木材抽提物滲透屏障原理

前言

　　人工速生材高質(zhì)高效利用取決于其功能性的開發(fā)，研究和認(rèn)識(shí)速生材改性與高效加工利用的規(guī)律迫在眉睫。木材滲透性研究是人工速生材高附加值加工利用的關(guān)鍵，是提高人工速生材產(chǎn)品質(zhì)量的有力保證，是有效利用人工速生材、顯著提高其商業(yè)價(jià)值的可靠方法。深入開展木材滲透性的研究將有力推動(dòng)我國乃至世界木材加工業(yè)快速健康發(fā)展，使企業(yè)得以合理利用人工速生材，促進(jìn)傳統(tǒng)木材加工產(chǎn)業(yè)的高科技化，提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量和效益，推動(dòng)我國科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，對(duì)制造高質(zhì)量產(chǎn)品、提高經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將有重大意義?！　∧静慕?jīng)過漫長(zhǎng)的進(jìn)化和自然選擇，形成了能維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和抗御病菌等有害物質(zhì)入侵，并保持機(jī)體生理平衡的保護(hù)性機(jī)制。滲透屏障便是保護(hù)機(jī)制中最重要的組成部分，其中木材抽提物扮演著重要的甚至決定性的屏障作用。木材抽提物的成分、官能團(tuán)、形態(tài)、存在方式對(duì)木材滲透發(fā)揮著屏障作用，主要包括化學(xué)屏障、官能團(tuán)屏障、結(jié)構(gòu)屏障和尺度屏障。當(dāng)然，這種防御功能也是有限的，一旦超出限度，木材便會(huì)受到病菌或異物入侵?！　”緯鴱姆治鲟l(xiāng)土速生材黎蒴栲和引種速生材尾巨桉的木材抽提物入手，通過改變木材抽提物的種類和數(shù)量，促使木材內(nèi)外表面呈現(xiàn)出特殊的物理和化學(xué)特性，改善液體在木材中的滲透性，從物理、化學(xué)、結(jié)構(gòu)三個(gè)層面揭示木材抽提物對(duì)滲透屏障的作用，基于大尺寸試件探索抽提物與木材滲透性的關(guān)系，提出木材抽提物滲透屏障原理，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上研究其應(yīng)用前景，實(shí)現(xiàn)木材滲透性的有效控制，尋求降低木材材性改良成本和提高木材改性效率的新技術(shù)，為木材防腐、阻燃、漂白、染色等奠定理論基礎(chǔ)，旨在為中國現(xiàn)代木材加工處理技術(shù)提供新原理，為世界木材滲透性研究領(lǐng)域攻克木材流體難滲透問題及其應(yīng)用提供科學(xué)新論據(jù)?！　”緯窃趪摇?73”計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中南林業(yè)科技大學(xué)木材科學(xué)與技術(shù)“十一五”國家重點(diǎn)學(xué)科等資助下出版的。由彭萬喜、李凱夫、武書彬共同撰寫，書中主要內(nèi)容是筆者在主持與完成國家“973”計(jì)劃課題“生物質(zhì)大分子結(jié)構(gòu)和熱化學(xué)環(huán)境下的應(yīng)答機(jī)制研究（項(xiàng)目編號(hào)：2007CB210201）”、國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“桉樹人工林木材細(xì)胞壁微區(qū)結(jié)構(gòu)表征及其抽提物響應(yīng)機(jī)制（項(xiàng)目編號(hào)：30800868）”、林業(yè)科技支撐計(jì)劃課題“環(huán)保型竹材天然防護(hù)劑創(chuàng)制關(guān)鍵技術(shù)研究（項(xiàng)目編號(hào)：2008BADA9B07）”、中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目“桉樹人工林木材抽提物微區(qū)化學(xué)效應(yīng)的研究（項(xiàng)目編號(hào)：20070420776）”、廣東省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目“木制品優(yōu)質(zhì)高效精加工關(guān)鍵技術(shù)的研究（項(xiàng)目編號(hào)：2003B21302）”及進(jìn)行博士論文、博士后研究工作報(bào)告研究過程中完成的。在本書完成過程中，得到華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南理工大學(xué)、中南林業(yè)科技大學(xué)、增城市威華中纖板制造有限公司、南海佳順木業(yè)有限公司、佛山市日昌家具有限公司、深圳光大集團(tuán)、嘉漢木業(yè)有限公司、廣東省陽江市林業(yè)局等單位的幫助，受到區(qū)穎剛教授、蔣恩臣教授、李長(zhǎng)友教授、李年存教授、吳義強(qiáng)教授、陳洪教授、朱同林副教授、李重根副教授、胡傳雙副教授、張黨權(quán)副教授等的指導(dǎo)，還受到張久政、賀進(jìn)濤、范智才、丁明清、張麗麗、李曉增、陸紹聰、溫福泉、黃素涌、鄭真真、張明龍、李漢星、呂有界、李志紅、段宏兵等同志的熱情幫助。彭萬喜所指導(dǎo)的研究生俆干君、戚紅晨、吳鳳娟、王蘭生等也做了大量工作，在此一并表示衷心的感謝！

內(nèi)容概要

　　木材滲透性研究是人工速生材高附加值加工利用的關(guān)鍵，是提高人工林木材產(chǎn)品質(zhì)量的有力保證，是有效利用人工速生材、顯著提高其商業(yè)價(jià)值的可靠方法。《木材抽提物滲透屏障原理》著眼于木材工業(yè)發(fā)展焦點(diǎn)，介紹了木材抽提物滲透性研究進(jìn)展，重點(diǎn)闡述了黎蒴栲材和尾巨桉材抽提物成分分析、木材微量組分和官能團(tuán)的分析、木材結(jié)構(gòu)和試件尺度效應(yīng)的分析、木材抽提物滲透屏障原理的構(gòu)建、貯存期對(duì)尾巨桉木材抽提物的影響、提取方法對(duì)尾巨桉木材和赤桉木材抽提物溶出的影響、堿抽提對(duì)尾巨桉木材抽提物溶出的影響、抽提對(duì)刨花板性能的影響、抽提對(duì)木材脹縮性的影響。《木材抽提物滲透屏障原理》所提供資料翔實(shí)，力求突出系統(tǒng)性、綜合性、科學(xué)性和新穎性?！　　赌静某樘嵛餄B透屏障原理》可供從事林業(yè)工程、木材加工、制漿造紙等行業(yè)科研技術(shù)人員使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

書籍目錄

1 緒論1.1 研究目的與意義1.2 研究現(xiàn)狀1.2.1 木材滲透性研究現(xiàn)狀1.2.2 木材抽提物研究現(xiàn)狀1.2.3 黎蒴栲材資源與利用1.2.4 尾巨桉材資源與利用1.2.5 刨花板研究現(xiàn)狀1.2.6 木材脹縮性研究現(xiàn)狀1.3 研究?jī)?nèi)容與方法1.4 研究的創(chuàng)新點(diǎn)2 黎蒴栲材和尾巨桉材抽提物成分分析2.1 材料與方法2.1.1 試驗(yàn)材料2.1.2 GC?MS聯(lián)用條件2.1.3 試驗(yàn)方法2.2 結(jié)果與分析2.2.1 試驗(yàn)結(jié)果2.2.2 結(jié)果分析2.3 小結(jié)3 木材微量組分和官能團(tuán)的分析3.1 材料與方法3.1.1 試驗(yàn)材料3.1.2 試驗(yàn)方法3.2 結(jié)果與分析3.2.1 抽提工藝的影響3.2.2 苯/醇抽提的影響3.2.3 1％NaOH抽提的影響3.2.4 熱水抽提的影響3.2.5 溫水抽提的影響3.2.6 冷水抽提的影響3.3 小結(jié)4 木材結(jié)構(gòu)和試件尺度效應(yīng)的分析4.1 材料與方法4.1.1 試驗(yàn)材料4.1.2 試驗(yàn)方法4.2 結(jié)果與分析4.2.1 抽提對(duì)木材結(jié)構(gòu)的影響4.2.2 試件尺度對(duì)木材抽提的影響4.3 小結(jié)5 木材抽提物滲透屏障原理的構(gòu)建5.1 材料與方法5.1.1 試驗(yàn)材料5.1.2 試驗(yàn)方法5.2 結(jié)果與分析5.2.1 抽提工藝對(duì)抽出量的影響5.2.2 抽提工藝對(duì)接觸角的影響5.2.3 木材滲透的分析5.3 模型構(gòu)建5.3.1 原理構(gòu)建5.3.2 模型建立5.3.3 模型檢驗(yàn)5.4 小結(jié)6 貯存期對(duì)尾巨桉木材抽提物的影響6.1 材料與方法6.1.1 試驗(yàn)材料6.1.2 GC?MS條件6.1.3 試驗(yàn)方法6.2 結(jié)果與分析6.2.1 化學(xué)成分比較6.2.2 桉木抽提物潛在資源化利用途徑分析6.3 小結(jié)7 提取方法對(duì)尾巨桉木材抽提物溶出的影響7.1 材料與方法7.1.1 試驗(yàn)材料7.1.2 試驗(yàn)方法7.2 結(jié)果與分析7.2.1 常規(guī)溶劑抽提對(duì)微/納米粒子溶出的影響7.2.2 超聲波對(duì)微/納米粒子溶出的影響7.2.3 冷凍預(yù)處理和微波預(yù)處理對(duì)微/納米粒子溶出的影響7.2.4 抽提方法對(duì)溶出量的影響7.3 小結(jié)8 提取方法對(duì)赤桉木材抽提物溶出的影響8.1 材料與方法8.1.1 試驗(yàn)材料8.1.2 試驗(yàn)方法8.2 結(jié)果與分析8.2.1 溶出質(zhì)量的分析8.2.2 溶出粒子特征的分析8.2.3 超聲波對(duì)微/納米粒子溶出的影響8.2.4 冷凍預(yù)處理和激光等離子對(duì)微/納米粒子溶出的影響8.3 小結(jié)9 堿抽提對(duì)尾巨桉木材抽提物溶出的影響9.1 材料與方法9.1.1 試驗(yàn)材料9.1.2 試驗(yàn)方法9.2 結(jié)果與分析9.2.1 對(duì)溶出微/納米粒子分布的影響9.2.2 對(duì)微/納米粒子溶出率的影響9.2.3 預(yù)處理對(duì)微/納米粒子溶出的影響9.3 小結(jié)10 抽提對(duì)刨花板性能的影響10.1 材料與方法10.1.1 試驗(yàn)材料10.1.2 試驗(yàn)方法10.2 結(jié)果與分析10.2.1 抽出量的影響10.2.2 抽提溫度的影響10.2.3 抽提時(shí)間的影響10.2.4 施膠量的影響10.2.5 驗(yàn)證試驗(yàn)10.3 小結(jié)11 抽提對(duì)木材脹縮性的影響11.1 材料與方法11.1.1 試驗(yàn)材料11.1.2 試驗(yàn)方法11.2 結(jié)果與分析11.2.1 抽出量的影響11.2.2 1%NaOH抽提的影響11.2.3 苯/醇抽提的影響11.2.4 冷水抽提的影響11.2.5 溫水抽提的影響11.2.6 熱水抽提的影響11.3 小結(jié)參考文獻(xiàn)附錄A 黎蒴栲材和尾巨桉材的抽提物氣相色譜?質(zhì)譜圖

章節(jié)摘錄

　　刨花板（particleboard）是木質(zhì)資源高效利用和變廢為寶成功的典范，是未來木材工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品之一。從其誕生就引起了人們的廣泛關(guān)注并成為木材加工行業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，走過了一段輝煌歷史?！　∥鼭窈蟮呐倩ò鍟?huì)發(fā)生翹曲變形和強(qiáng)度下降，影響刨花板的應(yīng)用（俞蘭生等，1995）；王戈等（2000）發(fā)現(xiàn)增加相對(duì)濕度，會(huì)使刨花板平衡含水率和吸濕厚度膨脹率緩慢增大，強(qiáng)度有所下降；顧繼友等（2002；2003）的研究表明，只有樹種、刨花形態(tài)、刨花預(yù)處理和板的密度會(huì)顯著地影響刨花板的“厚度膨脹率平行性”，其他參數(shù)對(duì)板的厚度膨脹率差無明顯影響。徐慧等（2004）認(rèn)為聲發(fā)射（AE）技術(shù)可作為檢測(cè)刨花板力學(xué)性能的補(bǔ)充手段，郭森民（2004）則認(rèn)為應(yīng)加大力度研發(fā)刨花板在線檢測(cè)技術(shù)。李凱夫（2002）利用微觀力學(xué)模型分析刨花板界面結(jié)合情況，發(fā)現(xiàn)界面的破壞是由剪應(yīng)力所致，結(jié)合薄弱處在受拉刨花受力一端的膠層界面處。曹旗等（2004）指出了刨花板阻燃的必要性和緊迫性。周定國等（1997）指出隨著外界溫度升高，刨花板甲醛散發(fā)的能力增強(qiáng)，李韻譜等（2005）分析了室內(nèi)甲醛污染狀況；田建國（2003）指出在刨花板生產(chǎn)的特定階段添加甲醛捕捉劑可制造E1和E0級(jí)優(yōu)質(zhì)刨花板；肖新宇等（2004）則認(rèn)為應(yīng)用先進(jìn)的生產(chǎn)環(huán)保刨花板的系統(tǒng)解決方案，可以生產(chǎn)E2級(jí)刨花板，其生產(chǎn)成本不增加；張德榮等（2004）采用改性丁苯膠乳制造刨花板進(jìn)行了嘗試。孫永泰（2004）則認(rèn)為水泥刨花板是一種很有發(fā)展前途的建材產(chǎn)品。羅伯特。路德等（2004）認(rèn)為邁耶公司的MRZ型環(huán)式刨片機(jī)可以提供優(yōu)質(zhì)的刨花形態(tài)和較低的功率消耗；李剛等（2003）認(rèn)為昆明人造板機(jī)器廠新近研制和開發(fā)了用于均質(zhì)刨花板生產(chǎn)線能解決單線產(chǎn)量小、技術(shù)落后、制造成本偏高等問題。擴(kuò)大刨花板原料來源，如廢舊刨花板及其制品（黃在華等，2004）、廢舊坑木及實(shí)木制品、秸稈類，這不僅減少了污染源，又可使木材資源得到重復(fù)利用。能否利用黎蒴栲材和尾巨桉材制造高質(zhì)量刨花板還有待研究?！　≡跉W洲，人造板行業(yè)與能源行業(yè)在爭(zhēng)奪木材資源，使木材價(jià)格上漲，導(dǎo)致一些人造板工廠關(guān)閉（陳雄偉，2003），2004年部分企業(yè)已被迫停產(chǎn)、遷移國外，西歐刨花板和纖維板進(jìn)口增加。日本政府實(shí)施新的補(bǔ)償政策規(guī)定，使用木片和生物質(zhì)發(fā)電者可以獲得補(bǔ)貼，預(yù)計(jì)將來纖維板和刨花板用的木片獲得保證的可能性會(huì)越來越小，木片將趨于緊張。所以日本很多家具廠已移到國外。東南亞地區(qū)經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，木制品消費(fèi)量呈直線上升，雖然美國對(duì)中國家具實(shí)施反傾銷制裁，但對(duì)中國家具業(yè)和人造板業(yè)影響甚微，美國仍然是中國家具的最大出口國，且具有逐年增加的趨勢(shì)。中國西部的開發(fā)、中原城市群的崛起、中國沿海諸省的小城鎮(zhèn)建設(shè)的推進(jìn)、三峽工程和南水北調(diào)的實(shí)施、高等教育的擴(kuò)招，農(nóng)業(yè)人口將大批進(jìn)駐城鎮(zhèn)，建筑業(yè)異?？焖俚陌l(fā)展，家具、地板等木制品消費(fèi)量將急速上升。特別是，中國農(nóng)民的富裕程度日益提高，也在使家具消費(fèi)量呈直線上升（張國萍，2000；蔡永勝，1997）。從而拉動(dòng)我國人造板特別是刨花板產(chǎn)量和售價(jià)的連續(xù)攀升，刨花板生產(chǎn)線急增，生產(chǎn)能力已超過1021萬立方米／年?？梢詳嘌裕谖磥?～10年，中國的人造板供需將持續(xù)旺盛（陳緒和，2005）。 　　……

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