熱處理毛竹材細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能研究.pdf

1、本課題以6年生毛竹材中部竹肉部分為研究對(duì)象，研究毛竹材細(xì)胞壁經(jīng)過130oC、150oC、170oC和190oC處理2h、4h和6h后的化學(xué)組分和結(jié)構(gòu)變化，運(yùn)用原子力顯微技術(shù)和納米壓痕技術(shù)利用與原子力顯微鏡（AFM）相連接的納米壓痕儀測(cè)試分析熱處理溫度和時(shí)間對(duì)毛竹材細(xì)胞壁納米準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)的影響，通過延長(zhǎng)保載時(shí)間分析熱處理毛竹材細(xì)胞壁的蠕變性能，運(yùn)用納米動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試（Nano-DMA）技術(shù)研究不同熱處理工藝下加載頻率對(duì)毛竹材細(xì)胞壁納米動(dòng)態(tài)力學(xué)

2、特性的影響。得到主要結(jié)論如下：
　?。?）當(dāng)熱處理溫度高于150oC時(shí)，隨熱處理溫度升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，毛竹材細(xì)胞壁的α纖維素含量與綜纖維素含量呈逐漸降低的趨勢(shì)；毛竹材細(xì)胞壁的木質(zhì)素含量隨著熱處理溫度的升高逐漸升高，而熱處理時(shí)間對(duì)毛竹材細(xì)胞壁的木質(zhì)素含量的影響不顯著。
　　（2）熱處理溫度和時(shí)間對(duì)毛竹材細(xì)胞壁的微纖絲角影響并不明顯。在溫度相對(duì)較低時(shí)隨熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低，在170oC之后無顯著的變化規(guī)律。毛竹材細(xì)胞壁的相對(duì)

3、結(jié)晶度隨熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸增大的趨勢(shì)，隨著熱處理溫度的升高，尤其是在170oC之后熱處理時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)有明顯的增加。
　?。?）毛竹材細(xì)胞壁的硬度與彈性模量隨熱處理溫度升高逐漸增大，170oC以后趨勢(shì)變緩。熱處理時(shí)間對(duì)毛竹材細(xì)胞壁硬度有一定影響，但是并不明顯；在熱處理溫度低于170oC時(shí)，毛竹材細(xì)胞壁的彈性模量隨熱處理時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增大，在170oC以后熱處理時(shí)間的影響則不顯著。
　?。?）熱處理后毛竹材細(xì)胞壁的蠕變率相對(duì)對(duì)照

4、組未處理材的均有降低。在溫度未達(dá)到190oC時(shí)，熱處理時(shí)間對(duì)毛竹材細(xì)胞壁蠕變率、應(yīng)變率的影響不顯著，當(dāng)溫度達(dá)到190oC時(shí)，毛竹材細(xì)胞壁的蠕變率隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低。毛竹材細(xì)胞壁的應(yīng)變率明顯低于對(duì)照組未處理的毛竹材，尤其是在保載階段的開始50s以內(nèi)。
　　（5）熱處理后毛竹材細(xì)胞壁的儲(chǔ)能模量相對(duì)于未處理材有所升高，而損耗模量相對(duì)于未處理材有所降低。熱處理毛竹材的損耗模量隨著測(cè)試頻率的升高呈逐漸降低的趨勢(shì)，但處理溫度越高效果