【摘 要】
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采用高温饱和蒸汽对高含水率新鲜毛竹竹材进行热处理,再通过辊轧制备竹材工艺纤维(由多根纤维组成),并运用光学显微、纳米压痕(NI)等分析技术研究了提取的工艺纤维的微观结构
【机 构】
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南京林业大学 材料科学与工程学院,南京210037;大亚科技股份有限公司,丹阳212300;南京林业大学 材料科学与工程学院,南京210037
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采用高温饱和蒸汽对高含水率新鲜毛竹竹材进行热处理,再通过辊轧制备竹材工艺纤维(由多根纤维组成),并运用光学显微、纳米压痕(NI)等分析技术研究了提取的工艺纤维的微观结构、化学组分、力学性能及吸湿特性.研究结果表明:高温饱和蒸汽处理可使细胞壁中半纤维发生降解,薄壁细胞由于壁薄更易受到破坏,在机械外力下薄壁细胞和维管束成功分离.纤维细胞壁中无定形物质的降解,木质素相对含量的增加及纤维素相对结晶度(CrI)的提高,改善了竹材工艺纤维的吸湿性能和细胞壁力学性能.经过饱和蒸汽处理后,纤维细胞壁的弹性模量(Er)和硬度分别增加了 14.7％～29.4％和14.9％～38.5％.饱和蒸汽处理未对工艺纤维的拉伸性能产生明显影响,分离出的竹材工艺纤维最大拉伸强度和模量分别达到了 765 MPa 和24.8GPa.另外,在不同部位处提取的工艺纤维在性能上存在一定差异:外侧区域分离的工艺纤维尺寸大于内侧;而竹间分离的工艺纤维拉伸性能优于竹节处的,因此在实际应用中可考虑分层提取、分级利用.
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