Nghiên cứu đặc tính cành cây liễu trúc và công nghệ sản xuất ván nhân tạo từ cành Liễu trúc

南 京 林 业 大 业
业文业目：竹柳（耐业柳）枝业材特性

及其重业木制造工业的业究
作

者：侯天宇

业

业：木材科业业技业
业究方向：人造板业业粘业
指业老业：业玉和

业授

二○ 一三年 六 月
分业业
TS653
业位代业
308
密业 GK
XZ
业校代业
10298
业业
3110344
业 究 生 业 士 业 位 业 文
致

谢
本业文是在业业业玉和业授的悉心指业下完成的。业业文的业业、业业方案的业业、
修改以及业业的业展直至业文的完成，都得到了业业的业格把业和精心点业，业助我业
拓业究思路。业业业博的知业、业业求业的治业业度、孜孜不倦的科业精神、无微不至
的生活业业深深感染了我，业我的人生业生了深业的影业。业此，向业业表示深深的敬
意和衷心的感业！
在业业和业文的完成业程中，业得到了业平老业、业羽业老业、李大业老业、业业
业老业、金菊婉老业、业业老业的业助和指业，在此表示感业！
此外，业要感业业兄廖承斌、范祥林、王新洲、业晶、同业王向歌、业业、业弟董
葛平在业业业程中业予的业助和支持！业雪慧、曹业、业文业、业楚楚、业盼业、业业、
业利彭、李珊等同业的的业助和支持在此一业表示感业！
最后业最业业的业意业业我的父母，感业他业在我人生道路上的鼓业、业业的支持！

侯天宇
2013
年
6
月于南京
摘 要
竹柳也业耐业柳，本文业其枝业材原料特性及其业制重业木的工业业行了业究，分
析了各因素业竹柳重业木的业曲强度、业性模量、业业合强度、
2h
吸水厚度膨业率的影
业，业定了浸
PF
或业
MUF
业制竹柳重业木的业业业业业度、加业业业和木束含水率。
利用接业角
/

表面业力业量业、业描业业、业外光业业，通业业业合材料的业接性能以及
业合界面的微业形貌的分析，业木束业业粘业之业形成业合强度的业合机理业行了深入
探业。
首先，本文业竹柳枝业材的业业形业、化业成分、
pH
业、酸业业业容量以及业的密度和干业性
业行业究。通业业其他常用于生业重业木的木材的原料特性比业，表明竹柳枝业材是生业重业木的业
业原料。
业了业大竹柳重业木的业用范业，业业中业业了分业用于室业的
MUF
和用于室外的
PF
业制竹
柳重业木，其中
MUF
采用业业的方式，
PF
采用浸业的方式。密度、施业量是影业竹柳重业木性能的
主要工业因素，本文业业业业因素业业业因素业业，在业业室业件下分业使用
PF
和
MUF
业制板材
业业业性能，业果表明：
在
0.70g/cm3~1.0g/cm3
密度范业业，业着密度的增加，竹柳重业木的
MOR
、
MOE

和
IB
均呈先上升后下降业业，均在
0.90g/cm3
业各业力业性能业到最大业；
TS
均呈先
下降后上升业业，均在
0.90g/cm3
业降至最小业。浸
PF
业制的竹柳重业木，在浸业业业业
15s
增加到
25s
，业业合强度大幅度提升，业
MUF
业制的竹柳重业木在施业量业
12%
增加到
16%
的业程中，业
业合强度同业大幅度提升；其他性能也业着施业量的增加而有所改善，但不是业业著。浸
PF
业制重
业木业，业定密度业
0.90g/cm3
、浸业业业
20s
、业业业度业

160℃
、加业业业业
20min
；业
MUF
业
制重业木业，业定密度业
0.90g/cm3
、施业量业
14%
、业业业度业
140℃
、加业业业业
20min
；业业
业工业业件下业制出的板材
MOE
、
IB
、
TS
性能均能业到行业业准
LY/T 1984-2011
《重业木地板》中
的业定。业业业度、加业业业和木束的含水率业重业木的性能也有业大的影业，本文业业三业因素业
业了正交业业，业业业果表明：浸
PF
业业制重业木的业程中，业定密度业
0.90g/cm
3

，浸业业业业
20s
的业件下，最业业业工业业业业业度
160℃
，加业业业
24min
，木束含水率
8%
；业
MUF
业业制
重业木的业 程 中，业定密 度 业
0.90g/cm
3
，施业量业
14%
的业件下， 最 业业业工业 业 业业业度
160℃
，加业业业
20min
，木束含水率
6%
。
业业业程中，由于前期业业合强度性能不理想，业业特业业业材料本身的业接性能、
PF
、
MUF
业材料之业的业业性及业合界面微业形貌业行了多方面的分析业究，深入探业了
PF
、

MUF
业木束形
成业合强度的业合机理。业果表明：
竹柳枝业材外表面的业业性差于业表
面，业是因业竹柳枝
业材业表面的
OH
基业比外表面多；竹柳枝业材业、外表面的自由能分业业
65.50 mN/m
、
56.28
mN/m
，可业竹柳枝业材的业表面自由能高于外表面，业业表面比外表面更易于业接。通业宏业上
PF
、
MUF
接业角之业的比业以及微业上业业业粘业在竹柳枝业材表面的均业性分析得出，浸业的施
业工业比业业更均业。
业合业程中，竹柳枝业材业业粘业反业业合，业合界面中的
O-
H
，
C-O
，
C=O
，
C-H
等基业在反业业程中有所业少；但是业合业程中业有明业的基业业
业的改业。同业，
业

MUF
业制的竹柳重业木业合界面业有浸
PF
的业业性好，浸
PF
业制的竹柳重
业木的业合界面形貌业好。
谢谢谢：竹柳重业木；原料特性；制板工业；业业性；业合机理
Research on the Properties of Salix Discolor Branch and
Processing Technic of Its Scrimber
Abstract
The properties of
Salix discolor branch
and processing technic of its scrimber was studied in
the paper, the influence of different elements on MOR, MOE, IB and TS were also analyzed.
Through those, we can make the optimal hot-pressing temperature
、
hot-pressing time and
moisture content of wooden beam. There was also a in-depth disscussion about the glue
mechanism of bonding strength between the wooden beam and adhesive, through the analysis
of bonding material’s performance and bonding interface’s microstructure, by ways of SEM,
contact angle measurement, ATR-FR.
Firstly, this paper studied on the fiber morphology, the chemical composition, pH value,
acid-base capacity, the density and dry shrinkage of Salix discolor branch. By comparing with
other timber about properties, the results showed that
Salix discolor branch is high quality raw
material to manufacture scrimber.
In order to expand the scope of application of the Salix discolor scrimber, the test chose the MUF for
indoor in the way of spraying and PF for outdoor in the way of dipping to manufacture scrimber. Density and
glue consumption are main process factors affecting the performance of Salix discolor scrimber, so the article

have signed single-factor tests for them. In laboratory conditions, plates were manufactured with MUF or PF,
then their performance were tested. The result shows that: when density ranges from 0.70g/cm
3
to 1.0g/cm
3
,
with increasing density, MOR
、
MOE and IB of Salix discolor scrimber increase and then decrease, reaching
the maximum at 0.90g/cm
3
, however TS decrease and then increase, as low as minimum at 0.90g/cm
3
. IB of
plates manufactured with PF upgrades during the dipping time from 15s to 25s, and the same as IB of plates
manufactured with MUF during the glue consumption from 12% to 16%. Other physical and mechanical
properties improved, but not obviously. When the density is 0.90g/cm
3
、
dipping time is 20s, pressing
temperature is 160 , pressing time is 20min, MOR℃
、
MOE and IB of plates manufactured with PF can meet
industry standard LY/T 1984-2011
《
Scrimber Floor
》
. When the density is 0.90g/cm
3
、

glue consumption is
14%, pressing temperature is 140 , pressing time is 20min, so does plates manufactured with MUF.℃
Pressing temperature, pressure time and moisture content of the wood beam also have a greater influence on
the performance of Salix discolor scrimber, and this article designed the orthogonal experiment about these
factors, the results show that: when the density is 0.90g/cm
3
、
dipping time is 20s, the optimuml treatment
parameters of plates manufactured with PF were a initial moisture content of 8%
、
hot-pressing temperature
160℃
、
hot-pressing time 24min. When the density is 0.90g/cm
3
、
glue consumption is14%, the optimuml
treatment parameters of plates manufactured with MUF were a initial moisture content of 6%
、
hot-pressing
temperature 160℃
、
hot-pressing time 20min.
During the process, due to the bonding strength performance is not ideal at first, The experiments were
especially in view of the bonding performance of material itself, wettability between PF
、
MUF and
materials, and even the study on microstructure of agglutination interface. There was also a in-depth
disscussion about the glue mechanism of bonding strength between the wooden beam and PF
、

MUF. It
turned out that: the wettability of external surface on Salix discolor branch is worse than inner surface,
because the hydroxyl perssad of inner surface is more. The surface free energy of inner and external surface
of Salix discolor branch are 65.50 mN/m and 56.28 mN/m, from which we can see that the former is higher
than the latter, and the inner surface e is more easy to glue joint than external surface. Not only comparison of
contact angle between PF and MUF from the macroscopic point, but also uniformity of the adhesive on the
surface from the microscopic reveal that soaking is more evenly than spray adhesive. In the process of gluing,
Salix discolor reacts with adhesive, and
O-H, C-O, C=O,C-H
and other perssad on glued interface have
decreased, but there is no clear change of perssad species. At the same time, bonding interface’s continuity of
plate manufactured with PF is better than MUF, and so as the bonding interface morphology.
Keywords:
scrimber of Salix discolor; raw properties; manufacturing process; wettability;
glue mechanism
I
目

谢
目 业
I
第一章 业业
1
1.1
业业业源
1
1.2
业究背景
1
1.2.1

我业林业业源业业
1
1.2.2
竹柳业源业业
2
1.2.3
业业竹柳的业究利用业业
2
1.3
业业外重业木业究业业
3
1.3.1
业外业究业业
3
1.3.2
业业业究业业
3
1.4
业究的目的业意业
5
1.4.1
业究目的
5
1.4.2
业究意业
5
1.5
业究业容业业新点
6
1.5.1

业究业容
6
1.5.2
业新点
6
第二章 竹柳枝业材原料特性的业究
6
2.1
引言
6
2.2
竹柳枝业材业业形业的业究
7
2.2.1
业业材料及业业
7
2.2.1.1
业业材料
7
2.2.1.2
业业业器及业业
7
2.2.2
业业方法
7
2.2.2.1
业业解业
[50] 7
2.2.2.2
业业业定

8
2.2.3
业业业果及分析
9
10
II
2.3
竹柳枝业材化业特性的业究
12
2.3.1
业业业容及方法
12
2.3.1.1
主要化业成分的业定
12
2.3.1.2 pH
业和酸业业业容量的业定
12
2.3.2
业业业器
12
2.3.3
业果业业业
12
2.3.3.1
主要化业成分的业究
12
2.3.3.2
竹柳枝业材酸业性的业究
14

2.4
竹柳枝业材物理性能的业究
14
2.4.1
业业材料
14
2.4.2
业业方法
14
2.4.2.1
竹柳枝业材含水率的业定
14
2.4.2.2
竹柳枝业材密度的业定
15
2.4.2.3
竹柳枝业材干业性的业定
15
2.4.3
业业业果业分析
15
2.4.3.1
竹柳的密度
15
2.4.3.2
竹柳的干业性
17
2.5
本章小业
20

第三章 密度业竹柳重业木性能的影业
22
3.1
引言
22
3.2
竹柳木束的制业
22
3.3
业业材料及业业
23
3.3.1
业业材料
23
3.3.2
业业业器及业业
23
3.4
业业方法及业容
24
3.4.1
业业业业
24
3.4.2
板材业制
24
3.4.2.1
部分工业业业的业业
24
3.4.2.2

制板的工业流程
25
3.4.3
性能业业
26
3.5
业业业果及分析
27
III
3.5.1 PF
业粘业业制重业木的业究
28
3.5.1.1
密度业重业木
MOR
、
MOE
的影业
28
3.5.1.2
密度业重业木
IB
的影业
30
3.5.1.3
密度业重业木
TS
的影业
31
3.5.2 MUF

业粘业业制重业木的业究
32
3.5.2.1
密度业重业木
MOR
、
MOE
的影业
32
3.5.2.2
密度业重业木
IB
的影业
34
3.5.2.3
密度业重业木
TS
的影业
35
3.6
本章小业
36
第四章 业业业竹柳重业木性能的影业
36
4.1
引言
36
4.2
业业性的业究
37

4.2.1
接业角的业定
37
4.2.1.1
业业材料
37
4.2.1.2
业业业器及业业
37
4.2.1.3
业业方法
37
4.2.1.4
业业业果业分析
37
4.2.2
表面自由能的业定
39
4.2.2.1
业定原理
39
4.2.2.2
业业材料
39
4.2.2.3
业业业器及业业
40
4.2.2.4
业业方法
40

4.2.2.4
业业业果业分析
40
4.3
业外光业分析
41
4.3.1
工作原理
41
4.3.2
业业材料
42
4.3.3
业业业业
42
4.3.4
业业方法
42
4.3.5
业业业果业分析
42
4.4
表面施业后的微业业业
43
4.4.1
业描业子业微业的工作原理
43
IV
4.4.2
业业材料和方法

44
4.4.2.1
业业材料
44
4.4.2.2
业业方法
44
4.4.3
业业业果业分析
44
A-1
放大
500
倍
A-2
放大
800
倍
A-3
放大
1200
倍
45
46
4.5
本章小业
47
第五章 施业量业竹柳重业木性能的影业
48
5.1

引言
48
5.2
业业材料及业业
48
5.2.1
业业材料
48
5.2.2
业业业器及业业
48
5.3
业业方法及业容
49
5.3.1
业业业业
49
5.3.2
板材业制
50
5.3.3
性能业业
50
5.4
业业业果及分析
50
5.4.1 PF
业粘业业制重业木的业究
51
5.4.1.1

施业量业重业木
MOR
、
MOE
的影业
51
51
5.4.1.2
施业量业重业木
IB
的影业
53
5.4.1.3
施业量业重业木
TS
的影业
54
5.4.2 MUF
业粘业业制重业木的业究
55
5.4.2.1
施业量业重业木
MOR
、
MOE
的影业
55
5.4.2.2
施业量业重业木
IB

的影业
56
5.4.2.3
施业量业重业木
TS
的影业
57
5.5
本章小业
58
第六章 主要工业业业业竹柳重业木性能的影业
59
6.1
引言
59
6.2
业业材料及业业
59
V
6.2.1
业业材料
59
6.2.2
业业业器及业业
60
6.3
正交业业方法业业容
60
6.3.1
业业业业

60
6.3.2
板材业制
61
6.3.3
正交分析
61
6.3.4
方差分析
62
6.4
本章小业
64
第七章 竹柳重业木业合界面的微业形貌分析
65
7.1
引言
65
7.2
业外光业分析
65
7.2.1
业业材料
65
7.2.2
业业业业
65
7.2.3
业业方法
65

7.2.4
业业业果业分析
66
7.3
微业业造分析
68
7.3.1
业业材料
68
7.3.2
业业方法
68
7.3.3
业业业果业分析
68
68
69
7.4
章业小业
70
第八章 业业业业建业
71
8.1
业业业
71
8.2
建业
72
业考文业
73

1
第一章

谢谢
1.1 业业业源

自业业目
1.2
业究背景
1.2.1
我谢林谢谢源谢谢
木材工业和其他业多加工行业相比，受大自然的制业是比业大的。人业通业采取以业业、塑料
代替木材，但由于业些材料自身的特点，注定无法代替木材业志性的业理、业业特性以及业的业业性、
共振性和高品业系业。近年业业人业所业注的木业材料业，提出了木材业业人业回业自然的心理感受
更是其他材料无业业比的
[1]
。
业所周知，我业是一业森林业源业乏的业家，近
20
多年业，我业的森林业业和森林覆盖率业一
直呈业步上升业业，但距业全球平均水平仍有业大差距。根据第七次全业森林业源业业（
2004
年
-
2008
年）业果，全业森林面业
1.95
业
hm2
，森林覆盖率业业

20.36%
，是全球平均水平的
2/3
；人均
森林面业
0.145hm2
，不足世界人均占有量的
1/4
；人均森林蓄业
10.151m3
，只有世界人均占有量的
1/7
[2]
。
业然我业人工林保存面业
6168.84
万公业，人工林蓄业
19.61
业立方米，人工林面业居世界首位。
但我业森林可采业源少，木材供需矛盾加业，业有人工林业源业业不能业足人造板工业以及其他行业
业木材的需求。同业人工用材林业存在业业低、业量差、林业业业不合理等业业，影业了其业业木材
供业能力。
作业世界上人口最多的业家，我业业木材的需求量十分巨大，供求矛盾相业突出。生业业业是
制业我业可持业业展最突出的业业之一，生业业品是业今社业最短缺的业品之一。根据业家林业局业
业业料，
“
十一
·
五
”

期业，我业木材消耗量由
2001
年的
1.83
业立方米增加至
2005
年的
3.82
业立方米，
年均增业
4,000
万立方米，业口的木材业业品折合原木由
0.94
业立方米增加至
1.55
业立方米。
2010
年我业木材消耗量业
4.32
业立方米。据业算，
“
十二
·
五
”
期业，中业商品木材的业需求量业业到
3.5
业
m
3

，而业业商品材供业业能业持
2
业
m
3
左右，商品材供需缺口业业
1.5
业
m
3[3]
，在业业情业下，
小业木和业伐材的加工利用受到了我业木材行业的重业，人业在努力业业利用小业材、业伐材、速生
材、枝业材的加工出业业业业材的途业，业促业了我业科业业究者业重业木的业究。
2
1.2.2
竹柳谢源谢谢
竹柳业业柳科（
Salicaceae
）柳业植物，业业业业育及业化出的一业柳业品业，其形业、业枝、
密植性业竹子相似，故而取名业竹柳。作业一业业木，业的生业业力大，高度可业
20 m
以上。具有
可高密度业植、生业快、抗性强、适业性强、木材用途业、新能源业业、业业价业高、能防治业沙、
可兼作套业以及业业效益高业十大业点。由
中业业家业科业业位业美业引业，业通业全业
8
业业域
1—4
业业业业明成功，耐业、抗寒、抗旱、抗淹等各方面表业业业超业目前业业
各业速生业业。

竹柳具有业强的速生性和适业性。作业新培育出的速生材，竹柳具有比业木更快的
生业速度。可适业土壤
pH
业
8.0
～
8.5
，含业量
0.8 %
的重业业地业，且水淹业业月仍能正常生业，
可业泛业植于湖泊业业、业业地
[4-5]
，因此也业竹柳业耐业柳。
目前，竹柳在全业得到了业泛的业植。
2010
年
9
月，由上海浦佳业业有限公司投业
5
业元业业
的竹柳业加业一业化业目在江业省业台市正式业业
[6]
。截止
2011
年
5
月，中业业字业村业已在江业、
安徽、河南、河北、山业、山西、吉林、业林、黑业江、业西、甘业等省市建立竹柳业植基地
11
业，

合作业业业有
100
多业，业合育苗面业业
1000
多业
[7]
。截止
2011
年
5
月，湖北省宜昌市新洲汪集街
已业完成了
66.7hm2
（
1 000
业）的竹柳业苗业植，造林
20hm2
（
300
业），业业
2012
年业展到
2000hm2
（
3
万业），业以洪寨村业中心，向周业业村业射，在
2
到
3
年业业展到

3333.3hm2
（
5
万
业）的业模
[8]
。业南京林业大业合作业业竹柳的工业化业用的江业森茂生业科技有限公司于
2007
年
业始业行江业沿海业业业业地改良业耐业业业业业地业植业究工作，
2009
年攻克了沿海业业业业地
快速业业及耐业柳业业业地直业的技业业点，
2011
年分业业得了土壤改良业业业地柳业直业的业家
业明业利授业，
2012
年成功改良业业地
12000
业，业植耐业柳生业业业林
5000
余业。
1.2.3
谢谢竹柳的谢究利用谢谢
竹柳作业新培育的速生材，目前业于推业业植业段，科业工作者业其生物特性、栽培技业等业
行了业多相业的业究。业业斌
[9]
等业究了竹柳业业育苗技业；业邱业
[10]
等业行了竹柳引业栽培业业；

业业业
[11]
等业究了株行距业竹柳胸业影业；业惠
[12]
等业究了江业沿海地业竹柳主要业害及防治技业。
但是，业竹柳人工林木材加工利用方面的业究业不多业。薛崇业
[13]
业竹柳材性、业业业量及制业性能
业行了业究，得出竹柳可以作业制业材，其业业业业柔业，业速生业木相业，业业强度性能指业业乎
接近速生业木业的水平，可合理地业植业业业利用。
业竹柳在人造板行业中的利用，业未业业相业业究文业和业道。南京林业大业的业究生业晶正
在业业以竹柳原木业原料业制业合板，但业有涉及以竹柳枝业材业制重业木的工业业究。同业，竹柳
枝业材的性能以及业业原木之业性能的差业业业有得到系业地业究业分析，业于用竹柳作业原料业制
重业木的可行性也业业有得到业业。业了业大竹柳的业用业域，业解我业木材供求矛盾，使竹柳的枝
业材得以充分利用，有必要业竹柳枝业材的材性及其用于生业重业木的可行性业行相业的业业业究。
3
1.3
业业外重业木业究业业
1.3.1
谢外谢究谢谢
重业木是利用枝业材、小业材和业伐材业业业疏解分业成木束后，重新业合加工出业的新型人
造木材
[14-15]
。
1973
年，澳大利业业邦科业业工业业究院科业家
John Douglas Coleman
提出了业片式木
束加工
( Scrimming)

的业想，业不打业业业的排列方向、保留木材的基本特性业而重新业成具有木桁
梁那业强度的业品。此后，他业重业木的工业及业业业行了全方位的业究，至八十年代后，申业了多
业业家的业利，业于
1982
年建业了能生业大截面、任意业度业品的生业性业业业业。同年，澳大利
业南方木材公司在南澳
的
Mount Gambier
投业建造了一座生业能力业年
3
万
m3
重业木成材的
大
型重业木工业
，此工
业的建成投业业志着重业木工业化生业的业始
[1
6
]
。
1985
年，日本林野业亦业展了具有日本特色的重业木新技业的业究，业在
1986
年业入了工业性
业生业业段，月业成材业
300 m3
。除了澳大利业和日本以外
,
世界上其业的一些业家在业业业究上也

做了业多工作。日、德等业业者业在
1988
年之后申业了重业木制造业利。日本的安业友、英业的
Fality B
、加拿大的
Chow SQ
和
Young guist J A
均在业业业域业行了业究
[1
7
]
。重业木的业究在世界
范业业受到了业泛的业注，引起了业业外人造板行业的业大业业。
但
由于重业木生业业的投入成本业高使澳大利业的重业木业于
1991
年业业停业。同业，在生业
中，重业木的业向强度提高以后，业的业向强度有所下降而使其业生业向业曲，

如何提高业向强度
而避免业曲是重业木业究中的业一业业业。而且重业木的表面往往比业粗业，业也是业的缺点之一。
日本业者就此业始了新的探索，他业业小业木业业成木束，然后再截业成
40mm
、
60mm
或
80mm
业
度的碎木束，形成业业业花，再业普通业花板相混合生业业花板。业业花板强度高于普通业花板，而

且业解业了重业木业向业曲的业业
[1
8-19
]
。
工业化生业工业上出业业业，业生业业业业往往是致命的。重业木的业业恰恰出业在工业化生
业的工业上。因此，想要业行重业木的大业模工业化生业，业需要业业上重业木的业究能探索出一业
成功的道路。
1.3.2
谢谢谢究谢谢

我业业重业木的业究也业行得比业早，在二十世业末，林科院就以业业的业尾松小业木材和枝
业材作业原料业始了业重业木的业究
[
20
]
。之后，南京林业大业的业业麟、业毓坤赴澳大利业的考察
揭业了中业人业正业业重业木的序幕
[
21
]
。在林科院业究的四年中，柴禾业表了一篇介业重业木生业
和用途的文章
[
22
]
。中业第一代业尾松重业木业业在中业林科院的肖亦业和江西木材业的何永业合作
下完成，他业基本业定了重业木业业的工业业业，同业业行了力业性能业业的业业，业出了重业木的
业曲强度、业曲业性模量、业业业性、业业抗业强度等的业业
[

23
]
。业入
90
年代，南京林业大业的汪
业业、业毓坤用手工和业业业业方式业行了竹材疏解，制出了重业竹业件，业重业木的加工业业了新
的业域
[
24
]
。
90
年代后期，业北林业大业成业业业重业木业究工作最重要的业地。他业在分析业业外
的业究成果之后，提出了新的想法，业业重业木生业中原料的业业工序业其业人造板的加工工业有业，
4
其业工序均有成熟的工业可以借业，而业业水平的好业又直接业系重业木的业量（木束业向业业业的
越少，其强度越高）。因此，他业提出深入业行业业的理业分析和业业业究是解业重业木加工的业业。
于是，他业在深入探业后，在业业首次提出了业业业算的公式和业业业业业业的业业业业，业理业上
分析了业业、业业的力业机理和强度业件。业些理业业究不业业业了重业木力业的业究业域，而且业
如何业定重业木业料加工业业的业业业业提供了理业依据
[
25-30
]
。金业洙等通业业业分析了落业松、
业木、业木三业不同业业原料业重业木木束业业、施业、业业等工业业程的影业。业定了业三业业业
制成的重业木板材的主要力业性能后业业，在一定工业业件下，业三业重业木板材业其原料相比均具
有更高的业曲强度、业性模量和握业力等，适合于做业业材。业且根据业业业果，分析了业业、木束
业何形业、业业比等因素业重业木板材力业性能的影业
[
31-33

]
。通业借业业外改良重业木的方法，业
岩等业业重业木业合业花板业行业究探索，他业以重业木业合业花板微业力业的力业模型业基业，业
用材料力业业合梁理业，推业出重业木业合业花板业向业性模量的求解方法，业定了重业木业合业花
板的力业性能。他业提出，只需在业花表业业业
20%~ 30%
的重业木，业合材强度就可以提高一倍以
上，业提高了业花板的表面加工性能
[
34
]
。除理业业究外，业北林业大业业业制造出了重业木木束业
业业业台，业制的重业木业件业到业业同业业品的强度指业。

20
世业以业，业业重业木的业究有了新的业展。南京林业大业的业文彬以速生业木和毛竹业业
究业象，业行了重业材的业究，业究业业木竹重业材的业业业性呈业明业的混业效业，不同混业业型、
混业比的木竹重业材其性能也不同。掌握木竹重业材在不同混业业型、不同混业比业件下的力业性能
差业，业能科业合理地业业出业足不同力业性能要求的木竹重业材
[
35
]
。业业重业木的业究原材料一
直局限于
8~16cm
业业的业木、松木、业木等林木，而业业业等业业了一业新原料
——
沙柳业制重业
木，业业业明速生柳灌木完全可作业业业束定向材原材料，业业业增强强化效果良好
[

36
]
。业北林业
大业的阿业等业究了木束形业、施业量以及业面业业业沙柳材重业木的影业。业究业业业业
3~ 4
次
得到的木束所业制的重业木，其物理力业性能业业好于业业
1~ 2
次所得木束业制的板材，业业室业
件下的施业量业佳工业业业业
9%
。业木束业平行业业业，其业业业方向的干业率是业业业方向的
2.27
倍；而木束业垂直业业业干业率业小、且业业方向上相近
[
37-38
]
。近期，何建业等以水性高分子业
业酸业业业业粘业，通业业业工业制造业保型沙柳重业木板材。业提出业佳的工业业业业：施业量业
8%
，业业业度业
130 ℃
，业业业业业
8 min /mm[
39
]
。
近年业，业着世界木材业源的业乏，合理有效地利用木材和竹材业源业得越业越重要。自重业
材业念引人我业以后，业合我业森林业源特点，业多业究业位业始借业重业木的制造工业和原理，业
始以竹材业原料业制重业竹材

[
40
]
。早在
1987
年，南京林业大业人造板业业室就业定了利用竹材（尤
其是竹梢业、小业竹以及毛竹材加工剩余物）业制重业竹的业究方向，业在业业室成功业制出了以苦
竹业原料的具有业高业曲强度和业性模量的重业竹，业后中业林科院木材工业业究所也在业业室业制
出了以小业业竹业原料的重业竹。李琴等
[
41-42
]
相业业展了多业重业竹材的业业业究，
2001
年探业了
以毛竹业原料，业业业脂业业粘业生业重业竹板材的可能性。业果表明以毛竹业原料可以生业具有业
好物理力业性业的重业竹板材，浸业工业相业于业业工业更适合生业重业竹板材。
2003
年又以业业
业脂业业粘业业制重业竹材，业业业液固业含量、业业业力、业业业度、业业业业四业主要业业及去
业工业业重业竹材业合板性能的影业业行了业业业究。于文吉等
[
43
]
以南方的小业竹材业原料业究小
业竹重业业业材制造工业，重点探业了重业竹业业材的密度，浸业后竹束的干燥业度，去业业不去业
和业竹、淡竹、慈竹、雷竹业些不同竹业业重业竹业业材物理力业性能的影业，业分析了用自行业业
5
的竹材业业疏解机业小业竹疏解的原理，业高效利用小业竹提供制造理业依据。
竹木业合重业业业材是在重业木和重业竹业究的基业上 ，业用混业业合材料理业业重业木的业

成业元
—
木束和重业竹的业成业元
—
竹束，通业科业合理的业业得到一业具有高强度，又具有业好业
性和加工性，兼有重业木和重业竹业重业点的新型业业材。业业具有重业竹业良的物理力业性能，业
向强度高。尺寸业定性好、不业裂、材业均业，业度、密度可根据需要任意控制，又具有重业木更好
的可加工性，可方便地业其业行业业、打眼、业业等业理
[
44
]
。目前
,
南京林业大业
[
45
]
业用人工林速生
业木和毛竹业行了竹木业合重业材的业究。浙江林业院
[
46
]
以杉木制材业皮疏解业得的木束业和业切
薄竹业程中业生的业料业原料，也业业出了竹木业合业成材，业探业了其生业工业及各因素：如竹木
混业比、木束业粗业及比例业业合材料性能的影业。
1.4 业究的目的业意业
1.4.1
谢究目的
本业业在业竹柳枝业材原料特性业究的基业上，通业业业业究，提出竹柳重业木制造的最业生
业工业，业制出性能业良而价格低廉的重业木业品；同业，通业探究业业业脂业和三聚业业改性业业

业脂业业重业木枝业材原料的业接机理，分析解业竹柳重业木业业合强度低的业业，使业制的竹柳重
业木能业业到业业业合强度要求业高的重业木地板的业准。
1.4.2
谢究意谢
竹柳是我业新培育出的速生业业，生业速度快，业业境适业性强。业着 全球性天然林业源的逐
业业少和各业业生业业境保业的日益重业，小业业材和枝业材的充分利用成业业解业今不业增业的木
材需求和业源相业不足矛盾的重要途业之一。竹柳的速生性和适业性，业定其具有业用于木材工业的
业力。而利用业的枝业材加工出业业业业材的思路，更是业业了业今木材工业业究的主流思想。
业业重业木的业究中，一直缺乏业新的原材料的探索，业竹柳重业木的业究，可以增加重业木
业业的原料业业，业竹柳枝业材在人造板行业中的业用提供依据。而竹柳重业木的业业化生业，必业
提高业竹柳木材原材料的需求，业而促业竹柳的业泛业植。特业是业于我业西北、业北、业北和业海
等地业的
17
业省业，其业业地业面业超业
5
业业。具有业业利用业力的业业荒地和业业障碍耕地面
业近
2
业业，且近期可业展业业利用的业业地面业也业到了
1
业业
[47-48]
。竹柳的耐业业性可使其业泛
业植在上述地业。业也业有利于竹柳重业木业业向业植竹柳的业业地业集聚，业而业业业地业注入新
的投业业业，增加业地业民的就业机业，提高业地业民的业业收入，业化业地业村地业的业业业业，
业建业社业主业新业村做出业业的业业。竹柳重业木的业究业业富重业木工业的原料品业，促业业业
地业业业的业展都具有重要的意业。
6
1.5
业究业容业业新点

1.5.1
业究业容
首先，本业业业竹柳枝业材的特性业行业究，业业形业、化业成分、酸业性及物理性能业行系
业的业究，业后业的板材制造工业奠定基业，也业业品性能、机理的分析提供业考依据和理业支撑。
其次，在原料特性基业上，业照各业特性近似的业业的重业木工业，在其他工业业件业定不业
的业件下，业究板材密度业成品板材各业性能的影业。业定合适密度后，业竹柳枝业材业、外表面的
业业性、表面基业的差业以及浸业后竹柳木束的表面业微形貌着手，业竹柳木束的业合机理业行探究，
业竹柳重业木的业合性能提供理业上的依据业业究施业量业成品板材各业性能的影业，业而业业竹柳
重业木生业工业的业化。
再者，在业定密度、施业量和业业业力业件下，业业业业业度、业业业业以及木束含水率的三
因素三水平正交业业，通业方差分析业探业三业因素之业业重业木业曲强度和业业合强度的影业业著
性，业业定业业的业业工业业业。
最后，借助业外光业业和业描业子业微业分析竹柳重业木业合界面的微业形貌，深
入探业用
PF
或
MUF
业制竹柳重业木的界面业合机理。
1.5.2
业新点
（
1
）首次业新培育速生材竹柳枝业材用于重业木生业，以竹柳枝业材的材性业基业，业究竹柳
枝业材作业重业木业一人造板业品生业原材料的可行性；
（
2
）首次采用
MUF
和业业的方法业制业重业木，业探业业的施业量和施业方法业重业木性能
的影业，业究室业地板用竹柳重业木的工业业件。

第二章

竹柳枝谢材原料特性的谢究
2.1
引言
原料特性是材料的基本业性，在人造板生业中，原料特性业整业工业流程都具有重要影业，业
业大程度上业定了人造板业品的物理力业性能
[49]
。因此，业原料特性的业究有利于生业工业的制定
和业品性能的分析。竹柳作业一业新能源的物业，比其他速生材更具有生业快、抗性强、材业好的特
征。业了充分利用业一速生业业的枝业材、业解业业木材业源矛盾，本业业提出用竹柳的枝业材业制
重业木；到目前业止，业业业业有科业工作者业其竹柳枝业材的特性业行系业分析，业了使竹柳枝业
材能在重业木和其他人造板业品中得到更好的业用，本章业竹柳枝业材的业业形业、化业成分、
pH
7
业及物理性能业行系业的业究，业后业的板材制造工业奠定基业，也业业品性能、机理的分析提供业
考依据和理业支撑。
2.2
竹柳枝业材业业形业的业究
2.2.1
谢谢材料及谢谢
2.2.1.1
谢谢材料
竹柳枝业材：业业所用竹柳（
Salix discolor
）枝业材取自江业省如业业沿海业业业业。
业助业业：业醋酸；业业化业（
30%-35%
）溶液；
1%

番业溶液。
2.2.1.2
谢谢谢器及谢谢
Olympus BX51
业光业微业；水浴业；业业；酒精业；业杯；业管；业业片，盖业片；解剖业；
毛业。
2.2.2
谢谢方法
2.2.2.1
谢谢解谢
[50]
A
、
取竹柳枝业材的上（梢部）、中、下（业枝干相业部位）三业部位作业原料，用刀片业原
料劈成火柴业大小，分业置于业管中，业上业业。
B
、
往业管中注水，以淹业竹柳枝业材业度，然后业业管置于水浴业中加业煮沸，以排除其中
的空业，至竹柳枝业材全部下业业止，一般需蒸煮业小业左右。
C
、
业业管中的水倒出，加入适量的化业业业（业醋酸和
30%-35%
的业业化业溶液按
1
：
1
配制
而成），以盖业原料业度，置于水浴业中业业加业，直至业业业白业，用业璃棒业业竹柳枝业材是否
业化，若已业化，业业管中溶液倒掉。

D
、
取出业管，倒掉业液，用水业洗
4
至
5
次，直至无酸性。
E
、
注水于业管中，用手指堵住业管口用力上下震业，竹柳枝业材业胞业被分业，成业业。
F
、
业业业的竹柳枝业材倒入染色皿中，用
1%
番业溶液染色。
G
、用毛业和解剖业挑出少业染好色的竹柳枝业材业业置于业业片上，加水一滴，
使竹柳枝业材业业分散业业，业上盖业片，用业业吸去盖业片上多余水分，业制成业业
业片。
8
2.2.2.2
谢谢谢定
业业业业片置于业有业算机的光业业微业下业察，通业业接业微业的业算机上的业量业件在业
业业幕上分业业机业取业微业目业业野中的业业
100
根，业量其的业、业、腔业等，业业算业业的业
业比和壁腔比。
9
2.2.3
谢谢谢果及分析

10

a.
谢根谢谢形谢
b.
谢谢的壁腔形谢
谢
2-1
竹柳枝谢材谢谢谢胞
Fig.2-1 Fiber cells of Salix discolor branch material
(a. single fiber morphology b. wall and cavity form of fiber)
解业好的业业业胞业业
2-1
，竹柳枝业材业业业胞业业，呈业业业形，业端尖业。业业形业的
指业包括业业业胞的业度、业度、壁厚、业胞腔的业业大小以及业业比、壁腔比等表征业业外形的
量。原料的业业形业影业板材的物理力业性能，特业是业强度的影业业大。业管在人造板制造业程
中，有部分业业业被切业、业裂和业业，但业业形业业业业业业强度和业业之业的交业强度影业业
大。
11
表
2-1
竹柳枝谢材谢谢尺寸
Table 2-1 Dimension of fibers of Salix discolor branch material
序业 业度
mm
业度
um
腔业
um
业壁厚

um
壁腔比 平均业业比
竹
柳
上部
0.760(0.146) 24.18(6.29) 17.61(5.38) 3.29(1.58) 0.37(0.15) 31.43(6.55)
中部
0.786(0.124) 25.10(6.42) 17.73(5.49) 3.17(1.61) 0.36(0.075) 31.31(5.96)
下部
0.798(0.122) 25.44(6.24) 18.11(5.33) 3.66(1.58) 0.40(0.37) 31.37(6.18)
整
业
范业
0.49
～
1.17 13.0
～
47.4 4.20
～
13.74 1.1
～
5.4
均业
0.781 24.91 17.82 3.37
注：括业中的业业业业准偏差；业业业本业
N=100
竹柳枝业材业业业胞形业业据业表
2-1
。竹柳枝业材上（梢部）、中、下（业枝干相业部位）三
业部位，业业的业度下部最业平均业

0.798mm
，上部最短平均业
0.760mm
，业上到下逐业增业，但
增加幅度不大。业业的业度下部最业平均业
25.44um
，上部最窄平均业
24.18um
，业上到下逐业增业，
但不同部位的业化业不明业。根据业业木材解剖业业业公布的业业业度分业业准：业业业度大于
1.6mm
业业业业，在
0.9mm~1.6mm
业中等业业，小于
0.9mm
业短业业
[51]
，故竹柳枝业材业业业于短
业业的范业。三业部分的业业比和壁腔比的差业不大，业业比平均业业
31.37
，壁腔比平均业业
0.38
。
表
2-2
竹柳枝谢材谢其他木材原料谢谢形谢谢比
[50-54]
Table2-2 Comparation of fiber morphology between Salix discolor branch and other materials
原料 业度（
mm

） 业度（
µm
）

业业比

业壁厚（
µm
）

壁腔比
竹柳枝业材
0.781 24.91 31.37 3.37 0.38
部分业业材
2.25
～
4.28 25.6
～
56.0 55.4
～
129.4
2.2
～
12.5
—
部分业业材
0.47
～
2.92 14.4
～

30.0 20.9
～
91.6
2.42
～
5.3
—
沙柳
0.552
15.7
37
2.0
0.43
毛竹
2.00
16.2
123
6.6
4.55
业木
1.08
26.41
41
4.67
0.25
一般业业业业的植物业生业人造板的业业原料
[52]
，比如稻草的业业短小，强度就业差；业业的
业业业稻草业，在相同工业业件下生业的业品业量业于稻草。表
2-2

列出了竹柳枝业材和其他业业木
材原料的业业尺寸，业中可看出竹柳枝业材的业业比业沙柳的业业比接近，业小于毛竹的业业比。其
中，竹柳枝业材的平均业度、业度以及壁腔比均介于业木业沙柳之业。
12
业业的业合能力业业业业业胞壁厚度及壁腔比有业，业胞壁愈厚，业胞腔愈小，

业业本身的强
度业愈大，但业业业程中业以被业业，造成业业板在厚度方向上业力业放不完全，引起反业等缺陷；
壁薄腔大的业业在业制成板业程中易扁业，在业业业业业之业形成业大的接业面，干燥业业生业多业
业业合，业业业业合强度好
[55]
。
Runkel
提出：壁腔比小于
1
业，业业业业业业好的业业原料；壁腔
比业等于
1
业，业好的业业原料；壁腔比大于
1
业，业劣等业业原料。因此由上述壁腔比的业可知，
业壁腔比的角度分析，竹柳枝业材业于业好的业业原料。
2.3
竹柳枝业材化业特性的业究
2.3.1
谢谢谢容及方法
2.3.1.1
主要化谢成分的谢定
业照造业原料化业成分分析业准
GB/T2677

业竹柳枝业材的业行化业成分的业定，主要指业包
括：冷水抽提物含量、业水抽提物含量、
1%NaOH
抽提物的含量、业醇抽提物的含量、业业业素含
量、酸不溶木素含量
[56]
，业业素含量的业业方法业考《制业造业分析业业业》
[50]
。
2.3.1.2 pH
谢和酸谢谢谢容量的谢定
在人造板生业业程中，原料的
pH
业和酸业业业容量是影业业粘业的固化速度、业合强度和固化
业用量的重要因素。业照业家业准《木材
pH
业业定方法》（
GB/T 6043-1999
）和《木材业业容量业定
方法》（
GB/T 17660-1999
）业竹柳枝业材的酸业性业行业究。
2.3.2
谢谢谢器
小型植物粉碎机；业准分业业；分析天平（感量业
0.0001g
）；冷凝管；恒业水浴业；索氏抽提
器；业空业；抽业业；
1G2
业璃业器；业形业；业底业业；业管；业杯；量筒；业业业；定量业业；

橡皮管。
2.3.3
谢果谢谢谢
2.3.3.1
主要化谢成分的谢究
原料的化业成分是判业原料业量业劣的主要业业之一
[54]
。在业成原料的化业成分中，业业素是
业成植物业胞的主要成分，一般业业业业素含量高的，业胞壁比业厚的，业业的力业强度大，制成的
板材性能越好。木业素是芳香族高分子化合物，是业胞业的粘业物，在人造板生业中，其业塑融合的
13
性业有利于粘接业业，因此，含量以多业好。半业业素的主要成分是戊聚糖，高业下易分解，其含量
高业业增加业品的吸水率业而降低业品的尺寸业定性
[57]
，增加板材业业业粘板的可能性。抽提物一般
业无机业、多糖、业业、色素等，业些物业业业业合界面的形成及业接强度业生影业
[58-59]
。
表
2-3
竹柳枝谢材主要化谢成分谢定谢谢谢果
Table 2-3 Experiment results of mainly chemical composition of Salix discolor branch material
谢位：
%
业业 冷水
抽提物
业水
抽提物
1%NaOH
抽提物

业醇
抽提物
业业业素 业业素 酸不溶木素
竹柳枝业材
4.56(0.11) 5.39(0.41) 24.20(1.74) 2.86(0.06) 84.97(1.75) 49.66(1.24) 21.06(0.47)
注：括业中的业业业业准偏差
表
2-3
业竹柳枝业材主要化业成分的业定业果，主要成分含量业：冷水抽提物
4.56%
，业水抽提
物
5.39%
，
1%NaOH
抽提物
24.20%
，业醇抽提物
2.86%
，业业业素
84.97%
，业业素
49.66%
，酸不溶
木素
21.06%
。
表
2-4
竹柳枝谢材谢其他木材主要化谢成分谢比

[52,54,59,61]
Table2-4 Comparation of chemical composition between Salix discolor branch and other materials
谢位：
%
名业 冷水
抽提物
业水
抽提物
1%NaOH
抽提物
业醇
抽提物
业业素 业业业素 木业素
部分业业材
2.35~6.81 2.80~8.25 12.47~17.55
1.63
~
4.89
53.12
~5
9.90
—
27.69~32.96
部分业业材
1.38~4.09 2.11~6.13 16.48~24.47
4.08
~
5.71
43.24~53.43
—

17.81~30.68
沙柳
(
业蒙古
)
8.21
10.33
23.18
2.91
55.59
78.96
18.20
毛竹
(
福建
)
2.38
5.96
30.98
—
45.50
—
30.67
业木
(
安徽
)
—
2.25
19.64

1.94
—
81.32
17.04
尾巨业
(
业业
)
—
4.63
14.39
1.60
—
81.40
18.06
表
2-4
列出了其他业业木材原料的主要化业成分，业中可看出竹柳枝业材的业业业
素含量和木业素含量略高于业木、尾巨业业业速生材，因此，竹柳枝业材业业的力业强
度业高，业出的板材性能业业好。而竹柳枝业材的冷、业水抽提物和业醇抽提物的含量
又小于沙柳，在抽出物中，一般都含有业业物业，业些物业在业业业，受高业及水作用
而业业，业业业物业多业，业业重降低业合强度，引起重业木板材分业和鼓泡。在业业
情业下，就需要在业业工业中业格控制含水率业业小影业。因此，竹柳原料本身业业合
性能的影业也业弱于沙柳业制的同业板材。业业业方面分析，竹柳枝业材比常用于业制
重业木的沙柳材更加适合用于重业木的业制，也业我业业其用于重业木的制造提供了理
业依据。
14
2.3.3.2
竹柳枝谢材酸谢性的谢究
木材的酸业性业是木材的化业性业之一，其酸业度由水浸出物的

pH
业业表示；业水浸提液液具
有一定的业业性能，此性能大小用业业容量业表示
[53]
。酸业业业容量反映了物业抵抗外界酸业业境影
业的能力，业业容量越大，越不容易受到外界酸业业境的影业，越容易业持本身
pH
的业定。原料的
酸业性业人造板的业合性能和制造工业等方面具有业大影业。
表
2-5
不同木谢材料的酸谢性
Table 2-5 The pH value and acid-alkali buffering capacity of different woody material
注：括业中的业业业业准偏差
业表
2-5
可知，竹柳枝业材上部（梢部）的
pH
业业
6.43
，下部（业枝干相业部位）的
pH
业业
6.46
。下部的
pH
业比上部略高。酸业业业容量范业业
34.63ml~38.94ml
。业其他常用于业制重业木的
木材相比，竹柳枝业的

pH
业偏大，酸业业业容量基本业业木相近，用
MUF
业制竹柳重业木业，可
业考业木重业材的生业工业施加固化业。
2.4 竹柳枝业材物理性能的业究
2.4.1
谢谢材料
业业所用竹柳（
Salix discolor
）枝业材，取自江业省如业业沿海业业业业。业件按照业业
GB/T1927-2009
《木材物理力业业材采集方法》的业定采集。
2.4.2
谢谢方法
2.4.2.1
竹柳枝谢材含水率的谢定
木材含水率根据业业《
GB/T1931-2009
木材含水率业定方法》业行业定。
指 业 pH 业 业业业容量 ml 酸业业容量 ml 业业容量 ml
竹柳枝业
（南通）
上部
6.43(0.014) 18.88(0.51) 15.75(2.22) 34.63(1.43)
下部
6.46(0.007) 21.75(2.39) 17.19(1.82) 38.94(0.57)
业木
6.28 20.50 17.50 38.00
沙柳

5.42 8.49 2.32 10.81