竹青的仿红木探索研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究竹材在自然环境中变红的原因，以及进行普通竹材模仿珍贵红木试验，提高竹材的使用价值，缓解珍贵材的短缺局面。满足人们的生产、生活需要，具有实际意义。

2. 国内外研究现状分析

有关竹材染色理论方面的研究报道较少，主要研究成果有：林金国等对福建产毛竹的切片进行了染色和显微观察，阐明了酸性橙、直接兰、碱性绿对竹材各种细胞的染色性，揭示了竹材的染色机理。结果表明：三种染料对竹材细胞染色只需0.005kg/L浓度浸泡15min就能达到最大的染色程度，无需采用更高的浓度和更长的染色时间：酸性橙、直接兰、碱性绿对厚壁的纤维细胞的染色程度大于基本薄壁细胞，而直接兰恰恰相反。由于竹材染色大多借鉴木材染色方面的研究成果，而木材染色过程实质上是染料分子在木材中的渗透和固着过程，因而研究竹材的液体渗透性对竹材染色的影响有重要意义。孙照斌等研究了碱性大红、碱性棕和酸性大红三种染料水溶液对龙竹的常压渗透性能。研究表明：含竹青和竹黄的试件的液体渗透性小于去掉竹青和竹黄的试件，不含竹节试件的液体渗透性优于含竹节试件；竹材纵向的液体渗透性优于横向；竹材的液体渗透性随着酸性大红溶液浓度的增加而降低；染料种类对竹材液体渗透效果影响很大，酸性染料对竹材的液体渗透效果比碱性要好。陈玉和等研究了工艺参数对刨切薄竹染色上染率的影响。认为染色工艺是薄竹染色的重要手段，上染率是判断刨切薄竹染色效果的主要指标；发现染色温度对刨切薄竹上染率的影响极显著，随着温度升高，上染率增加；随着染色时间延长，上染率逐步增加；染料对竹材的上染是一个逐步缓慢过程，在短时间内不可能达到染料的扩散和竹材的吸着平衡；随着材积比的增加，染料吸附量也增加。

竹材主要由纤维素、半纤维素和木质素构成，其中只有木质素可以选择性地吸收紫外可见光区能量，因而被认为是热处理竹材颜色变化的主要原因。木质素中含有碳基、C=C双键、苯环等发色基团，还有羟基等助色基团。发色基团和助色基团与竹材中某些碳氢化合物以不同形式结合，吸收不同波长的可见光，从而产生各种不同颜色。

3. 研究的基本内容与计划

由于竹材的解剖特征有其自身的特点，其节间细胞组织全部纵向排列，不像木材那样有径向分布的薄壁细胞和射线细胞，因此，处理剂及水分不能沿射线方向渗入。竹茎成熟后，由于胶状物质的沉积及侵填体的聚积，导管和筛管几乎不再具有横向渗透性。竹材的表面覆盖着富含硅和蜡质的坚硬薄层，所以染色剂难以从径向渗入。由于上述结构的差异，竹材比木材更难染色。从纵向看，竹材的组织是由薄壁细胞和维管束组成，首位相连的导管使得新鲜的竹材中纵向流动非常迅速。但维管束在竹杆里分布不均匀，在竹杆的外围部分维管束小而多，在中央部分维管束大而少。离导管越远，渗透的水平也越低，这一特性又造成染色剂在竹材中分布的不均匀性。导管仅占竹杆体积的10%，所以染色剂渗透到导管周围的其它组织的能力很弱，本次实验尝试使用竹材染色加压的方式，来解决其渗透性差的问题，进一步研究竹材加压染色性能。此外，通过油、热处理的方式来使其表面更为润滑变色，模拟红木的色泽。

试验材料：

竹片：去除表层的皮质层，规格500mm20mm2mm

染料：酸性红

4. 研究创新点

现有对竹材的染色多是有毒的化学试剂，本研究的竹材染色不仅对人体的健康无害，而且对环境保护有着重要意义。竹材经过几十年后表面会有类似红木的质感，本实验根据人体汗液某些成份对以及综合其他方面各个要素对竹材表面进行处理，可以极大的缩短竹材表面红木化的时间，并且尽快的投入市场使用。