全 文 ：第 42 卷 第 12 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol． 42 No． 12
2014 年 12 月 JOUＲNAL OF NOＲTHEAST FOＲESTＲY UNIVEＲSITY Dec． 2014
1) “十 二 五”国 家 科 技 支 撑 项 目 (2012BAD54G01、
2012BAD23B01)。
第一作者简介:尚莉莉，女，1985 年 10 月生，国际竹藤中心，博
士生研究生。
通信作者:江泽慧，国际竹藤中心，教授。E － mail:jiangzehui@
icbr． ac． cn。
收稿日期:2014 年 3 月 13 日。
责任编辑:戴芳天。
大钩叶藤与玛瑙省藤材的主要物理力学性质对比1)
尚莉莉 刘杏娥 吕黄飞 江泽慧 杨淑敏 田根林
(国际竹藤中心，北京，100102) (安徽农业大学) (国际竹藤中心)
摘 要 以大钩叶藤材为研究对象，测得其基本密度值为 0． 302 1 g /cm3，抗压强度值为 16． 92 MPa，抗弯弹性
模量和抗弯强度分别为 124． 43 MPa和 20． 46 MPa。并将其与玛瑙省藤材进行比较，以期为大钩叶藤材商业化利用
提供基础数据。结果表明，大钩叶藤材的材性较差，直接应用不能满足商业化利用的要求，需对其进行改性研究。
关键词 大钩叶藤;玛瑙省藤;基本密度;抗弯性能;抗压性能
分类号 S781
Physical and Mechanical Properties of Plectocomia assamica Grift and Calamus manna /Shang Lili，Liu Xin’e(In-
ternational Centre for Bamboo and Ｒattan，Beijing 100102，P． Ｒ． China);Lü Huangfei(Anhui Agricultural University) ;
Jiang Zehui，Yang Shumin，Tian Genlin(International Centre for Bamboo and Ｒattan)/ / Journal of Northeast Forestry Uni-
versity． － 2014，42(12)． － 123 ～ 125，129
With Plectocomia assamica Grift，we determined the value of basic density of 0． 302 1 g /cm3，the compressive
strength of 16． 92 MPa，the bending modulus and bending strength of 124． 43 and 20． 46 MPa，respectively． All these
properties were compared with Calamus manan，we provided an effective way for commercial utilization of P． assamica．
The properties of P． assamica material are poor，and direct application cannot meet the commercial utilization require-
ments，so P． assamica needs modification．
Keywords Plectocomia assamica Grift;Calamus manan;Basic density;Bending property;Compression property
棕榈藤是热带森林宝库中的多用途植物资源，
具有很高的经济价值。世界上共有 13 属 600 多种，
亚洲分布有 10 属约 300 ～ 400 种。其中商品藤种有
20 多种，主要分布在印度尼西亚、马来西亚等东南
亚国家。商品藤种主要为省藤属，其它属较少［1］。
我国棕榈藤有 3 属 40 种，分别是黄藤属(Daemono-
rops)1 种，钩叶藤属(Plectocomia)4 种，省藤属(Cal-
amus)35 种［2］，商业用藤约为 10 种，主要为省藤属
和黄藤属。
原藤是仅次于木材和竹材的重要非木材林产
品［3］，被广泛用于制造桌、椅、茶几、沙发、床等藤制
家具以及工艺品［4］。目前家具业中最受欢迎的是
玛瑙省藤，被称为“藤中之王”［5］。玛瑙省藤茎粗
壮、韧性好、用途广，与其他藤种相比具有更好的性
能。我国家具企业所用玛瑙省藤主要依赖于进口，
产地为印度尼西亚，自 2012 年 1 月 1 日始，印度尼
西亚制定了更严格的藤原料出口限制条例，中国藤
产业因此受到了很大冲击，北京、广东等地的藤产业
随之低迷，许多小型藤企业已倒闭或转行，为数不多
仍在运营的藤企业也面临着严重的原料匮乏问题。
因此，加大藤资源培育，做好非商业用藤材的性能研
究，将其通过改性等手段转变成商业用藤材势在必
行。目前，我国现有藤种中唯有钩叶藤属的大钩叶
藤和钩叶藤在径级上能与玛瑙省藤相媲美，而相关
性能研究在国内还是空白，探究其代替玛瑙省藤的
可行性需要对其性能进行系统研究，以期为其改性
研究及商业化利用提供基础数据支持。笔者以大钩
叶藤材为研究对象，研究其基本密度、抗压和抗弯性
能，并与玛瑙省藤进行比较，据此为提出可行的改性
方案奠定基础。
1 材料与方法
1． 1 材料
大钩叶藤(Pl． assamica Grift) ，云南采集，平均
直径 47． 60 mm，4 株;
玛瑙省藤(Calamus manan) ，印度尼西亚购买，
平均直径 31． 87 mm，5 株。
试验样品的制备参照标准 LY /T 2220． 1—2013
《棕榈藤材材性试样采集与制备方法》第 1 部分:物
理力学性质”进行［6］。
1． 2 方法
基本密度测试:结合竹材和木材的密度测试方
法［7 － 8］，采用饱水法测量。试验按整藤和分层剖片
进行密度测试。试件高度为 30 mm，分层剖片厚度
为 3、5 mm，试件 10 ～ 15 个，如图 1 所示。
力学性能测试:测试性能为抗压和抗弯性能。
抗压性能试件尺寸为长度∶ 直径 = 2∶ 1，整藤测试;
抗弯性能试件尺寸为长度∶ 直径 = 8∶ 1，分整藤测
DOI:10.13759/j.cnki.dlxb.20141104.011
试和剖分藤片测试两种，试件数量不少于 10 个。样
品制备后在温度为 20 ℃，相对湿度为 65%条件下，
平衡 40 d 后进行测试。抗压性能测试参照木材和
竹材标准，抗弯性能测试方法参照文献［9］，支点跨
距为 240 mm，试件在 ± 60 s内破坏。
图 1 试件取样示意图
2 结果与分析
2． 1 大钩叶藤材与玛瑙省藤材的基本密度
基本密度是与样品内固体物质含量密切相关的
一个基本物理性能指标，也是藤家具行业中材料取
舍的重要指标之一。一般来说密度与材料的力学性
能存在一定正相关关系，即密度越大，力学性能越
好。用饱水法测得的大钩叶藤和玛瑙省藤材整藤的
基本密度平均值分别为 0． 302 1 g /cm3 和 0． 524 9 g /
cm3。研究表明，两种藤材不仅平均基本密度有很
大差异，在横截面上藤材基本密度分布也有很大差
异(见表 1)。从宏观组成来看，藤材由维管束和基
本薄壁组织组成，维管束主要由纤维、木质部导管和
韧皮部等构成。维管束中含有的致密纤维是密度较
大且主要的承力结构，因此维管束的分布决定了材
料的密度分布，也决定了材料的力学性能。将两种
藤材从藤皮到藤芯进行分片，研究基本密度的差异
性，并探讨维管束分布和形态对基本密度的影响。
可以看出，大钩叶藤材从藤皮到藤芯再到藤皮，
基本密度先减小后增大，藤皮部密度远高于藤芯部;
玛瑙省藤材的基本密度从藤皮到藤芯变化不大。两
种藤材在横截面上沿直径方向的基本密度变化差异
明显:玛瑙省藤材的基本密度最大与最小部分差异
不大，而大钩叶藤材的基本密度最大与最小部分的
差异大，约为 3 倍。大钩叶藤材在藤皮部的基本密
度甚至比玛瑙省藤材大，原因可能与皮层处第一层
维管束纤维鞘外围的纤维硬化有关，前人的研究表
明玛瑙省藤中不含有这一结构［10］;但在藤芯部位差
异极大。根据基本密度的变异可以看出玛瑙省藤材
的材质均匀度较好，大钩叶藤材的材质均匀度较低。
大钩叶藤材从藤皮到藤芯基本密度分布差异大的原
因可以从解剖构造上进行阐释，密度大小代表细胞
壁率的多少，藤皮部位厚壁纤维含量较高，藤芯部位
纤维含量较少，且纤维细胞壁变薄，故藤皮藤芯处基
本密度差异明显。另外，藤皮处单位面积上的维管
束数量远大于藤芯处，由解剖测量可知，藤皮处单位
面积上的维管束为 14． 66 个 /mm2，而藤芯处单位面
积上的维管束仅为 1． 41 个 /mm2。而且藤皮处的第
一层维管束纤维鞘外围的纤维硬化细胞也能增加藤
皮处的密度。
表 1 2 种藤材的分层基本密度
编号
密度 / g·cm －3
大钩叶藤 玛瑙省藤
1 0． 66 0． 50
2 0． 37 0． 53
3 0． 27 0． 49
4 0． 23 0． 49
5 0． 24 0． 48
6 0． 21 0． 48
7 0． 23 0． 47
8 0． 27 0． 54
9 0． 31 0． 53
10 0． 64 0． 57
11 0． 63
2． 2 大钩叶藤和玛瑙省藤材的抗压性能
图 2、表 2 为两种藤材的抗压应力—应变曲线
和抗压性能比较。可以看出，两种藤材的抗压应
力—应变曲线相似，大致可分为线弹性阶段、应力屈
服阶段和破坏阶段，应力—应变曲线发展趋势相同
而斜率不同。从中可以判断出两种藤材的抗压弹性
模量和抗压强度差异明显，玛瑙省藤材的抗压弹性
模量和抗压强度远高于大钩叶藤材。从表 2 中可
知大钩叶藤材的抗压弹性模量和抗压强度分别为
174． 38、16． 92 MPa，玛瑙省藤材的分别为 412． 06、
37． 11 MPa。玛瑙省藤材的抗压强度和抗压弹性模
量值是大钩叶藤材的两倍多。除密度的差异外，可
能的原因与藤材的解剖构造及纤维比量有关。前人
的研究结果表明，藤材的抗压强度、抗压弹性模量和
纤维比量显著正相关，与薄壁组织比量显著负相关。
大钩叶藤材的薄壁组织质量分数平均为 83． 48%，
高于玛瑙省藤的薄壁组织质量分数，虽然薄壁组织
可承受较大的应变，但由于微纤丝角及薄壁细胞的
数量、形态等的影响使强度值变小。
2． 3 大钩叶藤和玛瑙省藤材的抗弯性能
抗弯强度和抗弯弹性模量是藤材重要的力学指
标，是藤材材质判定的主要因子。与木材和竹材的
抗弯性能相比，棕榈藤材的力学性质差异明显。与
木材相比，藤材不具有木射线等横向构造，材质均匀
性也与木材相差很大，藤皮与藤芯有明显区别。已
421 东 北 林 业 大 学 学 报 第 42 卷
有的研究表明［9］，藤皮对藤材的抗弯特性有非常大
的贡献，尤其对于藤芯、藤皮差异较大的藤材。本实
验中分别测量了含藤皮藤材和矩形藤片的抗弯性
能，矩形藤片又分为径向和弦向加载。图 3、图 4 和
表 2、表 3 分别列出了两种藤材整藤和矩形藤片的
抗弯性能。
图 2 大钩叶藤和玛瑙省藤材的抗压曲线
表 2 大钩叶藤和玛瑙省藤材整藤的力学性能值
藤 种
抗压弹性
模量 /MPa
抗压强
度 /MPa
抗弯弹性
模量 /GPa
抗弯强
度 /MPa
大钩叶藤 174． 38 ± 81． 46 16． 92 ± 5． 02 0． 12 ± 0． 09 20． 46 ± 5． 73
玛瑙省藤 412． 06 ± 172． 4337． 11 ± 5． 44 2． 32 ± 0． 19 93． 88 ± 6． 20
注:表中数值为平均值 ±标准差。
表 3 两种藤材藤片的抗弯性能
藤 种
径 向
抗弯弹性
模量 /GPa
抗弯强
度 /MPa
弦 向
抗弯弹性
模量 /GPa
抗弯强
度 /MPa
大钩叶藤 0． 77 ± 0． 40 13． 98 ± 7． 81 0． 87 ± 0． 41 14． 14 ± 6． 19
玛瑙省藤 3． 29 ± 0． 33 61． 73 ± 7． 95 2． 43 ± 0． 32 56． 36 ± 6． 79
注:表中数值为平均值 ±标准差。
从图 3、图 4 中可以看出，两种藤材的整藤和玛
瑙省藤材藤片在达到破坏强度时变形都很大，表明
藤材塑性较好，容易弯曲定型，这与藤材的解剖构造
尤其是薄壁细胞的含量较高有关。大钩叶藤材不含
藤皮的试件，在变形很小的情况下即发生破坏，并表
现出脆性断裂的特征，表明大钩叶藤材的藤芯脆弱，
材质很差，不宜剖分使用。表 2、表 3 中两种藤材的
抗弯力学性能结果值显示，玛瑙省藤材的整藤和矩
形藤片抗弯性能均优于大钩叶藤材，其整藤的抗弯
弹性模量和抗弯强度分别是大钩叶藤材的 18． 7 倍
和 4． 5 倍，矩形藤片的抗弯弹性模量和抗弯强度分
别是大钩叶藤材的 3 倍和 4 倍多。由表 3 可知，对
同种藤材，加载方向对藤材的弯曲性能影响不大。
对于同种藤材的整藤试件和不含藤皮的藤片来说，
整藤试件的抗弯强度大于不含藤皮的藤片抗弯强
度，特别是大钩叶藤材的抗弯强度差异明显，表明藤
皮对藤材的抗弯特性有重要影响，这可能是由于藤
皮中纤维素含量较大［11］。
图 3 2 种藤材的整藤 3 点弯曲曲线
图 4 2 种藤材藤片代表性试件的位移—载荷图
3 结论
大钩叶藤和玛瑙省藤材的平均基本密度分别为
0． 302 1、0． 524 9 g /cm3。大钩叶藤材从藤皮到藤芯
再到藤皮，基本密度先减小再增大，玛瑙省藤材变化
幅度不大。
大钩叶藤材的抗压和抗弯性能显著低于玛瑙省
藤材，不能像玛瑙省藤材般直接商业化利用。为了
能使钩叶藤材商业化利用，有必要对其性能进行改
性研究。(下转 129 页)
521第 12 期 尚莉莉等:大钩叶藤与玛瑙省藤材的主要物理力学性质对比
征;bc 段(7 ～ 60 d)k 值居中，包括浮香遗香和板材
中微囊香精遗香的综合情况;cd 段(60 ～ 180 d)k 值
最小，以板材内微囊香精遗香为特征。计算不同施
香量刨花板的半衰期(t1 /2)分别为:3． 0%施香量
刨花板，kcd = － 0． 026 84，t1 /2 = 26 d;4． 5%施香量
刨花板，kcd = － 0． 006 66，t1 /2 = 104 d;6 ． 0%施香
量刨花板，kcd = － 0． 006 68，t1 /2 = 104 d。
图 8 lnA与 t的关系
终上可知，施香量从 0 ～ 4． 5%范围内增加，香
型刨花板遗香半衰期不断延长，但之后再增加至 6．
0%后，半衰期不再明显延长。施香量过高会影响板
材单元之间的黏结，降低板材力学性能;结合成本考
虑，选择 4． 5%施香量较为合适。此条件制备的香
型刨花板，在放置 60 d 后样品释放香味气体，经活
性炭吸附后解析液中芳樟醇的质量浓度为 0． 101 g /
L;之后，每 104 d后其质量浓度减半。
3 结论
实验制备的薰衣草香精微胶囊包覆性较好，但
分散性还需要进一步提高改善。虽然刨花原料经热
压制造成刨花板过程中，有一部分薰衣草香精微胶
囊被热压破碎或被胶黏剂包裹;但仍有很大部分能
较完整地保留，从而缓慢释放香味。
实验制备的含香精微胶囊刨花板所释放的香
味气体成分，主要为:芳樟醇、1，7，7 －三甲基二环
［2． 2． 1］庚烷 － 2 －酮，另外还有 D －柠檬烯、二氢
月桂烯醇、乙酸苏合香酯、佳乐麝香等成分。施加
香精微胶囊量 4． 5%为宜;此条件制备的香型刨花
板，在放置 60 d后，释放香味气体质量浓度每 104
d后其质量浓度减半。
参 考 文 献
［1］ Chen W，Liu X，Lee D． Fabrication and characterization of micro-
capsules with polyamide-polyurea as hybrid shell［J］． J Mater Sci，
2012，47(4):2040 － 2044．
［2］ 蔡涛，王丹，宋志祥，等．微胶囊的制备技术及其应用［J］．化工
中间体，2009(12) :6 － 12．
［3］ Sweta Ｒathore，Parind Mahendrakumar Desai，Celine Valeria Liew，
et al． Microencapsulation of microbial cells［J］． Journal of Food
Engineering，2013，116(2) :369 － 381．
［4］ Bryshila Lupo，Alicia Maestro，Montserrat Porras，et al． Prepara-
tion of alginate microspheres by emulsification / internal gelation to
encapsulate cocoa polyphenols［J］． Food Hydrocolloids，2014，38:
56 － 65．
［5］ 徐传芳，蔡秀丽，杨永恩，等．原位聚合法制备微胶囊香精及其
表征［J］．精细化工中间体，2012，42(3) :58 － 60．
［6］ 国家技术监督局． GB 18580—2001 室内装饰装修材料人造板
及其制品中甲醛释放限量［S］．北京:中国标准出版社，2001．
［7］ 国家技术监督局． GB /T 11538—2006 精油 毛细管柱气相色谱
分析通用法［S］．北京:中国标准出版社，2006．
［8］ 王宝荣，李磊，谭淑娟，等．活性炭吸附 －气相色谱法快速测定
干红葡萄酒的香味成分［J］．精细化工，2006，23(1) :66 － 69．
［9］ Ｒiaz Qadeer，Abdul Hameed Ｒehan． A study of the adsorption of
phenol by activated carbon from aqueous solutions［J］． Turk J
Chem，2002，26:357 － 361．
［10］ 国家技术监督局． GB /T 4897． 3—2003 刨花板 第 3 部分 在干
燥状态下使用的家具及室内装修用板要求［S］．北京:中国标
准出版社，2003．
［11］ 杨少馀，冯丽娇，罗志刚．薰衣草精油的提取及成分鉴定［J］．
广东化工，2007，34(9) :109 － 112．
［12］ Luu Thai Danh，Ngo Duy Anh Triet，Le Thi Ngoc Han，et al．
Antioxidant activity，yield and chemical composition of lavender
essential oil extracted by supercritical CO2［J］． The Journal of
Supercritical Fluids，2012，70:27 － 34．
［13］ Ｒiba M L，Ｒandrianalimanana E，Torres L，et al． Concentration
of terpenes on solid sorbents:A new method for determining the
overall efficiency［J］． Chromatographia，1983，17(9):497 －
500．
［14］ 胡晔，邹剑云．用气相色谱法研究微囊香精的逸香速率［J］．
色谱，1987，5(4) :

240 － 243．
(上接 125 页)
参 考 文 献
［1］ 李荣生，许煌灿，尹光天，等． 世界棕榈藤资源、产业及其前景
展望［J］．世界竹藤通讯，2003，1(1) :1 － 5．
［2］ 江泽慧，王慷林．中国棕榈藤［M］．北京:科学出版社，2013．
［3］ 江泽慧． 世界竹藤［M］． 沈阳:辽宁科学技术出版社，2002:
425．
［4］ 袁哲，强明礼，杜官本．云南藤家具业的现状与前瞻［J］． 世界
竹藤通讯，2006，4(4) :8 － 11，26．
［5］ Wahab Ｒ，Sulaiman O，Samsi H W． Basic density and strength
properties of cultivated Calamus manan［J］． Bamboo and Ｒattan，
2004，3(1) :35 － 43．
［6］ 国际竹藤中心，中国林业科学研究院木材工业研究所，安徽农
业大学，等． LY /T 2220． 1—2013 棕榈藤材材性试样采集与制
备方法(1):物理力学性质［S］．北京:中国标准出版社，2013．
［7］ 中国林业科学研究院木材工业研究所，中国林业科学研究院
林业新技术研究所． GB /T 1933—2009 木材密度测定方法
［S］．北京:中国标准出版社，2009．
［8］ 中国林业科学研究院木材工业研究所． GB /T 15780—1995 竹
材物理力学性质试验方法［S］．北京:中国标准出版社，1995．
［9］ 吕文华，刘杏娥．棕榈藤材的抗弯强度测试方法［J］．木材加工
机械，2012(1) :1 － 5．
［10］ 蔡则漠，刘英． 小钩叶藤茎解剖特性的变异［J］． 广西植物，
1994，14(1):60 － 64．
［11］ 吕文华，江泽慧，吴玉章．黄藤藤材的化学组成特性［J］．林业
科学，2009，45(7) :96 － 100．
921第 12 期 槐 敏等:含香精微胶囊刨花板的微观构造及释香特性