全 文 ：第４２卷　第３期
２０１４年３月
西北农林科技大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ａ＆Ｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄ．）
Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．３
Ｍａｒ．２０１４
网络出版时间：２０１４－０２－２８　１３：１３ ＤＯＩ：１０．１３２０７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｗａｆｕ．２０１４．０３．０１８
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｏｉ／１０．１３２０７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｗａｆｕ．２０１４．０３．０１８．ｈｔｍｌ
黄藤和单叶省藤改性处理工艺综合评价
　［收稿日期］　２０１３－０３－２９
　［基金项目］　“十二五”国家科技计划课题（２０１２ＢＡＤ２３Ｂ０１０４）；安徽省自然科学基金项目（１１０４０６０６Ｍ６０）
　［作者简介］　徐　鑫（１９８６－），男，安徽合肥人，硕士，主要从事木材科学与技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：１９６２６８３３３２＠ｑｑ．ｃｏｍ
　［通信作者］　汪佑宏（１９７０－），男，安徽芜湖人，教授，博士（后），主要从事生物质材料基础理论、干燥及改性研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｈ＠ａｈａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
徐　鑫１，刘杏娥２，汪佑宏１，高龙芽１，王　瑞１
（１安徽农业大学 林学与园林学院，安徽 合肥２３００３６；２国际竹藤中心，北京１００１０２）
［摘　要］　 【目的】优化黄藤和单叶省藤的改性处理工艺，以提高我国棕榈藤资源高附加值加工利用水平。【方
法】以黄藤和单叶省藤为研究对象，选择改性方式、改性工艺、浸注量以及处理试剂４个因素分３水平进行Ｌ９（３４）正
交试验，对２种藤条改性处理前后主要物理力学性质及尺寸稳定性的变化进行测定，通过优序数法分析试验结果，建
立最佳改性工艺。【结果】黄藤最佳改性方案为辐照处理、辐照剂量１５ｋＧｙ，浸注量５０％，处理试剂为三聚氰胺树脂；
单叶省藤最佳改性方案为辐照处理、辐照剂量１５ｋＧｙ，浸注量５０％，处理试剂为脲醛树脂。按照对应最佳工艺，黄藤
素材和改性材的气干密度、绝干密度、基本密度、抗弯弹性模量（ＭＯＥ）、抗弯强度（ＭＯＲ）、顺纹抗压弹性模量（ＭＯＥ－
ＩＣ）、顺纹抗压强度（ＣＳ）依次为０．４６和０．６９ｇ／ｃｍ３、０．４３和０．６５ｇ／ｃｍ３、０．３９和０．５９ｇ／ｃｍ３、１　５２５．４６和１　９４４．７１
ＭＰａ、５７．６２和６６．８７ＭＰａ、１　１９８．４９和１　６８８．７０ＭＰａ、２３．５４和３４．４４ＭＰａ，单叶省藤素材和改性材的上述指标依次
为０．５５和０．７７ｇ／ｃｍ３、０．５２和０．７２ｇ／ｃｍ３、０．４７和０．６５ｇ／ｃｍ３、１　３７５．３２和１　５５０．７８ＭＰａ、６７．８８和７１．２５ＭＰａ、
１　５９７．１８和１　７４０．５０ＭＰａ、３１．５９和３６．７４ＭＰａ。黄藤改性材的阻湿率（ＭＥＥ）和抗吸水率（ＲＷＡ）分别为１６．６９％和
１２５．１０％，单叶省藤改性材的阻湿率和抗吸水率分别为２３．５６％和８１．６２％。【结论】改性材的密度、ＭＯＥ、ＭＯＲ、
ＭＯＥＩＣ、ＣＳ、ＭＥＥ和ＲＷＡ等大部分物理力学性质及尺寸稳定性均有显著改善。
［关键词］　黄藤；单叶省藤；改性处理；藤材材性；优序数法
［中图分类号］　Ｓ７８１．２９ ［文献标志码］　Ａ ［文章编号］　１６７１－９３８７（２０１４）０３－００９３－０６
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ
Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ
ＸＵ　Ｘｉｎ１，ＬＩＵ　Ｘｉｎｇ－ｅ２，ＷＡＮＧ　Ｙｏｕ－ｈｏｎｇ１，ＧＡＯ　Ｌｏｎｇ－ｙａ１，ＷＡＮＧ　Ｒｕｉ　１
（１　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　＆Ｇａｒｄｅｎｓ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ　２３００３６，Ｃｈｉｎａ；
２　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｅｎｔｒｅ　ｆｏｒ　Ｂａｍｂｏｏ　ａｎｄ　Ｒａｔｔａｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】Ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｆｏｒ　Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓｍａｒｇａｒｉｔａｅ
ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｖａｌｕｅ－ａｄｄｅｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｃｈｉｎｅｓｅ
ｒａｔｔａｎ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．【Ｍｅｔｈｏｄ】Ｕｓｉｎｇ　Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｌ９（３４）
ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｆｏｕｒ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｙ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，
ｌｅａｃｈｉｎｇ　ａｍｏｕｎｔ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｒｅａｇｅｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｒｅｅ　ｌｅｖｅｌｓ．Ｍａｉｎ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｄｉ－
ｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂ－
ｌｉｓｈｅｄ　ｂｙ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｉｔｈ　ｐｒｉｏｒ－ｏｒｄｅｒ　ｎｕｍｂｅｒｓ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ
ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｙ　ｗａｓ　ｉｒｒａｄｉａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｄｏｓｅ　ｏｆ　１５ｋＧｙ，ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　５０％，ａｎｄ　ｒｅａｇｅｎｔ　ｏｆ　ＭＦ．Ｔｈｅ　ｂｅｓｔ
ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｙ　ｆｏｒ　Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ　ｗａｓ　ｉｒｒａｄｉａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｄｏｓｅ　ｏｆ　１５ｋＧｙ，ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　５０％，ａｎｄ　ｒｅａ－
ｇｅｎｔ　ｏｆ　ＵＦ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｔｈｅ　ａｉｒ　ｄｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ，ｏｖｅｎ　ｄｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ，ｂａｓｉｃ　ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ，
ＭＯＥ，ＭＯＲ，ＭＯＥＩＣ，ａｎｄ　ＣＳ　ｏｆ　Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　０．４６ａｎｄ　０．６９ｇ／ｃｍ３，
０．４３ａｎｄ　０．６５ｇ／ｃｍ３，０．３９ａｎｄ　０．５９ｇ／ｃｍ３，１　５２５．４６ａｎｄ　１　９４４．７１ＭＰａ，５７．６２ａｎｄ　６６．８７ＭＰａ，１　１９８．４９
ａｎｄ　１　６８８．７０ＭＰａ，ａｎｄ　２３．５４ａｎｄ　３４．４４ＭＰａ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏ－
ｌｉｕｓ　ｗｅｒｅ　０．５５ａｎｄ　０．７７ｇ／ｃｍ３，０．５２ａｎｄ　０．７２ｇ／ｃｍ３，０．４７ａｎｄ　０．６５ｇ／ｃｍ３，１　３７５．３２ａｎｄ　１　５５０．７８ＭＰａ，
６７．８８ａｎｄ　７１．２５ＭＰａ，１　５９７．１８ａｎｄ　１　７４０．５０ＭＰａ，ａｎｄ　３１．５９ａｎｄ　３６．７４ＭＰａ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＭＥＥ　ａｎｄ
ＲＷＡ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｆｔｅｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　１６．６９％ａｎｄ　１２５．１０％，ｗｈｉｌｅ　ｔｈａｔ　ｏｆ　Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉ－
ｕｓ　ｗｅｒｅ　２３．５６％ａｎｄ　８１．６２％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ】Ｍｏｓｔ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ，ＭＯＥ，ＭＯＲ，ＭＯＥＩＣ，ＣＳ，ＭＥＥ　ａｎｄ　ＲＷＡ　ａｓ　ｗｅｌ　ａｓ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ
Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ　ａｆｔｅｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ；Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｒａｔｔａｎ　ｐｒｏｐｔｅｒｔｉｅｓ；ｐｒｉｏｒ－
ｏｒｄｅｒ　ｎｕｍｂｅｒｓ
　　棕榈藤（ｒａｔｔａｎ）属棕榈科（Ｐａｌｍａｅ）省藤亚科
（Ｃａｌａｍｏｉｄｅａｅ）省藤族（Ｃａｌａｍｅａｅ）类植物，是热带森
林宝库中重要的、用途广泛的、仅次于木材和竹材的
可再生非木材资源，天然分布于东半球的热带地区
及邻近区域，全世界共有１３属６００余种，我国自然
分布有３属４２种２６变种［１］。棕榈藤藤茎在商品上
俗称“藤条”，密度中等、轻便坚固、抛光度高、耐久性
强，而且美观素雅，被广泛用于制造桌、椅、沙发、床
等藤制家具及工艺品等，具有很高的经济价值［２－３］。
目前，对棕榈藤的研究主要集中在构造［４－７］、物理特
性［６－１０］、力学性质［８－１１］等材性方面，以及防变色、软化
等改性处理方面［１２－１５］，对藤材强化及尺寸稳定性的
研究则鲜有报道。因此，本研究从力学强度及尺寸
稳定性入手，对黄藤和单叶省藤进行改性处理，并运
用综合评价方法，建立最佳改性工艺，以期为藤材的
科学合理保护和综合高效利用提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　材　料
试验材料为约１５年生的黄藤（Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ
ｍａｒｇａｒｉｔａｅ（Ｈａｎｃｅ）Ｂｅｃｃａｒｉ）和单叶省藤（Ｃａｌａｍｕｓ
ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ　Ｗｅｉ．），均采自广西壮族自治区凭祥
市英阳林场。伐倒后去叶鞘、气干。黄藤藤条直径
１１～１５ｍｍ，长１２～１５ｍ，节间长１２～２５ｃｍ；单叶
省藤藤条直径１２～２０ｍｍ，长１８～２０ｍ，节间长
１４～４０ｃｍ。
试剂主要有甲基丙烯酸甲酯 （ＭＭＡ）、三聚氰
胺树脂（ＭＦ）和脲醛树脂（ＵＦ）。
仪器设备有９０ＳＺ５１真空加压罐，博山微电子
厂；合肥（国家）林业辐照中心的γ射线辐照场；
ＤＨＧ－９１４６Ａ型电热鼓风干燥箱，上海精宏实验设
备 有 限 公 司；Ｇ８０Ｗ２３ＣＳＰ－Ｚ 微 波 炉，Ｇａｌａｎｚ；
ＫＢＦ１１５＃０４－６３２０３恒温恒湿箱，德国ＢＩＮＤＥＲ公
司；５５８２Ｑ７１７１万能力学试验机，ＩＮＳＴＲＯＮ公司。
１．２　试验方法
试验选取改性方式、改性工艺、浸注量（浸注量
以绝干材的质量增加率表示）和处理试剂为４个因
素，按Ｌ９（３４）进行３水平正交试验［１６］，试验因素与
水平及各组试验具体参数见表１和表２。
表１　黄藤和单叶省藤改性处理正交试验的因素及水平
Ｔａｂｌｅ　１　Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ
Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ
水平
Ｌｅｖｅｌ
改性方式（Ａ）
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｙ
改性工艺（Ｂ）
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
浸注量（Ｃ）／％
Ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｌｅａｃｈｉｎｇ
处理试剂（Ｄ）
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｒｅａｇｅｎｔｓ
１
辐照
Ｒａｄｉａｔｉｏｎ
１５ｋＧｙ
２５ｋＧｙ
３５ｋＧｙ
２０
甲基丙烯酸甲酯
ＭＭＡ
２
微波
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
２ｍｉｎ
４ｍｉｎ
６ｍｉｎ
３５
三聚氰胺树脂
ＭＦ
３
加热
Ｈｅａｔ
１００℃
１２０℃
１４０℃
５０
脲醛树脂
ＵＦ
４９ 西北农林科技大学学报（自然科学版） 第４２卷
表２　黄藤和单叶省藤改性处理正交试验Ｌ９（３４）设计方案
Ｔａｂｌｅ　２　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｌ９（３４）ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ
Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ
试验号
Ｔｅｓｔ　ｎｕｍｂｅｒ
改性方式（Ａ）
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｙ
改性工艺（Ｂ）
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
浸注量（Ｃ）／％
Ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｌｅａｃｈｉｎｇ
处理试剂（Ｄ）
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｒｅａｇｅｎｔｓ
１ 辐照Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　 １５ｋＧｙ　 ２０ ＭＭＡ
２ 辐照Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　 ２５ｋＧｙ　 ３５ ＭＦ
３ 辐照Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　 ３５ｋＧｙ　 ５０ ＵＦ
４ 微波 Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　 ２ｍｉｎ　 ３５ ＵＦ
５ 微波 Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　 ４ｍｉｎ　 ５０ ＭＭＡ
６ 微波 Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　 ６ｍｉｎ　 ２０ ＭＦ
７ 加热 Ｈｅａｔ　 １００℃ ５０ ＭＦ
８ 加热 Ｈｅａｔ　 １２０℃ ５０ ＵＦ
９ 加热 Ｈｅａｔ　 １４０℃ ３５ ＭＭＡ
　　将试材从基部向上依次从节部截断，按１～１３
循环编号，顶端不足１３节的留作预试验用。其中，
编号１～９号的试材为表２内的９组试验用材，先用
相应处理试剂浸渍，然后再分别用γ射线、微波或加
热方式进行改性处理；１０、１１号试材为验证试验用
材，１２、１３号为对比试材即素材，每组重复３０次。
抗弯弹性模量（ＭＯＥ）、抗弯强度（ＭＯＲ）试件
长１６０ｍｍ，参照ＧＢ／Ｔ　１５７８０－１９９５进行测定。顺
纹抗压弹性模量（ＭＯＥＩＣ）、顺纹抗压强度（ＣＳ）分别
根据ＧＢ／Ｔ　３３５６－２００９、ＧＢ／Ｔ　１９３５－２００９的方法
进行测定（根据预试验，黄藤和单叶省藤的顺纹抗压
强度测试试件的最佳长度分别为４和５ｃｍ，即２～３
倍直径）。
　　在测定 ＭＯＥ和 ＭＯＲ后的破坏试件上，参照
ＧＢ／Ｔ　１９３３－２００９和 ＧＢ／Ｔ　１５７８０－１９９５的规定，
截取长度为２ｃｍ的无疵试样作为密度及尺寸稳定
性测试试件，分别测定并计算改性处理材和素材的
基本密度、气干密度、绝干密度、体积膨胀（干缩）率、
吸湿率及吸水率，并进一步求算出改性处理材抗胀
（缩）率 （ＡＳＥ）、阻 湿 率 （ＭＥＥ）和 抗 吸 水 率
（ＲＷＡ）［１７］；再在９组改性处理试材上分别截取长
度５ｃｍ的样品各５个，由藤皮至藤芯再到藤皮取５
个对称分布的１ｍｍ厚薄片，对藤茎做径向分层密
度测试［１６］。
１．３　基于优序数法的正交试验结果的综合评定
用１项指标来衡量试验结果的优劣，称为单指
标分析；单指标分析通过比较相应值的大小，很容易
得出理想工艺。如果衡量试验结果优劣的指标有多
项，就称为多指标分析。对于多个评定指标（本试验
中有９项指标），因往往要综合考虑各项指标，因此
最佳工艺的判断相对较难。为此，本研究将根据优
序数法对各组试验同一指标进行排序、赋值，得到各
组试验的综合评分，再根据进一步的数理统计分析
结果，选择出令人满意的最佳工艺［１６，１８］。
对于藤材抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压弹
性模量、顺纹抗压强度、气干密度、抗胀（缩）率、阻湿
率及抗吸水率而言，其值越大，表明改性处理后材性
越好；而从藤皮至藤芯的密度梯度越小，则表明改性
材材质越均匀。所以对各组试验根据黄藤和单叶省
藤材抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压弹性模量、
顺纹抗压强度、气干密度、抗胀（缩）率、阻湿率、抗吸
水率从大到小及密度梯度从小到大的变化进行排
序，并依次赋予８，７，６，５，４，３，２，１和０分［１８］。
２　结果与分析
２．１　黄藤和单叶省藤改性处理正交试验结果的综
合评定及最佳工艺选择
各组试验９项评定指标基于优序数法的赋值结
果见表３。根据表３可算得黄藤和单叶省藤各组改
性处理试验的综合评分，依据综合评分进行进一步
数理统计分析［１７］，结果见表４。由表４中各因素极
差（Ｒ值）大小可知，影响黄藤改性处理工艺各因素
的主次顺序为：Ａ→Ｄ→Ｂ→Ｃ。对于黄藤而言，改性
方式（Ａ）对综合评定结果的影响最大，是影响改性
工艺结果优劣的最主要因素，其极差值高达２４．８３。
当改性方式为辐照处理时，其综合评分最高，结果也
最理想；其次为加热处理和微波处理，综合评分依次
降低，结果也就依次变差，但二者间相差不大。处理
试剂（Ｄ）和改性工艺（Ｂ）对改性试验结果的评定也
有较大影响，且相差不大，可以作为影响该工艺的２
个次主要因素。浸注量（Ｃ）对黄藤材的改性工艺结
果影响最小，在试验或实际生产过程中，可根据生产
成本酌情考虑。
黄藤改性综合评定的最佳工艺为Ａ１Ｂ１Ｃ３Ｄ２，即
辐照处理，辐照剂量为１５ｋＧｙ，浸注量为５０％，处理
剂为三聚氰胺树脂（ＭＦ）。
５９第３期 徐　鑫，等：黄藤和单叶省藤改性处理工艺综合评价
表３　黄藤和单叶省藤改性处理正交试验９项评定指标基于优序数法的赋值结果
Ｔａｂｌｅ　３　Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｐｒｉｏｒ－ｏｒｄｅｒ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　９ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｆｏｒ
ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ
指标
Ｉｎｄｅｘ
分值Ｓｃｏｒｅ
黄藤Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ
８　 ７　 ６　 ５　 ４　 ３　 ２　 １　 ０
单叶省藤Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ
８　 ７　 ６　 ５　 ４　 ３　 ２　 １　 ０
ｆ１ （３） （１） （２） （７） （４）（５）、（９） ／ （８） （６） （４） （２） （３） （７） （１） （６） （８）（５）、（９） ／
ｆ２ （１） （２） （３） （７） （４）（５）、（９） ／ （６） （８） （２） （４） （３） （７） （１） （６）（５）、（９） ／ （８）
ｆ３ （３） （２） （１） （７） （４） （６）（５）、（９） ／ （８） （４） （２） （３） （１） （７） （６）（５）、（９） ／ （８）
ｆ４ （３） （２） （１） （７） （４） （６） （８）（５）、（９） ／ （４） （３） （２） （７） （１） （６）（５）、（９） ／ （８）
ｆ５ （７） （３） （２） （４） （６） （８） （１）（５）、（９） ／ （３） （７） （２） （４） （８） （６） （１）（５）、（９） ／
ｆ６ （２） （７） （１） （６）（５）、（９） ／ （８） （４） （３） （３） （６） （８） （７） （１） （４）（５）、（９） ／ （２）
ｆ７ （１）（５）、（９） ／ （３） （２） （６） （４） （７） （８） （１） （３） （４）（５）、（９） ／ （２） （７） （６） （８）
ｆ８ （７） （２） （３） （４） （８） （６） （１）（５）、（９） ／ （３） （２） （７） （４） （８） （６） （１）（５）、（９） ／
ｆ９ （７） （４） （８） （２） （６） （３） （１）（５）、（９） ／ （３） （７） （１） （２） （４） （６） （８）（５）、（９） ／
　　注：ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８和ｆ９分别代表抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压弹性模量、顺纹抗压强度、气干密度、抗胀（缩）率、阻湿率、抗
吸水率及密度梯度；（）中数字表示试验号，与表２中对应。
Ｎｏｔｅ：ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６，ｆ７，ｆ８ａｎｄ　ｆ９ｓｔａｎｄ　ｆｏｒ　ＭＯＥ，ＭＯＲ，ＭＯＥＩＣ，ＣＳ，ａｉｒ　ｄｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ，ＡＳＥ，ＭＥＥ，ＲＷＡ　ａｎｄ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｇｒａｄｉｅｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ－
ｌｙ．Ｎｕｍｂｅｒｓ　ｉｎ（）ｓｔａｎｄ　ｆｏｒ　ｔｅｓｔ　ｎｕｍｂｅｒ，ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　Ｔａｂｌｅ　２．
表４　黄藤和单叶省藤改性处理正交试验结果的综合评价
Ｔａｂｌｅ　４　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｆｏｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ
Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ
计算结果
Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ
ｒｅｓｕｌｔｓ
黄藤Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ
改性方式（Ａ）
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｗａｙ
改性工艺（Ｂ）
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
浸注量（Ｃ）
Ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ
ｌｅａｃｈｉｎｇ
处理试剂（Ｄ）
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｒｅａｇｅｎｔｓ
单叶省藤Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ
改性方式（Ａ）
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｗａｙ
改性工艺（Ｂ）
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
浸注量（Ｃ）
Ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ
ｌｅａｃｈｉｎｇ
处理试剂（Ｄ）
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｒｅａｇｅｎｔｓ
Ｋ′１ １５５．００　 １３５．００　 ９１．００　 ８４．００　 １４８．００　 １３５．００　 ８２．００　 ６７．００
Ｋ′２ ８０．５０　 ９３．５０　 １１１．５０　 １３５．００　 ９９．００　 ８３．００　 １１９．００　 １２４．００
Ｋ′３ ８８．５０　 ９５．５０　 １２１．５０　 １０５．００　 ８０．００　 １０９．００　 １２６．００　 １３６．００
Ｋ１ ５１．６７　 ４５．００　 ３０．３３　 ２８．００　 ４９．３３　 ４５．００　 ２７．３３　 ２２．３３
Ｋ２ ２６．８３　 ３１．１７　 ３７．１７　 ４５．００　 ３３．００　 ２７．６７　 ３９．６７　 ４１．３３
Ｋ３ ２９．５０　 ３１．８３　 ４０．５０　 ３５．００　 ２６．６７　 ３６．３３　 ４２．００　 ４５．３３
Ｒ　 ２４．８３　 １３．８３　 １０．１７　 １７．００　 ２２．６７　 １７．３３　 １４．６７　 ２３．００
　　注：Ｋ′ｊ表示优序数在ｊ水平下所对应指标值的和，Ｋｊ表示优序数在ｊ水平下所对应指标值的平均数，Ｒ表示优序数平均指标值的极差。
Ｎｏｔｅ：Ｋ′ｊｓｔａｎｄｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｕｍ　ｏｆ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｐｒｉｏｒ－ｏｒｄｅｒ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ａｔ　ｊｌｅｖｅｌ，Ｋｊｓｔａｎｄｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｏｆ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｓ　ｏｆ　ｐｒｉｏｒ－ｏｒｄｅｒ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ａｔ　ｊ
ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ　Ｒｓｔａｎｄｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ａｖｅｒａｇｅ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｐｒｉｏｒ－ｏｒｄｅｒ　ｎｕｍｂｅｒｓ．
　　由表４中各因素的极差（表４中Ｒ 值）大小可
知，影响单叶省藤改性处理工艺各因素的主次顺序
为：Ｄ→Ａ→Ｂ→Ｃ。对于单叶省藤而言，处理试剂
（Ｄ）对综合评定结果的影响最大，是影响改性工艺
结果优劣的最主要因素，其极差值达２３．００。当使
用脲醛树脂（ＵＦ）作为处理试剂时，其综合评分最
高，结果也最理想；其次为三聚氰胺树脂（ＭＦ）和甲
基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）。改性方式（Ａ）的综合得分
仅次于处理试剂，且相差不大，也是影响改性工艺结
果的重要因素；而改性工艺（Ｂ）和浸渍量（Ｃ）对单叶
省藤的改性工艺结果影响较小，在试验或实际生产
过程中，可以根据生产成本酌情考虑。
单叶 省 藤 改 性 综 合 评 定 最 佳 工 艺 为：
Ａ１Ｂ１Ｃ３Ｄ３，即辐照处理，辐照剂量为１５ｋＧｙ，浸注
量为５０％，处理剂为脲醛树脂（ＵＦ）。
２．２　黄藤和单叶省藤改性处理最佳工艺的验证
对通过正交试验和优序数法得出的黄藤和单叶
省藤改性处理最佳工艺进行验证试验，结果（表５和
表６）发现，改性材的大部分物理性质和力学性质均
有明显改善。
由表５可知，与素材相比，无论是黄藤还是单叶
省藤，改性材的气干密度、绝干密度及基本密度均有
不同程度的提高，吸水膨胀率下降；原因是由于浸渍
不同树脂后，改性处理材密度增大，同时树脂固化形
成保护层，阻碍了藤材中半纤维素、纤维素分子链上
游离羟基对水分的吸收，使改性材吸水能力降低，吸
水膨胀率也相应降低。其中黄藤经改性处理后密度
增大明显，增幅均在５０．０％以上，基本密度增幅更
是高达５１．３％；单叶省藤密度增幅也都在４０．０％左
右，其中基本密度增幅最小，也达到了３８．３％。但
６９ 西北农林科技大学学报（自然科学版） 第４２卷
黄藤改性材的吸湿膨胀率、单叶省藤改性材的体积
干缩率和吸湿膨胀率却变差，原因可能与黄藤、单叶
省藤材的纤维微纤丝角较大有关，也可能是受改性
方式、处理试剂影响所致。
表５　黄藤和单叶省藤改性材与素材的主要物理性质
Ｔａｂｌｅ　５　Ｍａｉｎ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
藤种
Ｒａｔｔａｎ　ｓｐｅｃｉｅｓ
气干密度／
（ｇ·ｃｍ－３）
Ａｉｒ　ｄｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
绝干密度／
（ｇ·ｃｍ－３）
Ｏｖｅｎ　ｄｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
基本密度／
（ｇ·ｃｍ－３）
Ｂａｓｉｃ　ｄｅｎｓｉｔｙ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
体积干缩率／％
Ｖｏｌｕｍｅ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
吸湿膨胀率／％
Ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃ
ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｒａｔｅ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
吸水膨胀率／％
Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｒａｔｅ
ｏｆ　ｗａｔｅｒ
ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
黄藤Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　 ０．６９　 ０．４６　 ０．６５　 ０．４３　 ０．５９　 ０．３９　 ０．３０　 ０．４２　 ４．０７　 ３．７８　 ８．８１　 １０．４８
单叶省藤
Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ ０．７７　 ０．５５　 ０．７２　 ０．５２　 ０．６５　 ０．４７　 ０．５３　 ０．４８　 ４．４５　 ４．３７　 １０．１８　 １３．１５
　　由表６可知，无论是抗弯弹性模量、抗弯强度，
还是顺纹抗压弹性模量、顺纹抗压强度，黄藤及单叶
省藤的改性材都有不同程度增加，而且黄藤改性材
的增幅均大于单叶省藤，这主要是由于改性处理后
其密度增大的结果。其中，与素材相比，黄藤改性材
的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压弹性模量和顺
纹抗 压 强 度 分 别 增 加 了 ２７．４８％，１６．０５％，
４０．９０％，４６．３０％，而单叶省藤改性材的抗弯弹性模
量、抗弯强度、顺纹抗压弹性模量和顺纹抗压强度分
别只增加了１２．７６％，４．９６％，８．９７％，１６．３０％。
表６　黄藤和单叶省藤改性材与素材的主要力学性质
Ｔａｂｌｅ　６　Ｍａｉｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
藤种
Ｒａｔｔａｎ　ｓｐｅｃｉｅｓ
抗弯弹性模量／ＭＰａ
ＭＯＥ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
抗弯强度／ＭＰａ
ＭＯＲ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
顺纹抗压弹性
模量／ＭＰａ　ＭＯＥＩＣ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
顺纹抗压强度／ＭＰａ
ＣＳ
改性材
Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｒａｔｔａｎ
素材
Ｒａｔｔａｎ
黄藤Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　 １　９４４．７１　 １　５２５．４６　 ６６．８７　 ５７．６２　 １　６８８．７０　 １　１９８．４９　 ３４．４４　 ２３．５４
单叶省藤Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ　１　５５０．７８　 １　３７５．３２　 ７１．２５　 ６７．８８　 １　７４０．５０　 １　５９７．１８　 ３６．７４　 ３１．５９
　　由表７可以看出，黄藤和单叶省藤改性材的阻
湿率分别为１６．６９％和２３．５６％，抗吸水率分别为
１２５．１０％和８１．６２％，改性材的阻湿率和抗吸水率
均有不同程度改善，这与树脂固化形成保护层，从而
可以屏蔽自由羟基有关；但抗胀（缩）率却均为负值，
即改性材的吸湿膨胀率反而略大于素材，这可能与
其微纤丝角、改性方式或处理试剂有关。
表７　黄藤和单叶省藤改性材的尺寸稳定性
Ｔａｂｌｅ　７　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｄａｅｍｏｎｏｒｏｐｓ　ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ
藤种Ｒａｔｔａｎ　ｓｐｅｃｉｅｓ 抗胀（缩）率／％ ＡＳＥ 阻湿率／％ ＭＥＥ 抗吸水率／％ ＲＡＷ
黄藤Ｄ．ｍａｒｇａｒｉｔａｅ －７．０２　 １６．６９　 １２５．１０
单叶省藤Ｃ．ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ －１．８５　 ２３．５６　 ８１．６２
３　结论与讨论
本研究选取抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压
弹性模量、顺纹抗压强度、气干密度、密度梯度、抗胀
（缩）率、阻湿率、抗吸水率共９项指标，以优序数法
对各组试验得分进行综合分析，得出最佳改性方案。
对于黄藤而言，影响其物理力学性质的各因素影响
力排序为改性方式、处理试剂、改性工艺、浸渍量；最
佳改性方案为辐照处理、辐照剂量１５ｋＧｙ、浸注量
５０％、处理剂为三聚氰胺树脂。对于单叶省藤而言，
影响其物理力学性质的各因素影响力排序为处理试
剂、改性方式、改性工艺、浸渍量；最佳改性方案为辐
照处理、辐照剂量１５ｋＧｙ、浸注量５０％、处理剂为脲
醛树脂。以综合评价得出的最佳方案进行验证试验
发现，改性材的密度、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹
抗压弹性模量、顺纹抗压强度、阻湿率和抗吸水率等
大部分物理力学性质均有明显改善，其中黄藤材改
性处理效果优于单叶省藤。但黄藤和单叶省藤改性
材的吸湿膨胀率均大于素材，这是由棕榈藤材本身
纤维微纤丝角较大所致［１］，还是受改性方式或处理
试剂的影响，还有待进一步探讨。
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ｗｉｔｈ　ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｒａｔｔａｎ　ｃａｎｅｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｔｉａ　Ｓｉｌｖａｅ　Ｓｉｎｉｃａｅ，
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ｍａｒｇａｒｉｔａｅ　ａｎｄ　Ｃａｌａｍｕｓ　ｓｉｍｐｌｉｃｉｆｏｌｉｕｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ
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［１７］　陆文达．木材改性工艺学 ［Ｍ］．哈尔滨：东北林业大学出版
社，１９９３：１２－１５．
Ｌｕ　Ｗ　Ｄ．Ｗｏｏｄ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｈａｒｂｉｎ：Ｎｏｒｔｈ－
ｅａｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ，１９９３：１２－１５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１８］　汪佑宏，顾炼百，刘启明，等．马尾松人工林速生材表面强化工
艺综合评价 ［Ｊ］．中南林业科技大学学报，２００９，２９（５）：１０５－
１０９．
Ｗａｎｇ　Ｙ　Ｈ，Ｇｕ　Ｌ　Ｂ，Ｌｉｕ　Ｑ　Ｍ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｙ　ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ
ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｆａｓｔ－ｇｒｏｗｉｎｇ　ｌｕｍｂｅｒ
ｏｆ　Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ　ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，２９（５）：１０５－１０９．
（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）
８９ 西北农林科技大学学报（自然科学版） 第４２卷