1. 研究目的与意义
木材是当今世界四大材料(钢铁、水泥、塑料、木材)中唯一可以再生、再循环利用的生物木质材料,已成为除水资源以外人类最重要、应用最广泛的原材料。然而在发展过程中发现,在一些速生树种的木材中含有较多被视为有缺陷的应力木。因为应力木的性质和正常木材的性质差别很大,其中部分性质对结构用材或加工应用均不利,所以被视为一种缺陷。现今阶段,对不能加工利用的应力木主要用于燃料和制浆造纸,这是一种把应力木作为有缺陷的木材而附加值不高的利用方式。联系木材的纤维细胞特征,抽提物含量,结合应拉木、对应木与正常木木材热解后的组分和含量,对应拉木的热解行为进行分析,为拓展应力木的资源化利用奠定基础。研究分析出应力木特有的某种物质含量,或许是使得应拉木成为制备某种产物的优质原料,变废为宝,能够大大提高应力木的附加值,而不仅仅简单的作为燃料或是制浆原料被消耗。
2. 国内外研究现状分析
2004年黄振英等[1] 开展了马尾松正常木与应压木生长应力及材性的比较研究,结果表明:应压木无论早、晚材的胸高处管胞长度、管胞直径和管胞腔径,均小于正常木。研究分析了管胞的径向和弦向之间,壁厚壁腔等,早材晚材和正常木的差异。应压木微纤丝角明显大于正常木。
2008年牛敏等[2] 对马尾松、杨木应力区与对应区的制浆性能进行比较研究,探究两种树种管胞比量、树脂道、纤维细胞等含量区别。得出结论:化学组成的测定结果马尾松应压区的木素含量最高,综纤维素和纤维素含量都最低。杨木应拉区的木素含量最低,综纤维素和纤维素含量都最高。马尾松三区对木素含量的影响较显著,应压区与对应区木素含量的差异也较显著。对纤维素的影响极显著,应压区与对应区的差异也极显著对综纤维素的影响不显著。杨木三区对木素、综纤维素和纤维素的影响都是极显著的,应拉区和对应区的差异也是极显著的。
2010年郑志峰等[3] 通过对2种生物质材料(甘蔗渣、杨木)的热解特性及动力学研究,结果表明:甘蔗渣、杨木热解经历了4个阶段,即失水干燥、预热解、快速热解和残余物热解;甘蔗渣、杨木热解主要发生在快速热解阶段;升温速率对热解速度有显著影响,升温速率越大,热解速度越快;应用 coats -redfem方法对甘蔗渣、杨木热解动力学过程分析表明,其反应过程可由一级反应过程描述,在实验条件下升温速率对活化能 e和频率 因子 a的影响较大。
3. 研究的基本内容与计划
1)应拉木的化学组分
2)应拉木的细胞结构与纤维特征
3)应拉木的热解行为与热解产物
4. 研究创新点
应力木在一些速生树种的木材中被视为缺陷。研究应拉木的热解行为,变废为宝,为拓展应力木的资源化利用奠定基础。
