杉木、馬尾松細觀力學性能及熱處理材性能研究.pdf

1、本研究以人工林杉木、馬尾松為對象，采用零距拉伸技術(shù)主要研究了杉木、馬尾松管胞的縱向抗拉強度，及其株內(nèi)變異規(guī)律，含水率對其的影響。另一方面對人工林杉木、馬尾松材進行高溫熱處理，并對熱處理后杉木、馬尾松材的化學成分、結(jié)晶度、木材薄片的順紋抗拉彈性模量進行了測試，重點考察了處理溫度、處理時間對比彈性模量的影響，旨在從熱處理改性的本質(zhì)揭示力學性質(zhì)的變化規(guī)律。 利用零距拉伸技術(shù)研究木材管胞縱向抗拉強度，研究結(jié)果表明，零距拉伸試樣的最佳厚度

2、是80μm，最適宜的夾緊力是70psi。由零距拉伸方法得到的杉木早材管胞縱向抗拉強度介于310MPa—733MPa，平均499 MPa。馬尾松早材管胞縱向抗拉強度介于300MPa—590 MPa，平均461MPa。早材管胞縱向抗拉強度在樹高方向上（1.3—7.3m）差異不顯著。含水率對針葉材早材管胞縱向抗拉強度的影響不顯著，但總體趨勢是氣干態(tài)的強度高于飽水態(tài)。 熱處理條件為溫度160—220℃、時間為1h—3h。對熱處理材的化學

3、成分進行方差分析結(jié)果表明，在0.05水平下，熱處理溫度對綜纖維素含量的變化影響顯著。處理溫度和處理時間對α—纖維素和木質(zhì)素含量變化均沒有顯著影響。綜纖維素含量隨著溫度的升高和時間的延長呈現(xiàn)下降的趨勢。杉木其綜纖維素含量和未處理材相比最多降低13.8％左右，馬尾松降低13.1％左右。α—纖維素的熱穩(wěn)定性相對較好，當溫度達到180℃時含量才逐漸降低。與素材相比熱處理杉木的α—纖維素含量最多降低了23.5％左右，馬尾松最多降低了21.5％左右

4、。木質(zhì)素含量隨著處理溫度和處理時間的增加有明顯的上升趨勢。杉木處理材與素材相比含量最多升高了12％左右，馬尾松處理材最多升高了8.9％左右。半纖維素含量在處理時間為1h時，隨著處理溫度的升高，表現(xiàn)為下降的趨勢。當處理時間為3h時，表現(xiàn)為上升的趨勢。當處理時間為1h時，溫度低于180℃，結(jié)晶度呈現(xiàn)出升高的趨勢，高于180℃時，結(jié)晶度降低。當處理時間為3h時，溫度為160℃使得結(jié)晶度高于未處理木材，呈上升趨勢，隨著溫度的繼續(xù)升高結(jié)晶度又稍有

5、下降的趨勢，直到180℃，然后結(jié)晶度又隨著溫度升高逐漸增加。 熱處理后人工林杉木的縱向拉伸比模量在15.28—38：75 MPa·m3·kg—2之間，平均值為27.05 MPa·m3·kg-1，變異系數(shù)為16.11％。人工林馬尾松的縱向拉伸比模量在13.72—33.30 MPa·m3·kg-1之間，平均值為22.51 MPa·m3·kg-1，變異系數(shù)為24.4％?？v向彈性比模量的株間變異顯著。不同熱處理溫度和時間對杉木、馬尾松非