近红外光谱不同波段的红松木材含水率预测分析

用傅立叶变换红外光谱(ftir)研究了马尾松木材被茯苓褐腐菌降解过程中化学成分的变化。测量了木质素和综纤维素的相关红外吸收峰的峰高比值,用湿化学方法测定了未褐腐和不同褐腐时间木材的klason木质素含量和综纤维素含量,分析了红外吸收峰峰高比值与klason木质素含量和综纤维素含量的相关性。褐腐15周内,1736和1372cm-1处归属于综纤维素的吸收峰强度逐渐减弱,1510和1225cm-1处归属于木质素的吸收峰强度逐渐增强;但褐腐15周后,1736和1372cm-1处的吸收强度却开始略微增强,1510和1225cm-1处吸收强度略微下降。i1510/i1736,i1510/i1372,i1225/i1736和i1225/i1372与klason木质素和综纤维素含量之间均存在非常好的线性相关,r2为0.96～0.99。i1736/i1510和i1372/i1510与综纤维素含量之间存在高度线性相关,r2=0.96。结果说明用红外光谱技术可以对木材褐腐过程中的综纤维素含量和klason木质素含量进行准确分析。

利用近红外光谱技术对木材强度分等进行了研究。选择1000~1400nm波段,结合偏最小二乘法,在木材强度和近红外光谱数据间建立了校正模型,校正模型的相关系数(r)为0.89,校正标准误差(sec)为6.30mpa。利用校正模型对35个未知样品的强度进行预测,根据近红外预测值和实测值分别对木材样品进行分等,a级预测的准确率为75.0%,b级准确率为91.3%,c级准确率为80.0%,总正确率为88.6%。研究结果表明,近红外光谱技术可以应用在无疵小试样的木材快速分等中。

因具有快速、无损、样品易于准备、适合于实际生产的在线检测等优点，近红外光谱技术在木材研究领域的应用越来越广泛。本论文阐述近红外光谱技术在木材木质素、纤维索、抽提物等化学属性预测、以及开展基于nir技术的木质符合材料的原料属性的预测与分类研究具有重要的实际意义。

为分析应力波在木材中传播的影响因素,研究应力波传播规律,在实验室内,采用arbotom应力波测试仪测试60个红松无疵小试件在不同含水率(从绝干到饱湿)和不同温度(-30,-20,-10,-5,0,5和20℃)下的应力波传播速度。在此基础上,分别分析应力波传播速度随含水率或温度变化的规律,探讨导致应力波传播速度变化的原因,并建立三者之间的回归模型。结果表明:含水率和温度是影响木材中应力波传播速度的2个重要因素。应力波传播速度随含水率增加或温度升高均呈逐渐下降趋势。在含水率32%(纤维饱和点附近)以下,传播速度随含水率增加下降幅度较大,反之则较小;当含水率低于50%时,传播速度随温度升高呈线性下降趋势;当含水率高于50%时,传播速度在0℃上下有一明显的跳跃。含水率、温度与应力波传播速度之间的二元线性回归模型拟合优度较高,决定系数r2均高于0.95。

本文根据人工林红松木材生长轮密度变异特点，采用时间序列分析法，建立了人工林红松木材生长轮密度的动态模型，对木材生长轮度进行近期预测，预测结果良好，此研究结果实现了木材生长轮内的材质预测，为人工林红松的定向培育提供理论依据。

本文根据人工林红松木材生长轮密度变异特点,采用时间序列分析法,建立了人工林红松木材生长轮密度的动态模型,对木材生长轮密度进行近期预测,预测结果良好。此研究结果实现了木材生长轮内的材质预测,为人工林红松的定向培育提供理论依据

采用监测表面颜色和光泽度变化的方法，对红松木醇酸树脂清漆，硝基清漆和聚氨脂清漆涂膜的耐光性进行了研究，结果发现，三种涂料受光后的易发生变色，但三种涂料的耐光性硝基漆最差，聚所酯漆居中，醇酸制酯漆最好，建议在使用时添加紫外线吸收剂，提高漆膜的耐光性。

利用近红外光谱结合simca模式识别法来检测马尾松木材单板节子。结果表明,通过培训集样本建立的基于主成分分析的simca判别模型对有无节子两种类型样本进行回判和对未知节子类型的样本(包括无节子和有节子样本)的判别正确率均达到90%～100%,说明应用近红外光谱结合simca模式识别法可以快速有效地检测木材表面的节子缺陷。

采用监测表面颜色和光泽压变化的方法，对红松木材醇酸树脂清漆、硝基清漆和聚氨脂清漆涂膜的耐光性进行了研究，结果发现，三种涂料受光后均易发生变色，但三种涂料的耐光性硝基漆最差，聚氨酯漆（pu）居中，醇酸树酯漆最好．建议在使用时添加紫外线吸收剂，提高漆膜的耐光性。

运用协整分析对我国东北地区人工林红松木材密度与气候变化的关系进行了研究。结果表明,红松木材密度与气候因素之间存在长期均衡的协整关系和显著的短期动态调整机制。在1973～1997年,2、3月平均日照时间的延长有利于提高早材密度,而7月份的日照时间延长却不利于提高早材密度;2月气温升高,不利于提高整个生长轮密度平均值;误差修正模型和格兰杰检验证实,2月气温短期内对生长轮密度的影响存在2～3年的滞后期。人工林红松的优质培育需要充分考虑气候变化的影响。

人工林红松木材及木制品碳素储存的研究

通过应力波测试仪对红松木材试件进行的检测试验,研究了木材轴向孔洞的分布、数量和端部孔洞的分布对应力波传播时间、传播速度的影响,并对孔径大小与应力波传播参数之间关系进行回归分析。试验结果表明,应力波传播时间与孔径大小、数量呈正相关,而应力波传播速度与孔径大小、数量呈负相关。端部孔洞对应力波传播参数没有显著影响。

研究了人工林与天然林红松木材力学性质在幼龄材与成熟材中的差异。所有力学性质在红松幼龄材与成熟材中反映的基本趋势是:天然林红松力学性质高于人工林红松。其中,红松幼龄材的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和冲击韧性4项指标,天然林红松与人工林红松的差异达0.01水平显著,其次弦切面硬度和弦向横纹抗压强度差异达0.05水平显著。红松成熟材的绝大多数力学性能指标天然林红松与人工林红松的差异也达到0.01水平显著,并且天然林红松力学性质高于人工林红松的基本趋势在红松成熟材中表现得更为明显。

对不同林分结构（纯林、混交林和三株一丛）的人工林红松（ｐｉｎｎｓｋｏｒａｉｓｅｎｓｉｓ）木材材质进行测试和分析．结果表明：红松木材生长速率、生长轮宽度、晚材率差异不显著．红松木材的管胞长度、纤丝角、生长轮密度、干缩率和差异干缩、绝大多数力学性质指标差异显著。采用综合坐标法。对不同林分结构的林分木材材质进行品质评定，综合性能和建筑材评定的优劣顺序为混交林、纯林、三株一丛的林分；纸浆材的优劣顺序为混交林、三株一丛、纯林的林分。

fordifferentsilviculturalmeasures(forestcomposioin,planningdensiy,thinningandpruning),themechanicalpropertiesofpinuskoraiensisplantationsweremeasuredandanalyzed.theresultsshowedthattheeffectofsilviculturalmeasures(forestcomposioin,planningdensiy,thinning)onmechanicalproperties(bendingstrength,crushingstrengthalongthegrain,tensilstrengthalongthegrain)ofp.koraiensisplantationswereremarkable,otherstrengthandallstrengthofthepruningforestwerenotremarkable.inordertoincreasethemechanicalpropertiesofwood,growth-promotingandthengetthebetterbuildinglumberandgluedlaminationboard,mixedstand,andwithdensityof1.5m×1.5mand1.5m×2.0m,properlythinningandpruningcouldbeselected.inordertomanufacturefurnitureandbending-wood,densityof2.0m×2.0mcouldbeselected.

【目的】对人工林红松木材碳素储存量与物理特征的径向变异进行研究,以弥补我国木材碳素储存研究的不足,为提高木材碳素储存量、高效合理地定向培育人工林红松提供理论基础。【方法】首先测定和计算红松木材的各项物理特征及其碳素储存量,再采用回归分析和相关分析方法对木材碳素储存量分别与生长轮密度、生长轮宽度、晚材率和生长速率的径向变异规律进行分析,最后得到它们之间的径向变异规律图、拟合图以及回归方程等。【结果】木材碳素储存量在径向变异上先略微减小,接着随树木的不断生长呈增大趋势,而在树木成熟后又逐渐减小至平稳状态,且波动较大,并与各项物理特征的径向变异趋势在第18年左右有一个峰值。木材碳素储存量与生长轮密度的径向变异趋势相似,二者的拟合度较高,相关系数为0.757,相关性较显著;木材碳素储存量与生长轮宽度在前期的径向变化相似,而中期和后期的径向变异不一致,二者的拟合度较低,相关系数为-0.301,相关性较弱;木材碳素储存量与晚材率在中期和后期的径向变化相似,二者的拟合度较高,相关系数为0.656,相关性较显著;木材碳素储存量与生长速率在前期和中期的径向变异趋势都不同,二者的拟合度较低,相关系数为-0.268,相关性不显著。【结论】人工林红松木材的碳素储存量与各项物理特征指标之间均有一定的相关关系,而气候因子、生长环境、遗传因素等是不可忽略的影响因素,有待进一步研究。可以通过对林木的合理经营和发展,增强人工林的碳素储存功能,直接抑制co2向大气中排放,从而改善生态环境、缓解温室效应。

对间伐与未间伐人工林红松(pinuskoraisensis)木材材质进行系统测定、统计分析,结果表明:间伐对木材材质有很大的影响,间伐林的管胞长度、管胞直径、纤丝角、生长速率、生长轮宽度、顺纹抗压和抗拉强度、抗劈力和冲击韧性大于未间伐林;间伐林木材晚材率、生长轮密度、壁厚、壁腔比、抗弯强度和局部抗压强度小于未间伐林。其中管胞直径、生长轮宽度、壁厚、壁腔比、抗弯强度、顺纹抗压和抗拉强度、横纹局部抗压强度的差异达到显著水平,表明间伐能显著地提高木材力学性能。采用综合坐标法,对间伐与未间伐人工林红松木材材质进行评定,其材质的综合性能和纸浆材性能未间伐林好于间伐林,建筑材性能间伐林好于未间伐林

通过对不同油漆涂层覆盖下板材的光谱特性进行研究,发现板材的光谱特性随油漆颜色和厚度的不同呈规律性变化,并提出了用于探测油漆覆盖下板材的短波红外“窗口波段”.最后,本文对试验的基础数据进行了系统的误差分析,讨论了进一步开展相关试验所应注意的几个问题.此项研究可以为城市建筑材料和军事伪装材料的探测技术研究提供重要的理论依据和参考.

采用傅立叶变换红外光谱(ftir)法对楠属(桢楠、闽楠)和润楠属(润楠、宜昌润楠)4种木材进行红外光谱分析。结果表明:区别楠属与润楠属的光谱主要在1730~1740cm-1、1640~1650cm-1区域;闽楠特征峰在1235cm-1附近,桢楠的特征峰在1261cm-1和1232cm-1附近;润楠的特征峰在1460cm-1附近;宜昌润楠特征峰在1688cm-1和1650cm-1附近。能够利用傅立叶自去卷积图谱共有峰率和变异峰率双指标序列法鉴别4种木材。此技术有望成为木材司法鉴定体系中的有效方法之一。

一、实验目的 1、掌握溴化钾压片法制备固体样品的方法； 2、学习并掌握美国尼高立ir-6700型红外光谱仪的使用方法； 3、初步学会对红外吸收光谱图的解析。 二、实验原理 红外光是一种波长介于可见光区和微波区之间的电磁波谱。波长在0.75～1000μm。通常又把这个波段分成三 个区域，即近红外区：波长在0.75～2.5μm（波数在13300～4000cm-1），又称泛频区；中红外区：波长在2.5～50 μm（波数在4000～200cm-1），又称振动区；远红外区：波长在50～1000μm（波数在200～10cm-1），又称转 动区。其中中红外区是研究、应用最多的区域。 红外区的光谱除用波长λ表征外，更常用波数σ表征。波数是波长的倒数，表示单位厘米波长内所含波的数目。 其关系式为： 三、仪器和试剂 1、仪器：美国尼高立ir-6700 2、试剂：溴化钾，聚乙烯，

纤维素是木材细胞壁的骨架物质,纤维素的含量不仅决定木材的性质,而且在木材的功能性改良方面对于木材的改性是非常重要的量化指标。传统纤维素含量的测定方法具有测定时间长、耗费药品且操作复杂等缺点。本论文基于傅里叶变换红外光谱(ftir)分析测定木材中纤维素含量。以硫氰化钾为内标物,制备数个不同纤维素浓度的溴化钾片,然后以纤维素峰强度与硫氰化钾(内标物)峰强度比值对样品百分浓度作出工作曲线。不同木材的木粉与含有硫氰化钾的溴化钾粉压片后进行测量,根据混合物中纤维素特征峰强度与硫氰化钾峰强度比值,就可以从工作曲线上得到混合物中纤维素的百分含量,从而得到木材中纤维素的百分含量。试验结果表明:傅里叶变换红外光谱仪可以实现快速测定木材纤维素的含量。

对一种塑料软管,采用溶剂萃取方法进行组分分离,然后通过红外光谱对分离后的组分进行分析鉴定,从而确定塑料软管的组成配方,获得了较为满意的结果。