油热处理工艺对毛竹材化学成分影响的研究开题报告

1. 研究目的与意义

目前我国的森林资源相对紧缺，林业产业的木材来源由天然林转变为人工林和速生林。而竹类资源较丰富，相对于木材而言，竹材生长周期短、质量轻，强度高、硬度大，生产成本低。因此竹材作为一种可替代木材的速生材，被众多林产企业广泛研究与应用。竹材的化学成分与木材基本相同，主要由纤维素、半纤维素、木质素组成，其中竹材半纤维素含量较高，吸湿性强，从而导致竹材易开裂，尺寸稳定性降低。且竹材所含的淀粉、糖类、蛋白质、脂肪等比木材高，因此，在温度和湿度适宜的情况下，易遭受虫、菌类等侵蚀。市场上众多竹产品也是因为霉变、开裂等问题降低其使用效率，因此竹材产品性能的改性处理迫在眉睫。

为了提高竹材的尺寸稳定性、耐久性和防腐性能，需要对竹材进行改性处理。化学处理方法会对环境和人体造成不良影响，因此本课题采用不添加任何化学物质的热处理技术。本课题以甲基硅油为加热介质，以不同加热温度和不同加热时间作为热处理工艺，分析热处理前后毛竹材中纤维素、半纤维素、木质素以及淀粉含量的变化，为进一步优化毛竹材油热处理工艺提供实验依据。

2. 国内外研究现状分析

1. 热处理工艺对竹木材主要化学成分影响的研究

张亚梅，余养伦等学者研究在空气介质中对毛竹进行热处理，通过化学成分分析方法探讨了热处理温度（100-220℃）和热处理时间（1-4h）对毛竹中主要化学成分综纤维素、α-纤维素、酸不溶木素的影响，并结合热处理后毛竹失重率的变化情况分析了失重率与化学成分变化的相关性。结果表明，随着热处理温度的升高和热处理时间的延长，综纤维素和α－纤维素含量呈逐渐降低的趋势，而酸不溶木素含量呈相对升高的趋势，毛竹的失重率虽逐渐升高的趋势。失重率与综纤维素和α－纤维含量显著相关，说明热处理过程中，纤维素和半纤维素的热降解是造成综纤维素和α-纤维素含量降低的主要原因。除此之外，实验还表明热处理温度对毛竹主要化学成分含量的影响显著，热处理时间对综纤维素和α-纤维素含量的影响显著，而对酸不溶木素含量的影响不显著。

胡够英、杜兰星等学者在研究高温热处理对竹材动态粘弹性的影响时，分析了竹材在不同高温热处理工艺下的主要化学成分变化。热处理实验直接在烘箱中进行，热处理温度为160℃、180℃、200℃，热处理时间分别为2h、4h、6h，进行两因素三水平工艺试验。结果表明，随着热处理温度的提高和热处理时间的延长，纤维素、综纤维素含量下降，木质素含量呈升高趋势。

3. 研究的基本内容与计划

【研究内容】

1.研究适宜的毛竹材高温油热处理工艺；

2.研究毛竹材在油热处理温度为140℃、160℃、180℃、200℃，处理时间为2h、4h、6h时竹材中纤维素、半纤维素、木质素含量的变化；

4. 研究创新点

我国对竹材的绿色改性高温热处理研究主要采用高温饱和蒸汽、热水、惰性气体以及热油等作为传热介质，但热处理之后对竹材主要化学成分以及淀粉含量变化等研究报道较少，本课题首次系统的研究将木材高温油热处理技术应用于竹材改性方面，通过不同的热处理温度和时间，对竹材中纤维素、半纤维素、木质素以及淀粉含量变化进行分析，为后续探讨竹材化学成分变化对竹材性能的影响研究提供相关数据。