建政牟群英刘元黄泽才中南林业科技大学材料科学与工程学院湖南长沙410004 中国林科院木材所北京100083 美国林产品研究所

在4个不同温度和时间水平下,对人工林杉木木材进行高温热处理,研究了处理温度和时间对木材吸湿性和尺寸稳定性的影响规律。结果表明：高温热处理可以显著降低木材平衡含水率、吸水率和体积膨胀率,提高尺寸稳定性;随着处理温度的增加和... 详细信息

在4个不同温度和时间水平下,对人工林杉木木材进行高温热处理,研究了处理温度和时间对木材吸湿性和尺寸稳定性的影响规律。结果表明：高温热处理可以显著降低木材平衡含水率、吸水率和体积膨胀率,提高尺寸稳定性;随着处理温度的增加和处理时间的延长,杉木平衡含水率、吸水率和体积膨胀率降低;与处理时间相比,处理温度对平衡含水率、吸水率和体积膨胀率的影响程度更大。在本研究范围,与对照材相比,通过高温热处理可以使杉木平衡含水率降低17.73%~66.74%,吸水率降低33.99%~64.00%,体积膨胀率减少36.7%~69.30%。

关键词：木材科学杉木木材高温热处理吸湿性木材尺寸稳定

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木材动态黏弹性的温度、时间与频率响应机理研究

木材动态黏弹性的温度、时间与频率响应机理研究

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作者：蒋佳荔中国林业科学研究院

学位级别：博士

为深入探讨木材动态黏弹特性,以期为人工林木材高效合理的干燥技术、加工技术以及高性能、高附加值材料的制备与应用提供理论依据和科学指导。本研究采用杉木(Cunninghamia lanceolata [Lamb.] Hook.)人工林木材作为试验材料,系统研究... 详细信息

为深入探讨木材动态黏弹特性,以期为人工林木材高效合理的干燥技术、加工技术以及高性能、高附加值材料的制备与应用提供理论依据和科学指导。本研究采用杉木(Cunninghamia lanceolata [Lamb.] Hook.)人工林木材作为试验材料,系统研究了温度-时间-频率作用下木材动态黏弹性的响应机理。本论文包括4个部分的研究内容:①通过测定不同温度下木材线性黏弹区域的临界应变值,得到临界应变值随温度和测量频率变化的信息,并以此作为动态黏弹性能测试参数的选择依据。②通过测定木材在轴向、径向和弦向上的动态黏弹性,考察了木材动态黏弹性的各向异性行为。③系统讨论并分析了木材贮存模量、损耗模量与损耗因子的温度谱、时间谱和频率谱。其中,通过测定动态黏弹性能温度谱,获取木材力学状态与松弛转变行为方面的相关信息。对3种干燥材的动态黏弹行为进行考察,探讨了不同干燥历程对木材结构与性能的影响及其机理;通过测定木材动态黏弹性能时间谱,得到木材的力学状态与松弛转变行为在热作用过程中的经时变化规律;通过测定木材动态黏弹性能频率谱,得到木材的动态刚度与阻尼性质随温度、测量频率的变化情况,并探讨了经历温度急剧变化后木材的动态黏弹行为。④验证并分析了木材时-温等效原理的适用性,通过合成贮存模量和损耗因子主曲线、对水平移动因子与温度的关系曲线进行WLF与Arrhenius模型拟合,讨论了时-温等效原理描述木材动态刚度与阻尼性能的适用性。本论文的主要研究结论归纳如下: 1.在-120 220℃范围内的不同恒定温度水平下,木材线性黏弹区域的临界应变值为0.03% 0.19%,临界应变值随温度的升高呈现出减小的变化趋势。在-80、-20、40、120和220℃时,临界应变值的降幅明显增大。临界应变值对温度的响应规律与木材的力学松弛过程有关,且随测量频率的增加而略有减小。 2.木材轴向试样的贮存模量显著高于横向试样的贮存模量,其中,弦向试样的贮存模量最低。木材轴向、径向和弦向试样出现相似的力学松弛过程,力学损耗峰温度存在明显差异。木材轴向试样的刚度高,但其松弛过程的损耗峰温度却低于刚度较低的横向试样的损耗峰温度,这与许多高聚物复合材料的情况是相悖的。木材的动态黏弹行为依赖于试验所选取的形变模式。 3.在-120 280℃范围内的匀速升温过程中,木材的贮存模量随温度的升高呈现出减小的变化趋势。在温度升高的方向上依次出现了4个力学松弛过程:①木材细胞壁无定形区中伯醇羟基的回转取向运动与吸着水分子的回转取向运动叠加而成的松弛过程(出现在-100 -80℃温度域);②低分子量的半纤维素发生玻璃化转变引起的松弛过程(出现在0 40℃温度域);③木质素发生玻璃化转变引起的松弛过程(出现在90℃附近)以及④木材细胞壁无定形聚合物的微布朗运动引起的松弛过程(出现在240℃附近)。力学损耗峰温度随着含水率的增加向低温方向移动。松弛转变行为出现的温度越高,其表观活化能值越大。 4.不同干燥材之间以及干燥材与对照材之间的动态刚度性质、力学损耗峰温度、力学损耗峰强度以及力学松弛过程的表观活化能均存在明显差异。115℃干燥材动态刚度相对较高,是因为在该干燥过程中,木材细胞壁无定形区发生了结晶化或交联化反应,使得刚度增加。真空冷冻干燥材的动态刚度相对较低,是由于在干燥过程中木材细胞壁在负压作用下发生了一定程度的破坏所致。干燥历程改变了木材对水分子的吸着能力和吸着状态。3种干燥材之间、干燥材与对照材之间动态黏弹行为的差异随含水率的增加逐渐缩小。 5.在25 220℃范围内的不同恒定温度水平下,温度和热作用时间主要引起木材出现动态刚度降低、木质素热软化和细胞壁无定形聚合物热降解等一系列现象。升高温度与延长热作用时间对引起木材动态刚度降低是等效的。在140、160和180℃恒温过程的不同时间域内均可观察到木质素的热软化现象,升高温度可以缩短木质素发生玻璃化转变的松弛时间。当温度高于180℃时,木材细胞壁无定形聚合物发生热降解是导致木材黏弹性能发生变化的一个主要因素。 6.在25 220℃范围内的不同恒定温度水平下,木材的贮存模量随温度的升高而降低,随测量频率(0.1 100 Hz)的增加而增大。随着温度的升高,损耗因子的极小值所对应的特征频率值移向高频方向。经历温度急剧变化后,木材的动态刚度降低、阻尼性能增大,木材细胞壁无定形区内形成了不稳定结构,从而加快分子链段运动的松弛过程。 7.在25 150℃温度范围内,利用时-温等效原理描述低含水率(约为0.6%)木材的动态刚度性质是适用的,但无法用来预测木材在宽阔频率范围内的松弛转变行为。

关键词：杉木木材动态黏弹性温度时间频率时-温等效原理

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木材动态粘弹性的含水率依存性

木材动态粘弹性的含水率依存性

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2006年全国博士生学术论坛——林业及生态建设领域相关学科

作者：蒋佳荔吕建雄中国林业科学研究院木材工业研究所国家林业局木材科学与技术重点实验室

本文研究了不同含水率平衡态下杉木人工林木材的动态粘弹性质。测定的温度范围为-120℃～40℃,频率范围为0.5Hz～10Hz。结果表明：①随着含水率增加,木材的贮存模量E’随温度升高而降低的程度增大。②在测定温度范围内观察到两个力学松... 详细信息

本文研究了不同含水率平衡态下杉木人工林木材的动态粘弹性质。测定的温度范围为-120℃～40℃,频率范围为0.5Hz～10Hz。结果表明：①随着含水率增加,木材的贮存模量E’随温度升高而降低的程度增大。②在测定温度范围内观察到两个力学松弛过程,较高温度域的α力学松弛过程是由低分子量的半纤维素发生玻璃化转变引起的;低温域的β力学松弛过程是基于木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动与吸着水分子的回转取向运动两者叠加而成。③力学松弛过程的损耗峰温度随着含水率的增加而降低,随着测量频率的增加而向高温方向移动。④力学松弛过程的表观活化能随着含水率的增加而减小。

关键词：杉木木材动态粘弹性含水率贮存模量损耗峰温度表观活化能

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