亚纳米木粉的加工原理与运动分析1)
2012-06-13杨春梅孙永华
杨春梅 马 岩 赵 越 孙永华
(东北林业大学,哈尔滨,150040)
1 亚纳米木粉的定义及加工形态分析
本研究定义纳米和亚纳米木粉的微粒包络直径尺寸应该为1 000~40 000 nm的范围,1 000~8 000 nm的称为纳米木粉粒子,8 000~20 000 nm的称为亚纳米木粉粒子,20 000~40 000 nm的称为超细木粉,超过40 000 nm的称为普通木粉。由于木材细胞的直径达到了30 000~120 000 nm,所以本研究所定义的木粉尺寸已经产生纳米效应。对现阶段木材加工工业来讲,直径小于8 000 nm的木粉加工成本非常高,在加工工艺上也很难达到要求,且没有找到具体应用的方向,所以没有开发价值;而直径大于40 000 nm的微粒就进入普通木粉和砂光木粉的概念范畴。所以,对直径为8 000~20 000 nm的亚纳米木粉粒子的物理力学性能进行研究,将在纳米家族中有着不可替代的意义。
8 000~40 000 nm粒度的木粉,可以作为一种新型生物降解材料。有研究表明,将不同比例的复合松树木粉(WF)和商业淀粉醋酸纤维素混合,进行注塑形成装饰材料,其机械和流变性能都有明显的改善。并且随着木粉目数的增加,拉伸强度和模量明显改善;若木粉以微纤丝的形态出现,注塑成型的试样将肯定表现出良好的机械性能。木材也将成为天然纳米材料中加工成本低、来源广泛、和其它材料亲和力好的材料之一[2-3]。
在加工8 000~40 000 nm粒度的木粉时,如果采取不同的加工方法,可以形成不同结构的木粉,本研究讨论切削法形成的亚纳米木粉。亚纳米木粉的粒度与形状密切相关,需要进行综合分析。定义亚纳米木粉的端面尺度小于8 000 nm,由于木纤维的各向异性,形成的亚纳米木粉微粒沿纤维长度方向的尺寸可能达到25 000 nm(见图1)。……
