【摘 要】
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棕榈藤是具有重要经济价值和开发前景的植物资源,但是其商业价值却得不到充分发挥。为加大藤材的用途和使用率,同时为构建健全的棕榈藤数据库、合理开发利用棕榈藤资源,本论文以高地钩叶藤为研究对象,对其纤维形态和宏观物理力学性质的研究,并通过单根纤维拉伸技术和纳米压痕技术对它的微观力学性质进行研究,如单根纤维抗拉强度和弹性模量,以及细胞壁的硬度等。以下是本论文的主要研究结论:（1）高地钩叶藤基部、中部和梢部
【基金项目】
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国家自然科学基金项目"基于细胞构造及微力学形为的棕榈藤材强韧机理（31570553）"； “十二五”国家科技计划课题备选项目子任务“中国主要棕榈藤品种基础材性数据收集及测试（2015BAD04B0302）”；
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棕榈藤是具有重要经济价值和开发前景的植物资源,但是其商业价值却得不到充分发挥。为加大藤材的用途和使用率,同时为构建健全的棕榈藤数据库、合理开发利用棕榈藤资源,本论文以高地钩叶藤为研究对象,对其纤维形态和宏观物理力学性质的研究,并通过单根纤维拉伸技术和纳米压痕技术对它的微观力学性质进行研究,如单根纤维抗拉强度和弹性模量,以及细胞壁的硬度等。以下是本论文的主要研究结论:（1）高地钩叶藤基部、中部和梢部藤皮的纤维长度都比藤芯长,其中基部藤皮的纤维最长;中部藤皮的纤维直径比其藤芯的直径大得多,基部和梢部藤皮与藤芯的直径比较接近;除了中部藤皮的纤维腔径比其藤芯大,其他两个部位藤皮纤维的腔径都比其藤芯小;基部和中部藤皮纤维的双壁厚比对应的藤芯纤维大,而梢部纤维的双壁厚要比藤芯小;基部和梢部的藤皮的长宽比大于藤芯,中部藤皮要小于藤芯;三个部位藤皮与藤芯的壁腔比差别不大,其范围在2-4之间。高地钩叶藤基部、中部和梢部纤维长度分别为2010.3μm、1587.92μm、1 708.04μm,基部的纤维最长;纤维直径分别为15.81μm、16.74μm、14.64μm,三个部位纤维的直径差不多大;纤维腔径分别为3.78μm、5.2μm、4.45μm,中部纤维的腔径最大;双壁厚分别为12.03μm、11.47μm、10.19μm,基部纤维的双壁厚最大;纤维长宽比分别为129.87、95.55、117.28,基部纤维的长宽比最大;纤维壁腔比分别为3.33、2.21、2.29,基部纤维的壁腔比最大。（2）高地钩叶藤的气干密度、绝干密度、基本密度分别为0.44g·cm-3、0.46g·cm-3和0.36g·cm-3。体积气干干缩率和体积全干干缩率的变化范围分别为2.91%-8.11%和7.71%-1 1.36%,干缩各向异性较大。高地钩叶藤的藤皮分层抗拉强度为56.93MPa,藤芯分层抗拉强度为23.91MPa,藤皮的抗拉强度和抗拉弹性模量均明显高于藤芯。高地钩叶藤的抗弯弹性模量、抗弯强度、抗压强度、抗剪切强度和冲击韧性分别为804.10MPa、49.95MPa、33.12MPa、4.77MPa 和 184.02MPa。三点弯曲法测得其横纹断裂韧性为1870KN/m3/2,紧凑拉伸法测得其顺纹断裂性为77.8KN/m3/2,说明高地钩叶藤的横纹断裂韧性比顺纹断裂韧性大得多。（3）单纤拉伸试验测得高地钩叶藤基部单根纤维的抗拉强度为595.90MPa,中部单根纤维为444.11MPa,梢部单根纤维为385.63MPa;基部单根纤维的弹性模量为8.13GPa,中部单根纤维为6.89GPa,梢部单根纤维为7.23GPa;基部单根纤维的断裂伸长率10.8%,中部单根纤维为8.07%,梢部单根纤维为6.11%。基部藤皮、中部藤皮和梢部藤皮减薄处理后的单根纤维抗拉强度分别为260.76MPa、314.58MPa、417.75MPa;弹性模量分别为 8.89GPa、2.84GPa、6.11GPa;单根纤维断裂伸长率为6%、7.45%、5.9%。基部藤皮机械剥离得到的单根纤维抗拉强度为278.55MPa,弹性模量为2.45GPa。纳米压痕实验测得高地钩叶藤基部藤皮的细胞壁弹性模量为8.45GPa,中部藤皮为8.18GPa,梢部藤皮为4.41GPa。中部藤皮减薄的弹性模量为6.20GPa,梢部藤皮减薄的弹性模量为3.87GPa,均比未进行减薄处理的试样弹性模量有一定程度的减小。高地钩叶藤基部藤皮、中部藤皮和梢部藤皮的细胞壁硬度分别为0.30GPa、0.25GPa、0.21GPa。中部藤皮减薄和梢部藤皮减薄的细胞壁硬度分别为0.24GPa和0.19GPa。
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