生态材料导论-第六章

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辣椒红脂 肪酸酯
辣椒玉红 素脂肪酸 酯
β-胡萝 卜素
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5、废弃羽毛的综合利用
羽毛按构造可分正 羽、绒羽和纤羽 3类
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传统的羽毛利用都是直接用作填充材料，如用于 枕头、服装制造等但废弃羽毛的自然降解速度很 慢，给环境带来污染等问题。 人们通过生物技术开发出利用废弃羽毛水解天然 蛋白质生产氨基酸的技术，从鸡、鸭、鹅的废弃羽 毛中可获得氨基酸化学产品。
过滤尘埃， 吸收噪音 调节气 候，涵养 水源
吸收二氧化 碳，释放氧 气，净化空 气 保持水土， 防风固沙
森林的生态价值
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调节全球碳氧平衡
地球上功能最 大的生态系统 生产力最 的系统 固定的碳上千亿吨/年
CO2
光合作用
热 带 雨 林
地 球 之 肺
O2
占全球氧气总量的1/3
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第五节 其他天然材料的开发与利用


1、竹材的综合利用
竹材指竹类木质化茎秆部分。有时泛指竹的茎、 枝和地下茎的木质化部分
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竹材的应用
竹地板
竹纤维制品
竹炭制品
竹工艺品
竹饮料
竹叶抗氧化剂
竹醋液
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竹碳
竹炭，以五年生以上的高山老竹为原料，经三十余天近 千度高温煅烧而成。
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花岗岩
辉绿岩
玄武岩
闪长岩 生态材料导论
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二、沉积岩
沉积岩是地表的各类岩石经长期风化、搬运、沉 积和再造作用而形成的岩石，呈层状构造，表观密度 小，空隙率和吸水率较大，强度低，耐久性也较差。 根据生成条件，可分成三种： 1、机械沉积岩 2、化学沉积岩 3、有机沉积岩
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第四节 天然石材

天然石材是由天然岩石开采的，经过或不经过加 工而制得的石材。
赵州桥
罗马斗兽场
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天然岩石，通常可分为岩浆岩、沉积岩和变 质岩三大类。 一、岩浆岩 岩浆岩又称火成岩，它因地壳变动，熔融 岩浆由地壳内部上升后冷却而成。根据形成条 件的不同，岩浆岩又分为以下三类。 1、深成 2、喷出 3、火山岩
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（三）微细复合处理

木材微细复合处理是在分子水平上的处理技术， 目前尚属于设想阶段 木材微细复合处理是制备从分子水平到高层次结 构的各个层次形成具有过渡性界面的复合材料的 新技术，它使得材料既保持原有特性又添加了优 异功能特性。

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五、木材制品的循环再生利用

木材制品的循环再生利用目前还没有受到应有的 重视，木材制品使用后的废弃物没有得到有效利 用 木材的梯级原料形态为原木→制材→板→片、屑 →纤维→燃料，按此顺序梯级利用是合理的利用 方式。 解决造纸业资源出路是纸的循环再生和开发代用 原料
M1 M P 1 /( P 1P 2)
W1 W P 1 /( P 1P 2)
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三、木材及其制品生态化

木材及制品生态化的目标是既保持环境适应的特点和 原有的优点，又使材质变异小，可靠性高并提高使用 寿命 ①脱离原来以开发高强度、耐久性超群的材料为目标 的固有方向，开发智能木材材料 ②最大限度地提高木材利用的工程技术 ③保留木材的可燃性、可被微生物分解等环境适应性 的优点，以现代手段采用积极控制使用条件，确保使 用时的高可靠性
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木材及其制品生态化研究内容

可持续发展和生节约木材资源节约木材资源是木 材工业态化的重要措施 高功能化，提高耐久性 环境保护

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四、木材的改性

包括木材的整体改性、本材的表面改性和微细复合处理 （一）木材的整体改性主要有机械改性和化学改性两大 类 （1）机械改性法是指对木材进行外形修饰、形状加 工、层积复合制成复合材料等，其中，层积复合制备本 质复合材料是研究的主要内容。 层积复合是由一定形状的板材，涂胶，经过纵横叠压并 配以精制的树脂胶合，经高温高压处理而成的层状结构 的木质复合材料
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2、稻壳的综合利用

我国每年生产稻谷4亿多吨，可产稻壳8000万多 吨，占世界总产量的30%以上 稻壳主要由木质素、碳水化合物及无机质组成。 其燃点较高，而密度较小。

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稻壳水解
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稻壳发电 一种是直接将稻壳残渣送入锅炉通氧燃烧，通过 蒸气带动汽轮机发电； 另一种工艺是将稻壳残渣送入煤气炉，通过煤气 气化工艺驱动发动机发电。
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(2)木材的化学改性

化学改性就是通过简单的化学反应改变木材细胞 壁的聚合物的性质，从而提高木树的使用性能 包括向空隙中填充树脂，使细胞壁的化学成分与 试剂反应，也有将这两者结合进行的 。

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①木材塑化

指以聚合物单体或者与木材具有聚合 能力的低聚物为原料，通过预浸渍或 减压注入等方法．使其渗入木材细胞 孔隙和细胞腔之中，然后利用辐射交 联等方式诱发聚合反应，使注入聚合 物单体之间或纤维素与聚合物单体之 间交联固化而形成网状结构的高分子 树脂。
热带雨林
常绿阔叶林
寒温带针叶林
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森林生态系统的特点

森林生态系统是最重要的陆地生态系统，具有最 强大的生产力 是陆地上最丰富的物种资源库 具有明显的区域性和复杂的空间结构 森林生态系统稳定性高，物质循环的封闭程度高 森林资源是可更新的自然资源

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提供旅游休闲 最佳场所
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②木材陶瓷化 木材陶瓷化是通过阳离子(例如钡离子)和阴离 子(例如磷酸二氢根离子)交替扩散漫达到木材空隙 中发生无机反应，生成难镕盐(磷酸钡、磷酸氢钡) 而制成的。
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③化学修饰改性

化学修饰是通过细胞壁中的各组成部分的羟基与 试剂反应，改变木材化学结构的一种方法。 根据其反应机制的不同，有酯化、缩醛化、醚化 等处理方法 木材酯化是指通过木材的羟基与酯化试剂之间发 生的酯化反应，从而达到改进木材相关性能的改 性方法。

缺点：各向异性，胀缩变形大，易腐、易燃，天然疵病等
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一、木材的构造：

1、宏观构造：
树木是由树皮、木质 部和髓心等部分组 成。
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2、显微构造：
由无数的管状细胞组成，分细胞壁、细胞腔两部分
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二、木材在材料中的地位

木材用途越来越广泛 木材并未因现代材料的出现而被取代或冷落 在材料中木材具有其他材料不可取代的性能 木材是极其复杂的生物复合材料 木材作为材料也有其局限性
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骨骼自愈合过
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第三节木材及其改性

木材是人类社会最早期使用的材料，也是直到现 代还一直被广泛使用的优秀生态材料
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森林生态系统

森林生态体，是陆地生态系统中面积最多、最重要的自然 生态系统。
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（３）大理岩 它属于副变质岩，由石灰岩或白云岩变质而 成，主要矿物组成为方解石和白云石。 大理岩主要用于室内的装修，如墙面，柱面及 磨埙较小的地面，踏步。 （４）石灰岩 它属于沉积岩，主要矿物成分为方解石，呈层 状构造。 石灰岩常用于砌筑建筑工程的基础、桥墩、台 阶等，或作为骨料大量用于混凝土中。
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第二节天然生态环境材料的特点

环境降解性：在环境(主要是指光、热、真 茵、细茵等)作用下，材料发生降解、被环境 同化的过程 复合结构性 功能自适应性

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复合结构性是天然生态环境材料的重要特性之一
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功能自适应性 “s特性”，即自诊断、自调整、自适应、自恢 复和自修复
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5、由树叶提取香精油、生物医药制剂及食品 添加剂 6、木糖醇的生产和应用
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木材及其制品的碳循环
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木材及其制品的环境污染

固体废弃物——具有生物降解性，最后还可以 燃烧掉 水污染 ——人造板的工艺水污染 大气污染 ——甲醛 、油漆、有机溶剂 造纸业与环境污染

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三、木材生命周期评估
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木材制品的LCA计算问题
E1 E P 1 /( P 1P 2)


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（二）木材的表面改性

以改善木材表面性质为目的的表面压实、非电解 镀膜、等离于体处理等方法 表面压实是利用木材在水和热的作用下变软的特 性，将水浸透到木材表面数毫米的深度，用热压 的方法只将表面压实。从而使表面的密度增加、 硬度提高。 非电解镀膜是将木材表面浸入金属离子并在还原 剂的混合水溶液中进行镀膜的一种方法
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