为研究高温改性对低质速生木材力学性能的影响规律和作用机制, 优化基于强度等级的木材改性温度, 以期为高温改性木材在建筑结构中的合理应用提供依据, 开展了160～210 ℃宽温域范围内高温改性对国产低质速生杨木抗弯强度(fm)、 顺纹抗拉强度(ft, 0)、 横纹弦向(ft, T, 90)和径向抗拉强度(ft, R, 90)、 顺纹抗压强度(fc, 0)、 顺纹弦面剪切速度(fv, T)和径面剪切强度(fv, R), 以及弹性模量(E0)等共计560个试件的材性试验, 利用傅里叶变换红外光谱分析高温改性木材的化学组分变化。 结果表明, 木材中半纤维素耐热性最低, 最先受热降解, 温度≥190 ℃时, 热解加快。 纤维素耐热性较强, 高温作用下轻微热解, 且主要发生在无定形区域内, 导致无定形区微纤丝排列有序性增加。 高温对木材fm, ft, 0, ft, 90和fv劣化作用明显, 常温时木材fm, ft, 0, ft, T, 90, ft, R, 90, fv, T和fv, R分别为67.0, 86.2, 5.8, 8.9, 7.7和6.7 MPa, 改性温度较低时, 木材化学组分轻微热解, 力学性能下降相对较慢, 180 ℃时分别降至53.5, 78.9, 4.0, 4.8, 6.0和5.4 MPa, 改性温度高于190 ℃时木材化学组分热解加剧, 导致力学性能快速降低, 210 ℃时分别降至常温时的44.5%, 56.1%, 43.1%, 29.2%, 34.5%和26.7%。 160~210 ℃范围内, 高温改性木材的fc, 0和E0先升高后降低, 20 ℃时fc, 0和E0分别为41.4和8 568 MPa, 160~180 ℃范围内随着温度的升高, 纤维素结晶度提高导致力学性能增加, 180 ℃时达到峰值, 较初始值分别高30.7%和12.8%, 温度继续升高时, 纤维素热解程度增加, fc, 0和E0持续降低, 210 ℃时, 分别降至45.0和8104 MPa。 未处理试件由于E0未达到欧洲规范BS EN 338最低强度等级D18的要求, 不能用作结构用材; 160~170 ℃温度改性试件的E0较未处理试件有所提高, 但仍低于规范中最低强度等级D18的要求; 改性温度升至180 ℃时, E0继续增加, 杨木达到强度等级D18; 190~200 ℃改性材的E0略有降低, 但仍满足规范中结构用材要求, 而fv, R降低幅度过大, 木材强度等级不满足最低强度等级D18的使用要求。 研究结果将为高温改性技术以及国产速生木材在建筑结构中的合理应用提供依据。

通过木质素基因工程能够有效降低杨木细胞壁木质素含量, 从而改善人工林杨树作为木质纤维材料的利用现状。 选取C3H基因活性抑制表达的转基因杨树和其对照组杨树为实验材料, 利用傅里叶红外光谱（FTIR）技术快速表征C3H基因表达活性降低后幼龄杨木细胞壁木质素的含量, 并结合激光共聚焦显微镜（CLSM）和组织化学染色技术原位表征木质素含量微区分布变化规律。 结果表明转基因杨树与对照组杨树红外谱图的形状和特征峰数目、 位置基本一致, 表明C3H基因活性降低并未改变杨木细胞壁主要化学成分及结构, 但I1 508/I1 379, I1 508/I1 425和I1 508/I1 740木质素特征峰高度比值结果表明转基因杨木木质素含量下降了8.2%～9.5%, 峰强度的区别说明C3H基因活性抑制表达能够改变杨木细胞壁上木质素等化学组分含量; CLSM观察发现转基因杨木木质素微区分布含量均为纤维细胞角隅>复合胞间层>次生壁, 与对照组木质素呈现相同的沉积规律, 且转基因杨木细胞壁木质素浓度低于对照组杨木; 组织化学染色的结果同样表明杨木S单体木质素均匀分布于纤维细胞壁上, 而G单体木质素微区沉积规律为纤维细胞角隅>复合胞间层>次生壁, 进一步揭示了C3H基因活性的降低并没有改变转基因杨木G和S木质素单体的沉积规律, 但对其纤维和导管壁上木质素单体含量分布有一定影响。

通过对天然高分子材料木材进行化学镀的方法制成的木质电磁屏蔽材料既可以保留木材的一些优良特性,又能有效改善木材导电、导热和电磁屏蔽性,不仅为木材的增值利用开辟了新道路,还为电磁屏蔽材料的加工利用拓宽了领域.本研究利用近红外光谱结合主成分分析法对化学镀铜处理前后样品进行了分析研究,旨在探讨利用近红外光谱技术研究该材料表面特性的可行性.结果表明:(1)化学镀铜前后样品表面的近红外光谱在形状和吸收强度上存在显著差异,而不同镀铜时间的样品之间也存在差异,尤其是反应未充分的样品.(2)经过主成分分析后,镀铜前后样品沿PC1轴、PC2轴大致分成了6类,其中未处理样品、活化处理样品性质较接近,镀铜时间25和40 min样品因反应充分,性质也比较类似,说明近红外光谱中包含反映材料处理前后的重要特征信息.(3)比较近红外区域和可见光区域光谱的主成分分析效果,发现近红外光谱区比可见光光谱区对镀铜处理前后样品的分类效果好,可见光光谱在突出样品的表面颜色特征信息方面表现更好,这说明两者结合运用更有利于样品表面特征信息的表征。

以杨木木粉为试样, 进行不同时长的乙酰化处理, 利用紫外光加速老化, 探讨不同乙酰化度对木材耐光性能的影响, 根据FTIR光谱分析试样化学组分特征吸收峰强度的变化规律, 建立乙酰化处理时间与木材化学组分变化之间的关系。 结果表明: UV辐射前, 乙酰化木粉在1 739 cm-1处饱和酯化合物中CO和 1 385 cm-1处乙酸酯基中C—H的特征吸收峰强度均大于原木粉, 处理40 min木粉的吸收峰强度最大, 增重率最高, 木粉的乙酰化效果显著; UV辐射后, 乙酰化木粉在1 504 cm-1处木质素中苯环特征吸收峰强度明显大于原木粉, 且乙酰化处理40 min木粉的吸收峰强度最大, 表明乙酰化处理能够有效抑制木材化学组分的光降解反应, 提高木材的耐光老化性能, 其中处理40 min的效果最佳; SEM图片显示, 乙酰化处理木粉的纤维状表面较原木粉更加均匀, 材料粒径更小, 乙酰化处理能有效提高木材的稳定性。

热解是废弃人造板高效回收利用的方式, 人造板中所含胶黏剂是其不同于生物质的主要特征。 为了有效环保地利用热解技术处理废弃人造板, 解明人造板热解过程中其所含脲醛树脂胶黏剂（UF）对木材热解特性的影响, 深入探索UF对人造板中木材各组分的作用机制, 以杨木及木材的三种主要组分（纤维素、 半纤维素、 木素）为研究对象, 创新性地依据杨木的化学组成, 以纤维素、 木聚糖和木素配制成模型物, 并加入UF模拟人造板的构成。 利用热重红外光谱联用（TG-FTIR）分析法, 对比分析了加入UF前后模型物以及杨木各主要组分的热失重特性及气相演变规律。 热重及红外结果表明, UF促进了纤维素热解过程中水和羧酸类物质的生成。 UF与木素结合生成热不稳定的含氮结构, 释放大量氨气, 并且在200～300 ℃区间内参与了木素的热解并直接影响木素热解产物的生成。 由此推测, 在人造板热解过程中, 木材三种主要组分中与UF作用的主要成分是木素。

以杨木生材为原料， 采用原位聚合方法制备木材/羟甲基脲复合材料。 羟甲基脲在脉冲式压力的作用下浸渍到木材内， 在热压干燥过程中, 经过原位聚合制备木基复合材料。 根据国标对改性前后的木材化学成分进行了分析， 并利用X射线光电子能谱(XPS)、 核磁共振分析(13C-NMR)、 EDXA对改性前后木材中碳和氮元素含量、 分布以及官能团变化进行了表征。 结果表明木材化学处理后热水抽提物、 苯醇抽提物含量提高了187.43%和230.87%， 木素和综纤维素含量降低了26.55%和26.39%， XPS分析表明改性材O与C原子的浓度比增加了9.4%， N元素含量增加了137.2%， 13C-NMR分析表明羟甲基脲与木材结构中的羟基发生了化学反应， 减少了羟基的含量， 醚键含量增加， EDXA图谱说明了该处理方法可以得到浸渍均匀的改性材， 而且氮元素均匀的分布在木材细胞壁及细胞间隙中。

以人工林杨木为研究对象, 利用改性脲醛预聚体浸渍并热压干燥处理, 采用XRD, TGA, FTIR及SEM分析, 对杨木改性处理前后物理化学变化进行了表征。 结果表明： 与杨木素材相比, 改性材基本密度增加1.06倍, 改性材抗弯强度提高33%, 顺纹抗压强度提高74%, 改性材的吸水性从104%降低到了97%; 改性剂的浸渍使得木材结晶度稍微降低, 从39.65%降到了36.89%; TGA分析表明改性材的耐热性提高; FTIR分析表明改性材中的羟基有很好的缔合现象, 并且羰基含量减少, 醚键含量增加; 最后SEM谱图分析了预聚体在改性材中的分布及存在状态。

本实验以84K杨腋芽和叶片为外植体,研究不同激素水平对84K杨组织培养的影响,探讨84K杨快速繁殖试管苗的有效途径.研究结果表明:84 K杨腋芽增殖的最佳培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L;叶片不定芽诱导初期的最佳培养基为MS+6-B 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L,MS+KT1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L为不定芽壮苗的最佳培养基;从生根和移栽成活率上看不添加任何激素的1/2MS基本培养基和1/2MS+NAA 0.2 mg/L+IBA0.5 mg/L为84K杨最佳生根培养基.