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木材保护学(第3版科学出版社十四五普通高等教育本科规划教材)

木材保护学(第3版科学出版社十四五普通高等教育本科规划教材)

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图文详情
  • ISBN:9787030727275
  • 装帧:一般胶版纸
  • 册数:暂无
  • 重量:暂无
  • 开本:16开
  • 页数:320
  • 出版时间:2022-09-01
  • 条形码:9787030727275 ; 978-7-03-072727-5

内容简介

本书顺应科技创新和绿色低碳发展的国家规划,从我国林木资源的合理、高效利用及木材、人类与环境的关系出发,论述了诸多木材保护技术和若干木材保护学研究新进展,阐述了延长木材使用寿命、提高木制品附加值的重要意义。全书共14章,内容涵盖木材的保护学特性,木材的变色、漂白与染色,木材防腐,木材虫害与防治,木材阻燃,木质材料的耐候性,木材的尺寸稳定化,木材的强化,木材重组,木材光降解与紫外线防护屏障的构建,木材的透明处理,木材的智能响应,仿生与木材保护,重点介绍了这些保护技术的基本概念、作用原理和处理方法。本书为新形态教材,配备教学课件以供授课教师参考,读者扫描书中二维码可查看彩图、视频、参考文献等拓展资料。每章后有思考题,利于读者发散思维、归纳总结。 本书可供普通高等院校木材科学与工程、林产化工、材料化学、环境科学专业的本科生使用,也可供相关专业的研究者和技术人员阅读参考。

目录

目录
第三版前言
**章 绪论 1
**节 我国的森林资源 1
一、稀有和名贵树种多 2
二、竹林资源分布广泛 3
三、经济林木资源丰富 3
四、红树林和灌木林资源独* 4
五、森林资源尚有不足 5
第二节 资源保护与合理利用 9
一、资源保护与发展 9
二、资源的合理利用 9
第三节 木材、人类与环境 13
一、木材的视觉特性 13
二、木材的触觉特性 13
三、木材的听觉特性 14
四、木材的嗅觉特性 14
五、木材的调节特性 14
六、木材的生态学属性 16
第二章 木材的保护学特性 19
**节 木材的生物分解 19
一、分解木材的微生物 19
二、木材组分的生物分解 20
第二节 木材的各向异性和变异性 21
一、木材的各向异性 21
二、木材的变异性 22
第三节 木材的可湿性 24
一、木材的润湿性 24
二、木材的吸湿性 28
第四节 木材的酸碱性 29
一、木材中的酸性成分 29
二、木材的pH 30
三、木材的酸碱性与木材保护的关系 31
第五节 木材的“4R”特性与环境效应 33
第三章 木材的变色、漂白与染色 36
**节 木材的变色与防治概述 36
一、木材的变色因素 36
二、木材变色的类型 36
三、木材脱色方法的确定 41
四、木材变色的防治 42
五、变色材的利用 47
第二节 泡桐木材的变色与防治 47
一、泡桐木材的变色机制 47
二、泡桐木材的变色类型 48
三、泡桐木材的颜色变化规律 48
四、真菌作用下泡桐木材成分含量和结构变化 49
五、泡桐木材的变色防治技术 53
六、泡桐木材的渗透性改善及其与脱色和防变色的关系 56
七、泡桐木材的脱色技术 56
第三节 竹材和藤材的变色与防治 57
一、竹材的变色与防治 57
二、藤材的变色与防治 59
第四节 木材的漂白 60
一、木材漂白的基本原理 60
二、木材漂白常用的化学药剂 62
三、木材漂白的影响因素 67
第五节 木材的染色 69
一、木材染色的原理和评价方法 69
二、木材染色用染料 70
第四章 木材防腐 75
**节 真菌对木材的危害 75
一、真菌危害木材的必要条件 75
二、木材真菌变色 77
三、木材腐朽 78
第二节 木材防腐处理 79
一、木材防腐机制 79
二、木材防腐剂的选择 79
三、木材防腐剂的种类 80
四、常见防腐处理工艺 81
五、防腐木材的使用分类及质量要求 88
六、防腐处理对木材性质的影响 89
第三节 木材防腐的新途径 91
一、破坏和断绝微生物的生存之本 91
二、采用微生物和树木提取物防治木材腐朽 92
三、使用驱散剂防止“高一级”生物危害木材 93
四、通过化学改性提高木材防腐性能 94
五、探索新型木材防腐剂 96
第五章 木材虫害与防治 100
**节 留粉甲虫对木材的危害与防治 100
一、粉蠹科 100
二、窃蠹科 101
三、天牛科 101
四、木材的防虫处理 101
第二节 海生蛀木动物对木材的危害与防治 104
一、主要的海生蛀木动物 104
二、海生蛀木动物的防治 105
第三节 白蚁对木材的危害与防治 105
一、白蚁的种类与分布 105
二、白蚁的危害与防治 106
第四节 火烧原木的防护 109
一、水存法 109
二、湿存法 109
三、熏蒸法 109
第五节 松材线虫病对木材的危害与防治 110
一、松材线虫病的危害 110
二、松材线虫适生区域与防治关键环节 111
三、松材线虫病的疫木防治 111
四、松材线虫病防控战略 113
第六章 木材阻燃 114
**节 木材燃烧过程 114
第二节 木材阻燃处理 116
一、阻燃处理方法 116
二、常用木材阻燃剂的特点 116
三、无机阻燃剂 117
四、有机阻燃剂 119
五、木材及木质材料的阻燃处理 121
六、木质人造板的阻燃处理 122
第三节 阻燃机制 123
一、控制热降解和热分解过程 124
二、控制着火过程 124
三、控制有焰燃烧 125
四、控制无焰燃烧和表面燃烧 125
五、木材阻燃机制研究新进展 125
第四节 阻燃处理对木材材性及加工性的影响 128
一、强度 128
二、吸湿性 128
三、胶合性 128
四、涂饰性 129
第五节 阻燃处理木材的阻燃性能评价 129
一、FRW阻燃木材的难燃性和发烟性能评价 129
二、燃烧和阻燃性能的综合评价—锥形量热仪法 131
第七章 木质材料的耐候性 144
**节 影响木质材料耐候性的因素 144
一、影响实木耐候性的因素 144
二、影响人造板耐候性的因素 148
第二节 改善木质材料耐候性的方法 150
一、改善实木耐候性的方法 150
二、改善人造板耐候性的方法 157
第三节 木质材料耐候性的检测方法 159
一、实木耐候性检测 159
二、人造板耐候性检测 160
第八章 木材的尺寸稳定化 162
**节 木材与水分 162
第二节 尺寸稳定性的评定 163
第三节 尺寸稳定化的方法 165
一、防水处理 165
二、防湿处理 166
三、酚醛树脂处理 166
四、聚乙二醇处理 167
五、热处理 169
六、乙酰化处理 174
七、异氰酸酯处理 175
八、聚合处理(制造木塑复合材) 176
九、超疏水处理 177
第四节 木质人造板的尺寸稳定化 183
一、刨花板的分类 183
二、刨花板的吸水、吸湿特性 184
三、加工条件对刨花板尺寸稳定性的影响 184
四、尺寸稳定化处理 185
第九章 木材的强化 188
**节 木材层积 188
一、概述 188
二、木材层积技术 189
三、单板层积材 190
四、集成材 194
第二节 木材压密 199
一、普通压缩木 199
二、表面压密化木材 200
三、整形压缩木 203
第三节 木材塑合 212
一、WPC的性能 212
二、单体与其他添加剂 213
三、聚合处理方法 214
四、WPC的检验 216
五、熔融挤出成型法制造WPC 216
第四节 木材强韧化 220
一、木材强韧化处理工艺 221
二、超强木材的特性 224
三、超强木材的增强和增韧机制 228
四、超强木材的发展与展望 228
第十章 木材重组 230
**节 概述 230
第二节 重组木加工工艺与装备 231
一、重组单元制备 232
二、干燥 236
三、胶合成型 240
第三节 重组木的特点、发展前景和分类 242
一、重组木的特点 242
二、重组木的发展前景 242
三、重组木的分类 243
第四节 重组木的应用 243
一、重组木地板 243
二、重组木家具 246
三、重组木建筑用材 248
第十一章 木材光降解与紫外线防护屏障的构建 251
**节 木材光降解 251
第二节 防止木材光降解的方法 253
一、涂饰法 253
二、改性法 255
第三节 木材抗紫外线降解剂的工作原理与分类 255
一、紫外线屏蔽剂 256
二、紫外线转化剂 256
三、紫外线猝灭剂 256
四、紫外线稳定剂 256
第四节 木材抗紫外线降解剂的种类 256
一、无机抗紫外线降解剂 256
二、无机抗紫外线降解剂与木材的复合方法 257
三、有机抗紫外线降解剂 258
四、纳米碳抗紫外线降解剂 258
第五节 木材抗降解修饰后的多功能化与性能提升 259
一、引入二氧化钛纳米颗粒抗木材降解与疏水/催化功能的形成 259
二、引入CD/TiO2复合抗光降解材料与催化性能的形成 260
三、引入抗光降解剂与抑菌性能的形成 261
第十二章 木材的透明处理 263
**节 木材的吸光特性 263
一、光学基本概念 263
二、木材的结构与吸光性 264
三、木材透明化防护的发展历程 265
第二节 木材透明处理防护工艺 267
一、脱除木质素方法 269
二、浸渍光学匹配化合物 270
第三节 透明木材的光学性能 271
一、光学检测仪器 271
二、雾度 273
三、透明度 274
四、透明木材的波导效应 275
第四节 透明处理对木材材性的影响 276
一、机械性能 276
二、抗水性能 277
三、导热性能 277
四、透明木材的改性 278
第五节 透明木材的应用拓展 279
一、节能建筑 279
二、太阳能电池 280
三、柔性电子 281
四、荧光器件 283
五、研究展望 284
第十三章 木材的智能响应 285
**节 智能响应型木质材料 285
第二节 木材的结构自组织 286
第三节 木材的环境自适应 286
一、木材的智能温度调节 288
二、木材的智能湿度调节 288
三、木材的智能生物调节 289
第四节 木材的损伤自修复 290
一、材料的失效形式 290
二、材料自修复 290
三、木材的自修复 291
第五节 木材智能响应的延伸与应用潜力 292
一、智能家居的发展 293
二、木材的摩擦起电效应 293
三、木材的压电效应 294
四、纳米发电机 295
五、木材纳米发电机 296
第十四章 仿生与木材保护 298
**节 木材仿生概述 298
一、仿生学概述 299
二、仿生设计原则 299
三、木材仿生概念 302
第二节 木材仿生的保护学意义 303
第三节 木材仿生修饰技术与保护功效 304
一、水热仿生技术 304
二、模板转印遗态仿生技术 308
三、溶胶-凝胶仿生技术 311
四、3D打印仿生技术 315
主要参考文献 318
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节选

**章 绪论 本章提要 本章将阐述我国的森林资源,以及资源保护与合理利用,使人们了解木材、人类与环境的关系,以增强对木材保护意义的认识。 **节 我国的森林资源 森林与人类息息相关,没有森林就没有人类。 森林是陆地上*大的可再生资源库、生物质能源库、生物基因库,也是陆地上*大的“储碳库”和*经济的“吸碳器”。森林被认为是保障地球环境、维持人类生存的重要因素。 森林不仅具有涵养水源、保持水土、防风固沙、保护物种、固碳释氧、净化环境等独*功能,还能为人类提供木材、药材、食品和能源等多种物质产品,并为人类提供森林观光、休闲度假、生态疗养和文化传承的场所。 森林中一切为人类产生效益的物质都属于森林资源的范畴。其中,人类*先注意到,也是*先开始利用的物质之一便是林木资源。人类的生存依靠着森林所提供的各种财富,而木材便是其中*重要的财富之一。 我国幅员辽阔,气候多样,森林资源丰厚。新中国成立以来,我国先后进行了9次全国森林资源清查。2014~2018年,由国家林业和草原局主持进行了第九次全国森林资源清查,调查固定样地41.5万个,清查面积957.67万 km2。结果显示,我国森林资源总体上呈现数量持续增加、质量稳步提升、生态功能不断增强的良好态势,初步形成了国有林以公益林为主、集体林以商品林为主、木材供给以人工林为主的合理格局。全国森林覆盖率为22.96%,森林面积2.2亿 hm2,森林蓄积175.6亿 m3。其中人工林面积8003.10万 hm2,继续保持世界首位。森林植被总生物量188.02亿 t,总碳储量91.86亿 t。年涵养水源量6289.50亿 m3,年固土量87.48亿 t,年滞尘量61.58亿 t,年吸收大气污染物量0.40亿 t,年固碳量4.34亿 t,年释氧量10.29亿 t(张建龙,2019)。 我国森林面积列在俄罗斯、巴西、加拿大、美国之后,在全世界居第5位;森林蓄积列在巴西、俄罗斯、美国、刚果(民)、加拿大之后,居第6位;人工林面积继续位居世界首位。历次全国森林资源清查结果主要指标状况见表1-1。 表1-1 历次全国森林资源清查结果主要指标状况 天然林是我国森林资源的主体,是森林生态系统的主要组成部分。因为我国施行了严格而有效的天然林保护政策,所以天然林资源得到了保护和发展。 全国森林面积中,天然林13867.77万 hm2、占63.04%,人工林7954.28万 hm2、占36.16%。全国森林蓄积中,天然林1367059.63万 m3、占77.85%,人工林338759.96万 m3、占19.29%。全国天然林面积13867.77万 hm2,其中乔木林12276.18万 hm2、占88.52%,竹林390.38万 hm2、占2.82%,特灌林1201.21万 hm2、占8.66%。全国天然林蓄积1367059.63万 m3,每公顷蓄积98.58m3。内蒙古、黑龙江、云南、西藏、四川的天然林面积较大,5地面积合计8181.22万 hm2,占全国天然林面积的58.99%。 全国人工林面积7954.28万 hm2,其中乔木林5712.67万 hm2、占71.82%,竹林250.78万 hm2、占3.15%,特灌林1990.83万 hm2、占25.03%。全国人工林蓄积338759.96万 m3,每公顷蓄积59.30m3。广西、广东、内蒙古、云南、四川、湖南的人工林面积较大,6地人工林面积合计3460.46万 hm2,占全国人工林面积的43.50%。 我国地域辽阔,自然地理和气候条件复杂,拥有从热带雨林到温带针阔叶混交林和寒温带针叶林多种森林生态系统,具有高生物多样性,为我国林业实现高产、优质、高效持续发展提供了优越的条件。与其他国家或地区相比,我国的森林资源具有森林分布广、树木种类繁多和木材品质良好等特点。 一、稀有和名贵树种多 我国是世界上森林树种*多的国家,特别是珍贵稀有树种多。据我国植物学家统计,我国有种子植物2万余种,其中属于森林树种的有8000余种。在这些树种中,仅乔木就有2000多种,而材质优良、树干高大通直、经济价值高、用途广泛的乔木树种有千余种。针叶类的松、杉树种是北半球的主要树种,全球约有30属,而我国就有20属、近200种,其中有8属为我国特有。这8个特有属是水杉属、银杉属、金钱松属、水松属、台湾杉属、油杉属、福建柏属和杉木属。阔叶树种更为丰富,达200属之多,其中许多是我国特有树种,如珙桐属、杜仲属、喜树属、香果树属和瘿椒树属等。 在种类繁多的树种中,有很多珍贵稀有树种,如水杉、丽江铁杉、油杉、红豆杉、白豆杉、台湾杉、金钱松、陆均松、水松、红松、福建柏、珙桐、香果树、瘿椒树、紫檀木类、黄檀木类、油丹、桢楠、台湾水青冈、柚木、天目木姜子、桃花心木、缘毛红豆、红椿、海南木莲、青钩栲、核桃楸、水曲柳和黄菠罗等。它们都是建筑、桥梁、车船、家具和工艺雕刻上不可缺少的良材美木。 国外早已绝迹而在我国独存的珍贵树种有银杉、银杏和水杉等。银杉是世界上极其珍贵稀有的孑遗植物,经第四纪冰川的浩劫,仅在我国西南部的冰川空隙地带幸存下来,被誉为“植物中的大熊猫”,是世界上独一无二的罕见珍宝。银杏在我国分布广泛,是中华民族古老、文明、伟大的象征,关于它有着许多美妙的民间传说。例如,山东莒县浮来山定林寺前的古银杏,相传在该树下鲁、莒两国国君结成友好同盟,南朝文学理论家刘勰在此写出世界上**部文学评论巨著《文心雕龙》。 二、竹林资源分布广泛 我国是世界上竹类分布*广、资源*多、利用*早的国家之一。 全国竹林面积641.16万 hm2,其中毛竹林467.78万 hm2、占72.96%,其他竹林173.38万 hm2、占27.04%。 全国竹林面积按起源分,天然竹林390.38万 hm2、占60.89%,人工竹林250.78万 hm2、占39.11%;按林木所有权分,国有竹林25.28万 hm2、占3.94%,集体竹林65.38万 hm2、占10.20%,个人所有竹林550.50万 hm2、占85.86%;按林种分,防护林178.30万 hm2、占27.81%,特用林22.42万 hm2、占3.50%,用材林438.99万 hm2、占68.47%,经济林1.45万 hm2、占0.22%。 全国毛竹141.25亿株,其中毛竹林113.60亿株、占80.42%,零散毛竹27.65亿株、占19.58%。毛竹株数中,胸径在7cm以下的23.57亿株、占16.69%,7~11cm的87.46亿株、占61.92%,11cm以上的30.22亿株、占21.39%。 竹林分布在17个省份,其中竹林面积30万 hm2以上的有福建、江西、浙江、湖南、四川、广东、安徽、广西,合计570.70万 hm2,占全国竹林面积的89.01%。毛竹林分布在13个省份,其中毛竹林面积70万 hm2以上的有福建、江西、湖南、浙江,合计370.62万 hm2,占全国毛竹林面积的79.23%。 我国的竹材加工工业已研制出多种竹制产品,包括竹丝板、竹纤维板、竹碎料板、竹编胶合板、竹材胶合板、竹材层积板、竹木复合板、竹(拼花)地板、竹材模板等人造板产品,还有竹筷、竹席、竹牙签、竹梭等竹制品。我国竹林资源的开发利用对实现以竹代木、以竹养木具有重要意义。 三、经济林木资源丰富 经济林是我国森林资源的重要组成部分,为工农业生产和人们日常生活提供了丰富的粮油食品、干鲜果品、香料调料、木本药材及原料产品,对改善生态环境、调整农业结构、保障粮食安全、增加农民收入、促进区域经济发展发挥着重要作用。 全国经济林面积按类型分,果树林1226.79万 hm2、占58.62%,食用原料林529.14万 hm2、占25.28%,林化工业原料林157.73万 hm2、占7.54%,药用林44.19万 hm2、占2.11%,其他经济林134.94万 hm2、占6.45%。 全国经济林面积按树种排列,位居前10位的为油茶、茶叶、柑橘类、核桃、苹果、板栗、橡胶、桃、梨和枣,面积合计1397.76万 hm2,占全国经济林面积的66.79%。全国经济林主要树种面积见表1-2。 表1-2 全国经济林主要树种面积(张建龙,2019) 我国特有经济林不仅种类多,而且很多属于我国独有。在众多的特有经济林中,主要树种有漆、白蜡树、油桐、乌桕、橡胶树、栓皮栎、杜仲、茶、桑、花椒、八角、肉桂、黑荆、枸杞、黄连木等。 四、红树林和灌木林资源独* 红树林资源结构复杂,树种多样,具有独*的生态功能,被人们称为“海上卫士”。 20世纪90年代,国家林业局实施《中国21世纪议程林业行动计划》,发布了《中国林业可持续发展国家报告》,把红树林的可持续经营列入重要议事日程,建立了25处红树林自然保护区,加强了红树林资源保护。 根据2001年全国红树林资源调查结果,红树林资源各地总面积8.28万 hm2。其中,红树林面积2.20万 hm2,占总面积的26.6%;红树林未成林地面积0.19万 hm2,占2.3%;宜林地面积5.89万 hm2,占71.1%。在我国,红树林主要集中在广东、广西、海南、福建、浙江5省(自治区)。 全国灌木林面积7384.96万 hm2,其中特灌林5515.30万 hm2、占74.68%,一般灌木林1869.66万 hm2、占25.32%。全国特灌林面积中,经济特灌林1602.67万 hm2、占29.06%,分布在年均降水量400mm以下地区的特灌林2174.59万 hm2、占39.43%,在乔木分布(垂直分布)线以上的特灌林1013.96万 hm2、占18.38%,在热带亚热带岩溶地区、干热(干旱)河谷地区的特灌林724.08万 hm2、占13.13%。 在我国,内蒙古、四川、西藏、新疆、云南和甘肃的灌木林面积较大,6省(自治区)灌木林面积合计4459.32万 hm2,占全国灌木林面积的60.38%。全国灌木林面积按优势树种(组)排名,位居前10位的为杜鹃、栎灌、柳灌、锦鸡儿、油茶、荆条、茶叶、山杏、柠条、柽柳,面积合计2496.57万 hm2,占全国灌木林面积的33.81%。全国天然灌木林面积按优势树种(组)排名,位居前10位的为杜鹃、栎灌、柳灌、荆条、锦鸡儿、白刺、柽柳、金露梅、竹灌、绣线菊,面积合计2201.85万 hm2,占全国天然灌木林面积的41.46%。全国人工灌木林面积按优势树种(组)排名,位居前11位的为油茶、茶叶、柑橘、柠条、苹果、桃、锦鸡儿、山杏、核桃、梨树、荔枝,面积合计1183.10万 hm2,占全国人工灌木林面积的57.04%。 灌木耗水量小,耐干旱、耐风蚀、耐盐碱、耐高寒,具有很强的复壮更新和自然修复能力,是干旱、半干旱地区的重要造林树种。在乔木树种难以生长的高山、湿地、干旱、荒漠地区形成的稳定灌木群落,其生态防护效益非常显著。在我国生态脆弱的西部地区,保护和发展灌木林资源对改善生态环境、促进区域经济发展、增加当地农民收入具有重要的意义。 五、森林资源尚有不足 与世界各国(地区)森林资源相比较(表1-3),我国森林资源主要有以下不足。 (1)人均森林资源少,覆盖率低。我国森林资源的绝对量是可观的,在世界上也占有一定地位,但与土地面积达960万 km2(占世界7%)、人口众多的大国地位相比,人均森林资源显得贫乏。 (2)中国依然是一个缺林少绿的国家,森林资源总量相对不足、质量不高、分布不均,森林生态系统功能脆弱的状况未得到根本转变。中国森林覆盖率为22.96%,低于全球30.7%的平均水平;人均森林面积0.16hm2,不足世界人均森林面积(0.55hm2)的1

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