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速生杨木微观力学性能及其表面动态润湿性

周兆兵  
【摘要】: 本文作为国家自然科学基金资助项目“酶对木材和秸秆纤维细胞表面化学基团及细胞壁弹性模量的调控变化规律研究”(30671640)的重要部分,主要侧重于预压工艺对速生杨木的细胞壁微观力学性能和表面动态润湿性的影响研究。 细胞壁微观力学性能方面的研究内容主要包括:运用原子力显微镜(AFM)和纳米压痕技术(Nanoindentation)表征速生杨木细胞壁的微观力学性能(硬度和弹性模量);分析热压工艺参数(主要为压缩比、热压温度和保压时间)对细胞壁微观力学性能的影响;运用原子力显微镜表征杨木细胞的基本尺寸(细胞壁厚、壁长等),并在此基础上,构建细胞结构模型,利用平面解析法建立基于纳米压痕技术的数学模型,以揭示外加载荷与细胞变形间的关系。 速生杨木的表面动态润湿性的研究内容主要包括:建立木材表面动态润湿性能表征的模型公式,并利用模型公式研究常用的各种胶粘剂(如脲醛树脂、酚醛树脂等)对速生杨木不同年轮以及同一年轮内早晚材的润湿性能关系,以及在生产应用过程中热压工艺参数(压缩比、热压温度和保压时间等)对速生杨木的润湿性能的影响关系。 本文的目的是想运用微观力学研究技术以及表面动态润湿理论对速生杨木压缩的机理与条件进行更深层次的研究,从微观水平上明确并完善关于速生杨木压缩技术的相关理论。研究成果具有一定的实际应用价值,可为速生杨木改良以及复合加工提供理论支持,对其他树种的加工与利用也具有参考价值。


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