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1生物质复合材料与生物质资源概述1

1.1生物质复合材料概述1

1.1.1层积复合1

1.1.2混合复合2

1.1.3渗透（生成）复合5

1.2生物质资源要览8

1.2.1林木资源8

1.2.2野生禾本科值物16

1.2.3竹材21

1.2.4农作物秸秆21

1.2.5废旧木材33

1.3木材的生态学属性与环境效应33

1.3.1木材的生态学属性与人居环境34

1.3.2木材的碳素储存与环境效应34

参考文献38

2生物质的结构及理化性质40

2.1生物质的宏观构造学特征40

2.1.1木材的宏观构造40

2.1.2竹材的宏观构造45

2.1.3农作物秸的宏观构造46

2.2生物质的微观构造学特征49

2.2.1木材的微观构造49

2.2.2竹材的微观构造57

2.2.3农作物秸秆的微观构造59

2.3生物质的物理力学性质61

2.3.1木材的物理力学性质61

2.3.2竹材的物理力学性质70

2.3.3农作物秸秆的物理力学性质73

2.4生物质的化学性质75

2.4.1木材的化学性质75

2.4.2竹材的化学性质77

2.4.3农作物秸秆的化学性质78

参考文献84

3生物质-聚合物复合材料的热压成型技术87

3.1生物质-聚合物复合材料概述87

3.1.1生物质-聚合物复合材料88

3.1.2生物质-聚合物复合材料热压成型工艺90

3.2生物质纤维-聚合物复合材料制造工艺92

3.2.1原材料预处理92

3.2.2生物质-聚合物复合材料的生产特点98

3.2.3纤维形态与复合材料强度的关系99

3.3生物质碎料-聚合物复合材料制造工艺101

3.3.1生物质原料及其性质101

3.3.2生物质碎料形态对复合材料性能的影响103

3.4生物质-聚合物复合材料的无纺编织与模压成型工艺104

3.4.1生物质纤维的无纺编织制品105

3.4.2复合材料的模压成型工艺105

3.5热压成型产品的检测及性能108

3.5.1热压成型产品的检测108

3.5.2热压成型产品的性能110

3.6应用115

3.6.1木质人造板的应用115

3.6.2无纺布-聚合物复合材料的应用121

参考文献123

4生物质-聚合物复合材料的挤出与注射成型技术126

4.1生物质材料的预处理126

4.1.1生物质材料的加工126

4.1.2生物质材料的干燥127

4.1.3生物质材料的表面改性127

4.2聚合物废弃物的再生与改性132

4.2.1聚合物废弃物的回收132

4.2.2聚合物废弃物的预处理136

4.2.3聚合物废弃物的改性141

4.3生物质-聚合物复合材料的挤出成型技术142

4.3.1挤出成型工艺原理142

4.3.2挤出成型设备143

4.3.3挤出机的工作原理151

4.3.4挤出成型工艺156

4.3.5单螺杆挤出机加工的工艺特点160

4.3.6双螺杆挤出机加工的工艺特点161

4.3.7串联双阶挤出机组加工的工艺特点163

4.4生物质-聚合物复合材料的注射成型技术164

4.4.1注射成型原理165

4.4.2注射成型设备165

4.4.3注射成型工艺169

4.5生物质-聚合物复合材料的性能172

4.5.1物理力学性能172

4.5.2蠕变性能181

4.5.3其他性能183

4.5.4力学性能测试方法183

4.6生物质-聚合物复合材料挤出与注射成型产品的应用190

4.6.1建筑业192

4.6.2包装和运输业194

4.6.3家具业195

4.6.4其他方面的应用196

参考文献196

5生物质-金属复合材料200

5.1生物质-金属复合材料概述200

5.1.1原料资源200

5.1.2基本方法203

5.2原料的预处理技术205

5.2.1木材纤维的制备205

5.2. 2纤维施胶208

5.2.3纤维干燥212

5.2.4金属材料的表面处理213

5.3生物质纤维-金属复合材料216

5.3.1木材-金属复合材料的成型216

5.3.2预压和热压219

5.3.3后期加工223

5.3.4木材纤维-金属网复合材料工艺及材料性能224

5.3.5木材纤维-金属纤维复合中密度纤维板工艺及电磁屏蔽效能229

5.3.6木材纤维-金属粉复合中密度纤维板工艺及电磁屏蔽效能234

5.3.7木材纤维-金属箔复合中密度纤维板电磁屏蔽效能240

5.4化学镀法制造生物质-金属复合材料241

5.4.1化学镀镍的机理242

5.4.2化学镀镍溶液及工艺条件243

5.4.3化学镀法制造木材-金属复合材料249

5.4.4木材表面化学镀Ni-Cu-P三元合金253

5.5生物质-金属复合材料的性能检测267

5.5.1镀层结合强度267

5. 5.2导电性能268

5.5.3电磁屏蔽性能269

5.6生物质-金属复合材料的应用272

5.6.1抗静电领域272

5.6.2电磁屏蔽领域273

参考文献274

6生物质-无机质复合材料275

6.1生物质-水泥复合材料275

6.1.1主要原料及其预处理275

6.1.2生物质纤维-水泥复合材料的成型工艺279

6.2生物质-石膏复合材料287

6.2.1石膏287

6.2. 2缓凝剂290

6.2.3生物质-石膏复合材料的成型工艺291

6.3生物质-氯氧镁水泥复合材料292

6.3.1概述292

6.3.2生产工艺295

6.3.3制品性能的影响因素297

6.4生物质-无机质复合材料性能测试300

6.4.1物理性质300

6.4.2力学性能302

6.4.3抗冻性能303

6.4.4阻燃性能304

6.4.5热物理性质与保温隔热性能305

6.4.6声学性能308

6.5生物质-无机质复合材料的应用309

6.5.1国内外应用进展309

6.5.2一般施工方法310

6.5.3几种常见生物质-无机质复合材料的应用311

参考文献313

7纳米技术在生物质-无机质复合材料中的应用315

7.1木材-无机质复合材料的基本内涵315

7.1.1木材-无机质复合材料315

7.1.2木材-无机纳米复合材料316

7.1.3木材生物矿化316

7.2木材-无机质复合材料的研究概况317

7.2.1双重扩散法制备木材-无机质复合材料317

7.2.2溶胶-凝胶法制备木材-无机质复合材料318

7.2.3溶胶-凝胶法制备木材-无机质复合材料存在的问题321

7.3无机纳米材料在木材科学中的应用321

7.3.1纳米科技与木质复合材料321

7.3.2无机纳米材料与木材的复合322

7.3.3无机纳米材料的应用前景326

7.4溶胶-凝胶法制备木材-无机质复合材料的工艺学原理328

7.4.1溶胶-凝胶合成的工艺学原理328

7.4.2溶胶-凝胶合成的化学原理330

7.4.3气凝胶的概念及特性331

7.4.4木材-SiO2气凝胶纳米复合材料制备工艺333

7.4.5 SiO2气凝胶干燥原理与超临界流体特性337

7.4.6超临界流体干燥制备SiO2气凝胶的工艺设备339

7.5木材-SiO2气凝胶纳米复合材料制备典型实例339

7.5.1低密度醇凝胶的制备与形成过程340

7.5.2 TEOS-EtOH-H2 O-HCl-HF反应体系用量对凝胶化时间的影响342

7.5.3凝胶的陈化处理343

7.5.4浸渍压力与SiO2溶胶浸渍量的关系344

7.5.5浸渍加压时间与SiO2溶胶浸渍量的关系346

7.5.6不同SiO2溶胶与不同树种吸收量的关系346

7.5.7 SiO2气凝胶在木材细胞壁中的分布347

7.5.8 SiO2气凝胶在木材中的分布347

7.5.9超临界CO2流体对木材-SiO2醇溶胶的干燥348

7.5.10 SiO2块凝胶的结构形态352

7.5.11 SiO2气凝胶的相组成354

7.6木材-SiO2气溶胶纳米复合材料性能354

7.6.1木材-SiO2气凝胶复合材料的力学性能354

7.6.2不同气凝胶处理紫椴／桤木木材的顺纹抗压强度355

7.6.3不同气凝胶处理紫椴／桤木木材的顺纹抗弯强度356

7.6.4不同气凝胶处理紫椴／桤木木材的抗弯弹性模量357

7.6.5不同气凝胶处理与紫椴-桤木木材硬度357

7.6.6木材-SiO2气凝胶复合材料的尺寸稳定性358

7.6.7木材-SiO2气凝胶复合材料的声学性质361

7.6.8木材-SiO2气溶胶复合材料的阻燃性能研究364

7.7基于生物矿化原理的木材-无机质复合材料的新探索364

7.7.1生物矿化的基本内涵365

7.7.2天然木材-无机质生物矿化复合材料中硅石以及其他无机质存在的作用366

7.7.3天然木材-无机质生物矿化复合材料中硅石（silica）和其他无机质的形态367

7.7.4 天然木材-无机质生物矿化复合材料中硅石和其他无机质的分布与沉积368

7.7.5天然木材-无机质生物矿化复合材料中硅石和其他无机质的含量情况369

7.7.6木材中硅石及其他无机质形成的条件371

7.7.7新型木材-无机质生物矿化复合材料的发展前景展望372

参考文献372

8生物质复合材料的耐久性376

8.1生物质复合材料的耐候性376

8.1.1紫外线辐射对生物质-聚合物复合材料制品颜色的影响376

8.1.2生物质-聚合物复合材料光降解的机理378

8.1.3紫外线辐射对生物质-聚合物复合材料力学性能的影响380

8.2水分对生物质复合材料性能的影响381

8.2.1生物质-聚合物的吸水特性及其对力学性能的影响381

8.2.2水分对生物质-水泥复合材料性能的影响383

8.3低温对生物质复合材料性能的影响384

8.3.1生物质-聚合物复合材料的冻融稳定性384

8.3.2水泥刨花板的抗冻性385

8.4生物降解对生物质复合材料性能的影响386

8.4.1 生物质-聚合物复合材料腐朽的可能性386

8.4.2生物质-聚合物复合材料生物降解的防治388

8.4.3生物质-无机质复合材料腐朽的可能性389

8.5生物质-无机质复合材料耐久性的长期考证实例391

8.6 DMA技术在生物质复合材料耐久性研究中的应用393

8.6.1 DMA的基本原理393

8.6.2 DMA的应用395

参考文献398

附录A纤维长度比较表402

附录B我国造纸原料化学成分分析表407