竹维管束纤维再细化研究文献综述

 2022-08-10 02:08

娄志超等老师从微观的角度解释与分析了在180℃下高温饱和蒸气对不同初始含水率竹维管束的结晶及化学成分的影响。指出在任何初始含水率下,随着热处理时间的延长,竹束中木质素含量逐渐提高,半纤维素含量逐渐降低,纤维素含量呈现先降低后提高再降低的趋势,在 30~40 min 处理时间时纤维素含量达到最大值。解释了高温蒸汽处理维管束分离的原理。

王新洲等老师采用高温饱和蒸汽对高含水率新鲜毛竹竹材进行热处理,再通过辊轧制备竹材工艺纤维(由多根纤维组成),并运用光学显微、纳米压痕等分析技术研究了提取的工艺纤维的微观结构、化学组分、力学性能及吸湿特性。研究结果表明:高温饱和蒸汽处理可使细胞壁中半纤维发生降解,薄壁细胞由于壁薄更易受到破坏,在机械外力下薄壁细胞和维管束成功分离。纤维细胞壁中无定形物质的降解,木质素相对含量的增加以及纤维素相对结晶度的提高,改善了竹材工艺纤维的吸湿性能和细胞壁力学性能。经过饱和蒸汽处理后,纤维细胞壁的弹性模量和硬度分别增加了 14.7%~29.4%和 14.9%~38.5%。饱和蒸汽处理未对工艺纤维的拉伸性能产生明显影响,分离出的竹材工艺纤维最大拉伸强度和模量分别达到了 765MPa 和 24.8GPa。另外,在不同部位处提取的工艺纤维在性能上存在一定差异:外侧区域分离的工艺纤维尺寸大于内侧;而竹间分离的工艺纤维拉伸性能优于竹节处的,因此在实际应用中可考虑分层提取、分级利用。

尚莉莉等老师用机械剥离的方法制取竹材不同部位的维管束;用激光共聚焦显微镜确定维管束的组成与面积;用微型万能力学试验机测试维管束的拉伸强度和模量。并通过维管束的性能探讨各组成单元对维管束性能的贡献。得出从竹材外层到内层,毛竹维管束的形态由半开放式逐渐转变为开放式。根据径向维管束的形态变化,将毛竹横截面分为内层和外层两层。内层维管束全部由开放型维管束组成,外层维管束全部由半开放型维管束组成。 从竹材外层到内层,毛竹维管束的形态由半开放式逐渐转变为开放式。根据径向维管束的形态变化,将毛竹横截面分为内层和外层两层。内层维管束全部由开放型维管束组成,外层维管束全部由半开放型维管束组成。

李洪波等老师对毛竹维管束的力学性质做了研究,通过拉伸试验,详细分析了竹维管束强度及弹性模量沿竹材厚度方向的变化规律。同时结合维管束分布密度,利用复合材料相关理论,对竹材的强度及弹性模量做了研究。最后将所得结果与前人结果进行了比较。得出( 1) 维管束的弹性模量以及强度沿半径方向均为线性分布,内表面处最小,沿壁厚方向呈递增趋势,至外表皮处达到最大。( 2) 维管束的弹性模量从基部到顶部呈递增趋势,但强度分布趋势不明显。( 3) 通过理论推导,得到竹材弹性模量以及强度沿半径方向均为抛物线形式,这与 Amada 等对竹材薄片测试所得结果一致。

秦磊等老师选取了 1-5 年生的成熟龙竹,将龙竹材平地进行砍倒,去掉上端的梢头,再将龙竹秆在纵向上分基部、中部和稍部三部分,其中取距离地面高30cm段为基部,取去梢头后的竹秆全长在距离地面三分之一段为中部,距离地面2倍高的部分为稍部,在基部、中部、稍部位置均自下而上的截取2.0m 长的龙竹段,作为龙竹材不同部位的研究试样。同一龙竹秆茎的基部、中部、稍部,随高度不同,龙竹维管束的形状、大小和数目方面的差异性都比较大。在径向上,龙竹维管束径向长度从竹青到竹黄呈现逐渐下降的趋势,维管束弦向长度竹青到竹黄逐渐增加;维管束径弦向长度比值从竹青到竹黄呈现逐渐下降的趋势。在纵向上,维管束径向长度从基部到梢部呈现逐渐下降的趋势;维管束弦向长度从基部到梢部呈现逐渐增加;维管束径弦向长度比值从基部到梢部呈现逐渐下降的趋势。

周爱萍等将竹材视为由维管束与基体组成的两相复合材料。通过电子显微图像分析及宏观抗拉力学试验,研究竹材维管束分布及竹材抗拉力学性能与维管束体积比之间的关系。结果表明:单个维管束面积由竹青至竹黄逐渐变大,且距竹黄越近变化趋势愈平缓;维管束体积比随着竹高的增加而增大,沿竹黄向竹青方向也不断增加;竹材抗拉力学性能与维管束体积比之间呈线性递增关系。

资料编号:[263672]

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