现代木结构的防火性能日益受到重视，尤其是在火灾情况下，金属紧固件的高导热性会加速木材的碳化，从而削弱整个结构的防火性能。在全球气候变化和能源短缺的背景下，竹子作为一种可持续材料，在结构应用方面具有巨大的潜力。研究表明，通过去除木质素和半纤维素，同时保持原有的纤维取向和分级结构，再进行热压等物理和化学改性，可以提高竹子的力学性能。尽管高强度生物材料作为金属紧固件的替代品显示出巨大的潜力，但其在高温和极端环境下的性能和可靠性尚未得到充分研究。为此，中国科研人员开发了一种环保、高性能的竹胶合板复合改性材料，为可持续建筑中金属紧固件的替代品，并为竹子的高值化应用和绿色建筑材料的开发提供了科学依据。
改性竹胶合板制备过程示意图。
通过对改性层积竹力学性能测试发现，其弯曲模量、弯曲强度和拉伸强度均有明显提高。与天然竹相比，经碱处理12h的改性竹的弯曲模量、弯曲强度和拉伸强度分别提高了1.8倍、2.2倍和1.7倍，且随着碱处理时间的增加，其延展性也有所提高，说明材料在保持强度的同时，还能保持塑性变形的能力。通过对材料的热稳定性分析发现，改性层积竹的极限氧指数与改性时间呈正相关，说明改性提高了竹子的防火性能，使其在空气中不易燃烧。结果表明，与未处理竹子相比，改性竹子的阻燃性能更佳，热稳定性更高。利用动态力学分析仪对改性竹材在不同温度下的动态力学性能进行了评估,结果表明:改性减少了竹材内部空隙和分子运动,从而降低了阻尼,提高了竹材的玻璃化转变温度,在热压缩过程中保持了细胞壁的完整性,使改性竹材表现出良好的界面相互作用和应力传递。
发表于《竹藤学报》第5卷第4期（2024年4月20日发表于《清洁生产杂志》第451卷的文章摘要）
Авторы | Qian Jin, Yue Kong, Liu Shaodong, Lu Dong, Wu Peng, Li Quan
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