实心瓜多竹材性及其变异规律研究

摘要

实心瓜多竹（Guadua amplexifolia）由于基部实心，具有可用作结构材的潜力而倍受人们关注，我国于2002年从厄瓜多尔引进了实心瓜多竹。本文以实心瓜多竹为主要研究对象，研究了纤维形态和导管分子形态及其变异规律；利用SilviScan-3（澳大利亚木材材性快速测定仪）快速测定竹材微纤丝角和微密度，分析了微纤丝角和密度在径向的变异规律；研究了竹材抗弯强度和抗弯弹性模量在整个竹秆高度上的变异规律，讨论了抗弯强度和抗弯弹性模量与气干密度之间的关系；测定了竹材的主要化学成分，并利用近红外光谱技术对竹材主要化学成分进行预测，实现了竹材主要化学成分的快速测定。
　　论文主要研究结果如下：
　　（1）实心瓜多竹维管束类型属于开放型和半开放型。自竹黄到竹青，由开放型逐渐转变为半开放型；纵向上未见变化。纤维长度大多介于1500μm-2500μm之间，径向上，先增大后减小；宽度为15μm左右，自竹黄向外至竹壁厚度2/3处无明显变化，之后急剧降低；长宽比介于100-130之间。导管分子长度大多在400μm-500μm之间；宽度为100μm-250μm之间，径向上，自竹黄向外降低。长宽比介于2-3之间，在径向上的变化规律正好与导管分子宽度变化相反。
　　（2）实心瓜多竹微纤丝角与毛竹、撑麻7号和阿帕斯竹的微纤丝角接近，均为7°-10°。纵向上，在胸高以上部位微纤丝角无明显变化；径向上，靠近竹黄处和靠近竹青处微纤丝角明显大于竹壁中部，竹壁中部处微纤丝角无明显变化。SilviScan-3与XRD相比，SilviScan-3测定速度更快，并且，自竹黄至竹青，能连续测定竹材的微纤丝角。
　　（3）自竹黄到竹青，实心瓜多竹气干密度在0.4-0.9g/cm3之间变化，变化图呈现锯齿状。气干密度在径向的变化基本符合二次抛物线，回归系数为0.83，自竹黄至竹壁厚度2/3处的密度值较稳定，之后增加幅度较大。实心瓜多竹气干密度与马来麻竹和阿帕斯竹接近，较毛竹密度小，撑麻7号大。
　　（4）实心瓜多竹抗弯弹性模量为10GPa，抗弯强度130MPa，与毛竹接近，较阿帕斯竹和马来麻竹小，比撑麻7号大。随竹节数的增加而逐渐增加，抗弯弹性模量和抗弯强度与气干密度间具有较强的相关性，相关系数R分别为0.7917和0.9429。
　　（5）实心瓜多竹综纤维素含量为71.82％，木素含量为23.27%，1％NaOH抽出物含量为22.85%，苯—乙醇抽出物含量为2.21%，灰分含量为1.50%。竹青部分综纤维素和木素含量大于竹黄部分，抽出物含量小于竹黄部分。
　　（6）利用近红外光谱对实心瓜多竹综纤维素、木素和1％NaOH抽出物含量进行了快速测定，综纤维素校正模型和验证模型的相关系数分别是0.998和0.871；木素校正模型和预测模型的相关系数分别是0.996和0.896；1%NaOH抽出物校正模型和预测模型的相关系数分别是0.992和0.946。同时，利用近红外光谱对四个竹种的综纤维素、木素和1％NaOH抽出物含量进行了快速测定，取得了较好的预测效果。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 竹类资源状况

1.3 竹材材性的研究现状

1.4 我国发展竹产业的优势

1.5 主要研究内容

第二章 实心瓜多竹解剖构造

2.1 引言

2.2 实验材料

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 小结

第三章 实心瓜多竹主要物理力学性质

3.1 引言

3.2 实验材料

3.3 实验方法

3.4 结果与分析

3.5 小结

第四章 实心瓜多竹主要化学成分分析

4.1 引言

4.2 实验材料和方法

4.3 结果与分析

4.4 小结

第五章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

在读期间的学术研究

致谢