毛竹竹鞭高值化利用基础研究初探.docx

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1、毛竹竹鞭高值化利用基础研究初探我国竹类资源十分丰富,但加工与综合利用程度很低,要提高我国产竹区的经济效益,高效利用(数量、质量、经济)竹类资源是关键路径之一。毛竹(Phyllostachysheterocycla(Carr.)Mitfordcv.Pubescens)属禾本科竹亚科刚竹属,单轴散生型,其面积大、分布广、经济价值较高,生产潜力巨大,毛竹材具有强度大,刚度好,耐磨损的特性,目前国内学者对毛竹材性研究主要集中在地上秆茎部分。随着研究的不断深入和竹材资源需求量日益增加,近年来研究领域正逐步向资源高效利用方向拓展。竹鞭是

2、竹林地下系统,竹类植物不仅依靠地下茎系统吸收土壤中的水分和养分供竹叶光合作用制造有机物质,而且主要通过地下茎发芽孕笋成竹繁衍后代。地下茎作为毛竹重要组成部分,资源丰富,尤其在低产林更新改造过程中会产生较多的剩余物,其高强高韧的特点在愈来愈重视环保的今天备受人们的关注,民间习惯用其制作烟杆或竹根雕等工艺品。本文对不同年生毛竹自地下茎的基础性质进行全面系统研究,研究包括毛竹竹鞭解剖性质、化学性质、热学性质三个部分,运用XRD、TG、DSC等现代仪器,主要分析了不同年生毛竹竹鞭的纤维形态差异、化学成分变异特性、热学性质参数。探讨相

3、应特征的变化规律,不仅可对竹林经营管理提供理论参考,对扩大竹材利用范围,提高竹材附加值也有重要意义。主要结果如下:1)地下茎来鞭平均纤维长度698.555μm、纤维直径21.710μm、纤维腔径11.375μm、双壁厚10.335μm、壁腔比0.967、腔径比0.522、长宽比34.723;去鞭平均纤维长度921.314μm、纤维直径23.258μm、纤维腔径14.090μm、双壁厚9.544μm、壁腔比0.747、腔径比0.585、长宽比40.129。2)地下茎来鞭纤维长度与长宽比均有1年生与3年生差异极显著、1年生与5年

4、生差异不显著、3年生与5年生差异极显著的特点,纤维直径与纤维腔径均差异不显著,双壁厚、壁腔比与腔径比均有1年生与3年生差异显著、1年生与5年生差异极显著、3年生与5年生差异不显著的特点。3)地下茎去鞭纤维长度和来鞭一样均有1年生与3年生差异极显著、1年生与5年生差异不显著、3年生与5年生差异极显著,双壁厚、纤维直径、壁腔比均差异不显著,纤维腔径和长宽比均有1年生与3年生无显著差异、1年生和5年生差异极显著、3年生和5年生也差异极显著。4)不同年生毛竹地下茎及秆茎灰分含量的变异系数最大,其次为苯醇抽出物,而酸不溶木质素、综纤维

5、素、硝酸乙醇纤维素,多戊糖含量的变异系数最小。5)T值分析表明地下茎与秆茎戊聚糖和灰分含量均差异显著(r<0.01),抽提物也有一定程度的差异(r<0.04),酸不溶木质素、综纤维素、硝酸乙醇纤维素均差异不显著(r>0.05)。6)多重性分析表明,不同年生竹材间硝酸乙醇纤维素、戊聚糖、灰分含量差异不显著(p>0.05);木质素、苯醇抽提物含量有1年生与3年生差异不显著,1年生与5年生差异显著,3年生与5年生差异极显著的特点,综纤维素含量则表现为1年生与3年生差异不显著,1年生与5年生差异极显著,3年生

6、与5年生差异显著。7)方差分析表明,毛竹来鞭和去鞭间仅灰分含量差异极显著(p=0.00<0.01),抽提物、酸不溶木质素、综纤维素、硝酸乙醇纤维素、戊聚糖均差异不显著(p>0.05)。8)毛竹地下茎与秆茎纤维素相对结晶度含量随着竹龄增加呈先增加后略微减少的趋势,地下茎纤维素相对结晶度低于秆茎10%左右。9)不同年生毛竹地下茎玻璃化转变温度(Tg)在268.8-273.8℃之间,秆茎为213.9-219.4℃;同一竹龄秆茎的Tg低于地下茎,但不同竹龄间比较,不论地下茎间还是秆茎间的Tg均无明显差异。10)1、3、5

7、年生地下茎的外推起始分解温度(Te)分别为263.7℃、266.1℃、263.9℃,秆茎的Te分别为289.7℃、282.8℃、283.4℃,不同竹龄的地下茎间和秆茎间的Te差异不明显,但同一竹龄地下茎的Te低于秆茎部分。