氣凝膠型木材的形成與分析

前言

氣凝膠是迄今所知的世界上密度最小的凝聚態(tài)固體材料，具有納米結(jié)構(gòu)獨特、介電常數(shù)低、聲阻率高和隔熱功能異常強大等許多特殊的性質(zhì)，可以應(yīng)用于許多特殊的場合。由于氣凝膠自身存在著高度的松脆性、易碎性和吸濕性等缺點，其應(yīng)用受到限制。一些輕質(zhì)木材的某些性質(zhì)與氣凝膠比較接近，因此，可“師法自然”地以木材為基質(zhì)，采取先進(jìn)的加工方法，制備形成一種新型木質(zhì)基復(fù)合材料——氣凝膠型木材。這種材料兼有木材和氣凝膠的雙重優(yōu)良特性：①保留有木材優(yōu)雅的天然生物結(jié)構(gòu)；②具有木材色、香、質(zhì)、紋等優(yōu)良的生態(tài)學(xué)屬性和環(huán)境學(xué)特性；③克服了原本氣凝膠松脆、易碎的缺點，從而擴(kuò)大了氣凝膠的應(yīng)用范圍，可在某些場合代替人工合成的氣凝膠材料。木材是一種天然的有機(jī)高分子聚合物，其細(xì)胞壁中含有納米結(jié)構(gòu)單元，與加入的無機(jī)/有機(jī)微納米元素形成的復(fù)合物將賦予木材新的功能，從而可以根據(jù)需要制備多種木材納米復(fù)合材料，以順應(yīng)21世紀(jì)“納米科技”的發(fā)展態(tài)勢。鑒于學(xué)術(shù)創(chuàng)新的理念，積多年來耕讀之實踐，編撰此書，期盼與全國同仁共勉。全書共10章，由李堅、邱堅等合著。具體分工如下：第1章，李堅、邱堅；第2章，高景然、邱堅；第3章，高景然；第4章，王成毓、高景然；第5章，高景然；第6章，高景然、王成毓；第7章，邱堅、李堅；第8章，李君；第9章，趙曉虹；第10章，李秀榮。本研究及本書的出版得到國家自然科學(xué)基金重點項目（30630052）的資助，誠致謝忱。由于作者水平有限，書中難免存在疏漏和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《氣凝膠型木材的形成與分析》針對氣凝膠的某些制約其商業(yè)應(yīng)用的缺點，以氣凝膠型木材形成機(jī)理的科學(xué)問題為核心，基于樹木天然生物結(jié)構(gòu)，闡述制備具有多種功能的氣凝膠型木材的方法：采用現(xiàn)代測試分析方法全面分析木材的天然生物結(jié)構(gòu)和物理特性，并與氣凝膠進(jìn)行比較，篩選具有氣凝膠基本結(jié)構(gòu)屬性的木材，運用超臨界流體技術(shù)等先進(jìn)手段，對選定木材進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)控，將其制成兼?zhèn)錃饽z材料和天然木材雙重優(yōu)良特性的氣凝膠型木材。并通過對氣凝膠型木材重要基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)原理的多視角研究和分析，獲得了針對科學(xué)問題的規(guī)律性認(rèn)識，所提出的氣凝膠型木材新理論、新方法體現(xiàn)了“師法自然”的科學(xué)思想。　　《氣凝膠型木材的形成與分析》可供木材科學(xué)與技術(shù)、木材功能性改良等領(lǐng)域的研究人員、工程技術(shù)人員和高等院校有關(guān)師生學(xué)習(xí)和參考。

書籍目錄

前言第1章 木質(zhì)材料的研究及其在低碳經(jīng)濟(jì)中的作用1.1 木質(zhì)材料的研究和發(fā)展趨勢1.2 木質(zhì)材料在低碳經(jīng)濟(jì)中的作用1.3 林木生物量的固碳與低碳加工的必然性1.4 木質(zhì)材料和制品的科學(xué)保護(hù)與利用1.5 木材保護(hù)研究的問題與思考參考文獻(xiàn)第2章 氣凝膠的性質(zhì)與氣凝膠型木材的制備構(gòu)想2.1 氣凝膠的性質(zhì)及應(yīng)用2.2 木材細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與氣凝膠型木材2.3 木質(zhì)材料的新生長點和有待深入研究開拓的問題2.4 氣凝膠型木材的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景2.5 氣凝膠A型木材的制備構(gòu)想2.6 木材／無機(jī)氣凝膠復(fù)合材料的工藝學(xué)原理2.7 木材／有機(jī)氣凝膠的制備構(gòu)想?yún)⒖嘉墨I(xiàn)第3章 輕質(zhì)木材的相關(guān)特性3.1 基材的基本解剖構(gòu)造3.2 基材的基本物理性質(zhì)3.3 氣凝膠的性質(zhì)和構(gòu)造及其與輕質(zhì)木材對比分析參考文獻(xiàn)第4章 木材細(xì)胞壁的潤脹及氣凝膠A型木材的制備4.1 木材細(xì)胞壁的潤脹4.2 氣凝膠A型木材的制備參考文獻(xiàn)第5章 氣凝膠型木材的超臨界干燥5.1 超臨界流體技術(shù)的原理5.2 超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用5.3 超臨界流體技術(shù)在木材工業(yè)中的應(yīng)用5.4 木材干燥的常用方法5.5 超臨界流體干燥特性與干燥原理5.6 山黃麻素材的超臨界干燥實驗5.7 輕木處理材的超臨界干燥實驗參考文獻(xiàn)第6章 氣凝膠A型木材6.1 氣凝膠A型木材的微觀構(gòu)造6.2 氣凝膠A型木材的形成機(jī)理6.3 氣凝膠A型木材的力學(xué)性能6.4 熱學(xué)性能檢測6.5 聲學(xué)性能檢測6.6 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析6.7 X射線衍射分析6.8 結(jié)論第7章 木材／無機(jī)氣凝膠復(fù)合材7.1 木材／SiO2氣凝膠復(fù)合材的制備工藝7.2 木材／SiO2氣凝膠復(fù)合材的微觀構(gòu)造'7.3 木材／SiO2氣凝膠復(fù)合材的性能評價'7.4 木材／SiO2氣凝膠復(fù)合材的復(fù)合機(jī)理研究7.5 總結(jié)與展望參考文獻(xiàn)第8章 木材／有機(jī)氣凝膠復(fù)合材8.1 有機(jī)氣凝膠和木材／有機(jī)氣凝膠復(fù)合材概述8.2 間苯二酚-甲醛氣凝膠／木材復(fù)合材的制備及其性能8.3 輕木／三聚氰胺-甲醛氣凝膠復(fù)合材的制備和性能測定與分析8.4 超臨界CO2處理對輕木和木棉浸注性的影響參考文獻(xiàn)第9章 基于木材化學(xué)結(jié)構(gòu)制備纖維素氣凝膠9.1 纖維素的超分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)9.2 纖維素的解結(jié)晶化9.3 纖維素化學(xué)研究的新焦點9.4 纖維素氣凝膠的基礎(chǔ)理論與制備方法參考文獻(xiàn)第10章 氣凝膠型木材環(huán)境學(xué)特性分析10.1 氣凝膠型木材環(huán)境學(xué)特性的研究內(nèi)容及指導(dǎo)思想10.2 氣凝膠型木材表面的視覺環(huán)境學(xué)特性10.3 氣凝膠型木材的觸覺環(huán)境學(xué)特性10.4 氣凝膠型木材地板的步行感特性10.5 氣凝膠型木材的空間聲學(xué)特性10.6 氣凝膠型木材表面超疏水性TiO2涂層的制備與分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.4.2 木材阻燃近年來，隨著人民生活的逐步改善，建筑裝修用木材的消耗量呈逐年上升趨勢，但增加了火災(zāi)的安全隱患。據(jù)火災(zāi)統(tǒng)計資料分析，在世界各國火災(zāi)事故中，建筑物火災(zāi)占首位，且建筑物火災(zāi)中21％與木材、織物等纖維有關(guān)；而且，火災(zāi)起因雖然各異，但火勢擴(kuò)大、人員傷亡等都與建筑物內(nèi)裝修中大量使用的木質(zhì)材料等可燃易燃材料有直接的關(guān)系。因而，對火災(zāi)的安全防范研究需要進(jìn)一步加強。木材雖然是一種易燃的材料，但利用阻燃技術(shù)，可使其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，使得建筑裝修用木材的防火安全性大為提高。因此，對木質(zhì)材料的阻燃機(jī)理展開深入的研究具有極其重要的意義。國內(nèi)外的阻燃研究者在木質(zhì)材料阻燃劑的研制和開發(fā)、木質(zhì)材料阻燃處理技術(shù)、阻燃性能測試及木質(zhì)材料阻燃機(jī)理等方面進(jìn)行了大量細(xì)致的研究工作，并取得了一系列令人滿意的成果。中南林業(yè)科技大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和廣州市木易木制品有限公司聯(lián)合研究的阻燃膠黏劑生產(chǎn)阻燃復(fù)合材，可以使木質(zhì)材料在1500℃下，5h內(nèi)不著火，不冒煙，而且不含甲醛，生產(chǎn)成本比利用脲醛樹脂膠黏劑生產(chǎn)的人造板還要低，是人們能消費得起的阻燃木質(zhì)復(fù)合材。木材阻燃劑是一類與人們的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)的重要化學(xué)物質(zhì)，它的應(yīng)用也涉及人類健康與環(huán)境等重大問題?？v觀木材阻燃學(xué)的演進(jìn)歷程，社會需求是木材阻燃劑發(fā)展的根本推動力，它的未來發(fā)展也必然要與整個人類社會的發(fā)展和科技進(jìn)步相適應(yīng)。預(yù)期木材阻燃劑的發(fā)展將呈現(xiàn)如下特征：（1）鑒于目前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，在較長時期內(nèi)，磷一氮硼系水基阻燃體系仍將是木材阻燃劑的主流，今后的工作主要是進(jìn)一步提高抗流失性、耐遷移性和降低成本。（2）隨著社會的進(jìn)步，人們對材料的性能要求不僅越來越高，而且越來越全面，具有阻燃、防腐、抗流失和尺寸穩(wěn)定等多方面效能的木材保護(hù)藥劑將成為木材阻燃劑的主要發(fā)展方向。（3）當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，因濃煙尤其是有毒濃煙造成的直接人員傷亡和因妨礙撲救而造成的間接財產(chǎn)損失往往不亞于火燒的損失，因此抑煙性研究將成為木材陽燃劑的重要課題。

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《氣凝膠型木材的形成與分析》是由科學(xué)出版社出版的。

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