竹材多尺度下强韧性及水热影响研究进展

摘要：

高强韧性是竹材最重要的材性特征和加工利用优势之一,这种强韧性与竹材独特的多尺度结构有着密切关系.作为天然生物质复合材料,水分与温度的变化对其强韧性有着直接影响:含水率增加,有利于提升竹材抵抗塑性变形的能力;温度升高,则使其材性变脆;在水-热协同效应下,具有维管束梯度结构的竹材通过微纳结构和化学组分的变化影响强韧性.笔者着重从材料学角度分析了竹材的增韧机制,介绍了竹材的多尺度结构,综述了竹材如何在不同尺度下通过梯度结构、细胞协同变形、多细胞壁层结构和分子链滑移体现增韧机制.水分主要增大竹材细胞变形和分子链滑移空间,从而使竹材在相同外力作用下能发生更大的位移,增加韧性.分析了湿热处理时,竹材纤维素、木质素和半纤维素的位置、构象及其比例可能在较低温度下发生变化,进而调控其强韧性能的变化.在此基础上,按照传统竹制品和现代竹材加工工艺,列举了竹材强韧性的典型应用案例和强韧性新材料发展方向.最后,提出了竹材在湿热作用下强韧性机理可进一步研究的方向.

关键词：竹材、强韧性、水热协同效应、多尺度结构、维管束梯度结构

所属期刊栏目：8

分类号：S781(森林采运与利用)

资助基金：国家自然科学基金32001383

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：10-18