松香浸渍改性对茶秆竹性能的影响研究
发布时间：2021-09-28 06:55
本研究针对茶秆竹圆竹存在的浸渍改性的渗透和固着等问题,利用松香作为改性剂,采用真空高压浸渍填充的工艺,对经过碱预处理的茶秆竹圆竹进行改性的处理。并采用电子显微镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、氮吸附（BET）等仪器分析技术对茶秆竹改性前后的结构、尺寸稳定性以及化学成分进行表征,研究松香及改性松香的分布状态、与竹材的结合方式及作用机理。主要研究如下:（1）茶秆竹圆竹的竹青、竹肉与竹黄的细胞类型影响竹材的渗透性与润胀性。竹青系统包含表皮、下皮以及皮层结构,而表皮层上,长形细胞、硅质细胞与栓质细胞均匀分布,呈纵向排列。由于植硅体与蜡质层的存在使得竹青的渗透性较差;竹肉处导管的纹孔呈长扁椭圆状以及短扁椭圆状,属于单纹孔结构;此外,薄壁细胞具有丰富的纹孔,呈圆形,壁薄腔大,该细胞类型的渗透性和润胀性相对较好。而纤维细胞上的纹孔十分稀少,壁厚腔小,因此该细胞的渗透性较差;竹黄外表面细胞呈月牙形,是多壁层结构,呈横向排列,渗透性也不佳。（2）经过碱处理后的茶秆竹接触角减小,渗透性有所提高。在80℃,6%碱处理下,茶秆竹的渗透性最大,接触角为84°（比未处理样品下降了50%）...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竹材纹孔基本结构示意(费本华等，2019)
松香浸渍改性对茶秆竹性能的影响研究4图1-5竹材纤维细胞壁结构(Khaliletal,2013)：（a）竹子，（b）显微镜放大图，（c）电子显微镜放大图，（d）纤维细胞横切面，（e）纤维细胞细胞壁层Fig.1-5Cellwallstructureofbamboofiber.(a)bamboo,(b)magnifiedmicroscopeimage,(c)magnifiedelectronmicroscopeimage,(d)crosssectionoffibrouscells,(e)fibrouscellwalllayer.竹材中的主要细胞为导管、纤维细胞以及薄壁细胞，其中纤维细胞主要影响竹材的力学强度，因此对于竹材的纤维细胞壁需要有一定的研究。与木材纤维相比，竹纤维的细胞壁结构比木材的纤维细胞壁结构更加的复杂，主要体现在次生壁结构上（图1-5）。竹材次生壁厚占细胞壁平均壁厚的90%以上，为多层复杂结构，国外科学家通过对3年生慈竹的纤维细胞的研究，发现竹纤维的次生壁为是薄厚层交替的复杂结构，每一厚层微纤丝接近杆的生长方向方向的螺旋倾斜排列，大约与轴向成20°～30°角，且越深入角度越小，而薄层微纤丝接近横向的螺旋倾斜排列。竹材纤维次生壁的层数最多可达到18层，而层数的多少一般与竹的年龄、种属、高度以及部位有关。次生壁层数越多的纤维细胞，物理性能更稳定，体态更均匀，强度更高，因此是竹材物理性能的基矗由此可见，研究竹材的纤维细胞壁不仅能够了解竹子的生长特性，而且对竹材的细胞以及纹孔的渗透性以及改性有很大的帮助，对于开发与发展高值化的竹材具有重大意义。由于竹材拥有不同于木材的特殊结构，因此竹材具有良好的物理力学性能。对于竹材的利用，物理力学性能无疑是一项不可或缺的衡量指标。作为竹材质量的标尺，竹材的物理力学性能对竹材资源的充分利用起到重要作用。在迄今的研究中，多数的
松香浸渍改性对茶秆竹性能的影响研究8利用其制作家具有更为丰富的造型，竹结构相对于木材家具更加轻巧，防虫蛀，少变形开裂、脱胶等，各种物理性能可以与中高档硬杂木旗鼓相当。茶秆竹在国际市场颇负盛名，茶秆竹又称为“钢竹”，其制作的家具吸湿、吸热性能高于其他木材，使其赋有冬暖夏凉的舒适感。圆竹材料丰富，价格低廉，环保可再生适合做家具、建材以及桥梁。然而未经处理的的圆竹由于含有许多多糖物质，会使竹材产生虫蛀以及霉变，而传统的药剂已经达不到质量标准，特别是环保要求，因此新型的圆竹改性工艺值得进一步开发。1.3松香特点及松香改性进展1.3.1松香松香是一种可再生的天然树脂，其主要成分是二萜树脂酸(C19H29COOH)，该结构中含有羧基和双键两个反应性基团，另外还有少量杂质与水分。我国大部分高质量松香主要产自马尾松，枞酸、新枞酸、长叶松酸为马尾松的主要树脂酸，其分子结构如图1-6(李佶辉等，2003)。图1-6松香中主要树脂酸的分子式(李佶辉等，2003)Fig.1-6Molecularformulaofmainresinacidinrosin.由于松香含有羧基和双键，活性较高，可通过引入其它官能团进行改性。其中共轭双键占松香的70%以上，这使得松香的活性较高，可以与不饱和化学物质发生加成反应。表1-4为松香的国家标准。表1-4《脂松香》国家标准GB8145-87Table4RosinNationalStandardGB8145-87.项目指标特级一级二级三级四级五级外观透明体
【参考文献】：
期刊论文
[1]木聚糖改性类荷叶纳米结构超疏水竹材尺寸稳定性研究[J]. 汤玉训,王发鹏,黄建颖,袁华,庞久寅,林鹏,毛鹏峰,苏连锋,金赵敏,金满洁,李霞,朱俊,范红伟. 世界竹藤通讯. 2019(05)
[2]竹材表面ZnO超疏水涂层的制备及表征[J]. 杨阳,张爱文,陈志鹏,李泽,吴波,卢梦婷,方凯丽,何文. 林业工程学报. 2019(03)
[3]竹材纹孔结构及表征方法研究进展[J]. 费本华,刘嵘,刘贤淼,陈秀芳,张淑琴. 林业工程学报. 2019(02)
[4]松香及其改性产品的红外光谱法快速鉴别[J]. 莫启进,卓梅芳,李浩. 化学研究与应用. 2018(12)
[5]竹材维管束解剖构造的研究进展[J]. 连彩萍,刘嵘,张淑琴,罗俊吉,费本华. 林产工业. 2018(09)
[6]天然松香改性苯丙乳液的制备及性能[J]. 李玮昱,易争明,王庆艺,钱景茹,董玉洁. 精细化工. 2018(10)
[7]酚醛树脂改性竹材的物理力学性能及其微观形貌的荧光表征[J]. 关明杰,周宇,张媛. 竹子学报. 2018(02)
[8]漂白和热处理对竹材化学组成及重组竹材理化性能的影响[J]. 张建,袁少飞,王洪艳,李琴. 竹子学报. 2018(02)
[9]竹材导管壁纹孔式的比较研究[J]. 罗俊吉,刘嵘,连彩萍,费本华. 竹子学报. 2018(01)
[10]激光处理竹青表面的研究[J]. 徐兆军. 木材加工机械. 2017(05)
博士论文
[1]速生杨木细胞壁改性与增强机制[D]. 董友明.北京林业大学 2018
[2]竹纤维细胞壁结构特征研究[D]. 陈红.中国林业科学研究院 2014
[3]毛竹发育过程中细胞壁形成的研究[D]. 刘波.中国林业科学研究院 2008
硕士论文
[1]热处理对柚木木材主要化学组分及其结构的影响[D]. 李明玉.中国林业科学研究院 2015
[2]杨木浸渍增强—热处理特性研究[D]. 侯瑞光.中南林业科技大学 2014
[3]高温热处理竹材动态粘弹性研究[D]. 胡够英.浙江农林大学 2012
本文编号：3411443
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
竹材纹孔基本结构示意(费本华等，2019)
松香浸渍改性对茶秆竹性能的影响研究4图1-5竹材纤维细胞壁结构(Khaliletal,2013)：（a）竹子，（b）显微镜放大图，（c）电子显微镜放大图，（d）纤维细胞横切面，（e）纤维细胞细胞壁层Fig.1-5Cellwallstructureofbamboofiber.(a)bamboo,(b)magnifiedmicroscopeimage,(c)magnifiedelectronmicroscopeimage,(d)crosssectionoffibrouscells,(e)fibrouscellwalllayer.竹材中的主要细胞为导管、纤维细胞以及薄壁细胞，其中纤维细胞主要影响竹材的力学强度，因此对于竹材的纤维细胞壁需要有一定的研究。与木材纤维相比，竹纤维的细胞壁结构比木材的纤维细胞壁结构更加的复杂，主要体现在次生壁结构上（图1-5）。竹材次生壁厚占细胞壁平均壁厚的90%以上，为多层复杂结构，国外科学家通过对3年生慈竹的纤维细胞的研究，发现竹纤维的次生壁为是薄厚层交替的复杂结构，每一厚层微纤丝接近杆的生长方向方向的螺旋倾斜排列，大约与轴向成20°～30°角，且越深入角度越小，而薄层微纤丝接近横向的螺旋倾斜排列。竹材纤维次生壁的层数最多可达到18层，而层数的多少一般与竹的年龄、种属、高度以及部位有关。次生壁层数越多的纤维细胞，物理性能更稳定，体态更均匀，强度更高，因此是竹材物理性能的基矗由此可见，研究竹材的纤维细胞壁不仅能够了解竹子的生长特性，而且对竹材的细胞以及纹孔的渗透性以及改性有很大的帮助，对于开发与发展高值化的竹材具有重大意义。由于竹材拥有不同于木材的特殊结构，因此竹材具有良好的物理力学性能。对于竹材的利用，物理力学性能无疑是一项不可或缺的衡量指标。作为竹材质量的标尺，竹材的物理力学性能对竹材资源的充分利用起到重要作用。在迄今的研究中，多数的
松香浸渍改性对茶秆竹性能的影响研究8利用其制作家具有更为丰富的造型，竹结构相对于木材家具更加轻巧，防虫蛀，少变形开裂、脱胶等，各种物理性能可以与中高档硬杂木旗鼓相当。茶秆竹在国际市场颇负盛名，茶秆竹又称为“钢竹”，其制作的家具吸湿、吸热性能高于其他木材，使其赋有冬暖夏凉的舒适感。圆竹材料丰富，价格低廉，环保可再生适合做家具、建材以及桥梁。然而未经处理的的圆竹由于含有许多多糖物质，会使竹材产生虫蛀以及霉变，而传统的药剂已经达不到质量标准，特别是环保要求，因此新型的圆竹改性工艺值得进一步开发。1.3松香特点及松香改性进展1.3.1松香松香是一种可再生的天然树脂，其主要成分是二萜树脂酸(C19H29COOH)，该结构中含有羧基和双键两个反应性基团，另外还有少量杂质与水分。我国大部分高质量松香主要产自马尾松，枞酸、新枞酸、长叶松酸为马尾松的主要树脂酸，其分子结构如图1-6(李佶辉等，2003)。图1-6松香中主要树脂酸的分子式(李佶辉等，2003)Fig.1-6Molecularformulaofmainresinacidinrosin.由于松香含有羧基和双键，活性较高，可通过引入其它官能团进行改性。其中共轭双键占松香的70%以上，这使得松香的活性较高，可以与不饱和化学物质发生加成反应。表1-4为松香的国家标准。表1-4《脂松香》国家标准GB8145-87Table4RosinNationalStandardGB8145-87.项目指标特级一级二级三级四级五级外观透明体
【参考文献】：
期刊论文
[1]木聚糖改性类荷叶纳米结构超疏水竹材尺寸稳定性研究[J]. 汤玉训,王发鹏,黄建颖,袁华,庞久寅,林鹏,毛鹏峰,苏连锋,金赵敏,金满洁,李霞,朱俊,范红伟. 世界竹藤通讯. 2019(05)
[2]竹材表面ZnO超疏水涂层的制备及表征[J]. 杨阳,张爱文,陈志鹏,李泽,吴波,卢梦婷,方凯丽,何文. 林业工程学报. 2019(03)
[3]竹材纹孔结构及表征方法研究进展[J]. 费本华,刘嵘,刘贤淼,陈秀芳,张淑琴. 林业工程学报. 2019(02)
[4]松香及其改性产品的红外光谱法快速鉴别[J]. 莫启进,卓梅芳,李浩. 化学研究与应用. 2018(12)
[5]竹材维管束解剖构造的研究进展[J]. 连彩萍,刘嵘,张淑琴,罗俊吉,费本华. 林产工业. 2018(09)
[6]天然松香改性苯丙乳液的制备及性能[J]. 李玮昱,易争明,王庆艺,钱景茹,董玉洁. 精细化工. 2018(10)
[7]酚醛树脂改性竹材的物理力学性能及其微观形貌的荧光表征[J]. 关明杰,周宇,张媛. 竹子学报. 2018(02)
[8]漂白和热处理对竹材化学组成及重组竹材理化性能的影响[J]. 张建,袁少飞,王洪艳,李琴. 竹子学报. 2018(02)
[9]竹材导管壁纹孔式的比较研究[J]. 罗俊吉,刘嵘,连彩萍,费本华. 竹子学报. 2018(01)
[10]激光处理竹青表面的研究[J]. 徐兆军. 木材加工机械. 2017(05)
博士论文
[1]速生杨木细胞壁改性与增强机制[D]. 董友明.北京林业大学 2018
[2]竹纤维细胞壁结构特征研究[D]. 陈红.中国林业科学研究院 2014
[3]毛竹发育过程中细胞壁形成的研究[D]. 刘波.中国林业科学研究院 2008
硕士论文
[1]热处理对柚木木材主要化学组分及其结构的影响[D]. 李明玉.中国林业科学研究院 2015
[2]杨木浸渍增强—热处理特性研究[D]. 侯瑞光.中南林业科技大学 2014
[3]高温热处理竹材动态粘弹性研究[D]. 胡够英.浙江农林大学 2012
本文编号：3411443
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