全 文 ：100 林业科技开发 2015 年第 29 卷第 3 期
4 结 论
1)MUF1、MUF2 和MUF3 树脂的 FTIＲ光谱图对
应的谱峰较为相似，说明三者的分子结构类型是相似
甚至是相同的。
2)13C-NMＲ及1H-NMＲ分析表明，3 种树脂结构
具有高度的相似性，但相同结构组分在不同树脂中所
占比例各有差异。其中，对树脂性能有重要影响的羟
甲基在 MUF2 树脂中所占比例最高，而亚甲基键及亚
甲基醚键的含量较低;MUF1 和 MUF3 树脂中的羟甲
基含量相对较低，而亚甲基键的含量则较高。
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(责任编辑 莫弦丰
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
)
doi:10． 13360 / j． issn． 1000－8101． 2015． 03． 024 中图分类号:TS664
藤家具用单叶省藤藤条顺纹抗拉性能比较
顾颜婷1，吴智慧1* ，张继雷2
(1．南京林业大学家具与工业设计学院，南京 210037;2．美国密西西比州立大学)
摘 要:沿单叶省藤径向由外而内选取 5 种常用的编织条，进行顺纹拉伸试验及性能比较分析，考察不同径向取
材位置对顺纹抗拉性能的影响。结果表明，径向取材位置对藤条的顺纹抗拉强度和弹性模量均具有显著影响。顺
纹抗拉强度平均值由大到小依次为:二层扁平藤皮 ＞半圆藤芯 ＞圆藤芯 ＞头层扁平藤皮 ＞扁平藤芯;拉伸弹性模
量平均值由大到小依次为:圆藤芯 ＞半圆藤芯 ＞二层扁平藤皮 ＞扁平藤芯 ＞头层扁平藤皮。径向取材位置由外而
内对应的藤条顺纹抗拉强度和弹性模量值均呈现先增加后减小的趋势。
关键词:单叶省藤;藤皮;藤芯;藤条;顺纹抗拉强度;拉伸弹性模量;天然藤家具
收稿日期:2015－01－05 修回日期:2015－02－10
基金项目:江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)。
作者简介:顾颜婷(1983 －)，女，博士生，讲师，主要从事家具设计与工
程方面的研究工作。通信作者:吴智慧，男，教授。E-mail:wzh550@ si-
na． com
Comparison of axial tensile properties of five Calamus simplicfoilius rattan strips used in rattan furni-
ture∥GU Yanting，WU Zhihui，ZHANG Jilei
Abstract:Five rattan (Calamus simplicfoilius)specimens were selected from different parts of the stem along the radial di-
rection． The influence of location on axial tensile properties was analyzed． The results indicated that the sample location
significantly impacted on the axial tensile strength and modulus of elasticity． The sequence of axial tensile strength from the
highest to the lowest was flat bast，half-round core，round core，flat epidermis and flat core，while the high-to-low sequence
of tensile modulus was round core，half-round core，flat bast，flat core and flat epidermis． Both axial tensile strength and
modulus of elasticity were initially increased and then decreased with the sampling position changing from the outer part to
the inner part of the stem．
Key words:Calamus simplicfoilius;rattan peel;rattan
core;rattan strips;axial tensile strength;tensile modu-
lus;natural rattan furniture
林产加工与利用 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2015 年第 29 卷第 3 期 101
First author’s address:College of Furniture and Industrial Design，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China
在天然藤家具中，常使用又细又薄的藤条材料，
或编织成面层，起到承重和装饰作用，或以缠结捆绑
的形式，对藤家具的结点部位实现结构加固的效
果［1］，因此，藤条的力学性能是影响藤家具质量的重
要因素之一。藤条由藤茎材劈裂加工而成，根据径向
取材位置，由外而内又分为头层藤皮、二层藤皮和藤
芯三类。头层藤皮，俗称“藤皮”、“油皮”，取自藤茎
的表皮部分，宽度为 2 ～ 8 mm 左右;二层藤皮，取自
藤茎表皮以下的藤皮部位，经打磨抛光后使用，宽度
一般为 10 mm 左右;藤芯由藤茎去掉藤皮后剥下的
芯部加工处理而成，根据断面形状的不同，藤芯可分为
圆藤芯、半圆藤芯、扁平藤芯、方藤芯和三角藤芯等［2］。
自 20 世纪 80 年代以来，有关天然藤材力学性能
的研究主要集中在马来西亚、菲律宾、印度尼西亚、中
国等产藤国家。Yudodibroto［3］、Bhat 等［4］和蔡则谟［5］
分别对马来西亚、印度尼西亚和中国地区的主要藤
品种进行了力学性能研究，得出了藤材抗拉、抗弯
性能与其维管束密度和纤维比量正相关的结论。
对于大部分藤品种，藤茎的维管束密度和纤维比量
在径向由外而内呈递减趋势，因此，藤皮顺纹抗拉
强度大于藤芯。我国单叶省藤藤皮和藤芯部位的维
管束密度和纤维比量由外而内的变化梯度均较为平
缓，其藤皮、藤芯顺纹抗拉强度都较高、相差较小，是
藤家具编织材料的优良之选［5－8］。王艳波对我国人
工林单叶省藤解剖性质变异规律进行了研究，发现虽
然单叶省藤藤皮、藤芯的纤维长度、纤维长宽比和壁
腔比存在径向变异，但总体看径向变异不大，与前人
研究结论相符［9］。
笔者曾对天然藤家具 T 型结点的拉伸和抗弯性
能影响因素及藤家具的耐久性能进行过研究，结果表
明，单叶省藤藤条作为编织材料和结点加固材料，其
抗拉性能对藤家具典型力学结点以及藤家具整体力
学性能均有显著影响［2，10－11］。目前市场上藤家具企
业所使用的编织、缠结用单叶省藤藤条形状多样，取
材位置各异，藤条的选用多凭经验，缺乏统一标准。
笔者选用常见的 5 种单叶省藤藤条:头层扁平藤皮、
二层扁平藤皮、半圆藤芯、圆藤芯和扁平藤芯进行顺
纹拉伸测试，通过分析顺纹抗拉强度和弹性模量值，
考察不同的径向取材位置对材料的顺纹抗拉强度和
弹性模量的影响显著性，为天然藤家具用藤条的因需
选材和资源优化配置提供基础依据和建议。
1 材料与方法
1． 1 试样准备与加工
试样品种为棕榈科单叶省藤(Calamus simplicfoi-
lius)，俗称厘藤，天然分布于海南岛中部山区海拔
600 ～ 1 000 m的山地雨林和常绿阔叶林中，是我国重
要的商业藤品种之一［12－13］。5 种试样均由南京博轩
藤家具有限公司提供，具体规格尺寸见表 1。其中，2
种藤皮试样截面均为扁平形，编号分别为 ＲB1、ＲB2，
以下分别简称“头层藤皮”和“二层藤皮”。藤芯试样
根据取材由外而内的顺序，编号为 ＲC1、ＲC2、ＲC3，分
别代表截面形状不同的半圆藤芯、圆藤芯和扁平藤
芯。为尽量避免藤材的轴向差异，每根藤材从中间向
两端对称剪取至多 6 个试件，舍弃其余靠近两端的部
分，每种藤材试样重复试件 30 个。此外，试样应避开
严重的节子部位，若节间距较短，则允许夹持部位存
在小面积节子。所有试样在试验前，均已经过防霉防
虫蛀、漂白等预处理，且已达到气干状态(含水率在
10% ～12%之间)。
将试样加工成哑铃型，总长 100 mm，试样上、下
端被夹具夹持部位的长度均为 28 mm，有效部位长度
为 22 mm。
表 1 5 种单叶省藤编织条试样规格及有效部位尺寸 /mm
编号 试样品种
规格尺寸 有效部位尺寸
宽度 厚度 长度 宽度 厚度 长度
ＲB1 头层藤皮 5． 0 1． 0 100． 0 3． 5 1． 0 22． 0
ＲB2 二层藤皮 10． 0 2． 5 100． 0 5． 5 1． 0 22． 0
ＲC1 半圆藤芯 直径 = 7． 0 100． 0 5． 0 1． 0 22． 0
ＲC2 圆藤芯 直径 = 4． 5 100． 0 3． 0 1． 0 22． 0
ＲC3 扁平藤芯 3． 5 1． 5 100． 0 2． 5 1． 0 22． 0
1． 2 试验方法
参照木材、竹材顺纹抗拉强度试验方法国家标准
GB/T 1938—2009《木材顺纹抗拉强度试验方法》和
GB/T 15780—1995《竹材物理力学性质试验方法》，在
SANS微机控制电子万能力学试验机上进行 5 种藤条
试样的顺纹拉伸测试，试验加载速度为 30 mm /min。
由于试样尺寸小，安装引伸计的难度较大，且会对试
样表面产生不必要的压力而导致试验误差。因此，试
验以上、下夹具间的拉伸位移作为拉伸形变。装夹试
样时，应保证试样安装在夹具的竖直正中心位置，试
样需完全夹紧，避免滑移现象。记录试样的破坏形
式、破坏时的拉伸载荷和抗拉强度，并根据拉伸应力
－应变曲线图计算试样的拉伸弹性模量。在有效部
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 林产加工与利用
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位之外发生破坏的试样视为无效试样，应予舍弃。
1． 3 数据处理
采用 SAS 9． 4 软件对数据进行统计分析。
2 结果与分析
2． 1 破坏形式
作为一种植物纤维材料，藤材在顺纹拉伸应力的
作用下会发生纤维脆裂(图 1a)，头层藤皮在有效部
位的中心位置发生均匀的纤维脆断，断口光滑不毛
糙。此外，两种藤皮材料的部分试样还会发生纤维的
撕裂破坏(图 1b)，纤维拉扯痕迹明显，且在试验过程
中伴有纤维的撕裂声。头层藤皮的实际有效试样数
量为 26 个，其中，脆裂破坏 20 个，撕裂破坏 6 个;二
层藤皮的实际有效试样数量为 20 个，其中，脆裂破坏
6 个，撕裂破坏 14 个。
图 1 典型断裂破坏形式
2． 2 应力－应变曲线
图 2 为典型的应力－应变曲线图，藤条在顺纹拉
伸过程中，主要分为两个阶段［14－15］:①0 点至 a 点之
间为弹性变形阶段，应力和应变值线性相关，符合胡
克定律。该阶段的破坏主要表现为纤维大分子链本
身键长和键角的拉伸变形;②a 点至 b 点之间为塑性
变形阶段，a点为拉伸屈服点，从 a 点开始，藤条开始
发生塑性变形，直至达到抗拉强度极限值，材料断裂，
无屈服和缩颈(局部塑性变形)现象。该阶段的纤维
破坏主要表现为大分子链间由于次价键破坏导致错
位滑移，到一定程度后，分子链间形成新的次价键，纤
维变形再次成为分子链键长和键角的变化。当变形
进入强化区，大分子链与次价键间发生断裂，从而导
致纤维破坏，此时的拉断应力即为抗拉极限强度。由
此可见，单叶省藤藤条具有较大的塑性拉伸变形能力
(塑性变形占材料总变形量的比例远大于弹性变
形)，且由弹性变形阶段到塑性变形阶段的过渡连
续、平滑，具有可塑性强、柔韧性好的优良工艺特性。
图 2 典型应力－应变曲线图
2． 3 顺纹抗拉强度
顺纹抗拉强度体现了藤编条在静拉伸的条件下，
顺纹方向受拉的极限承载能力。5 种藤编材料顺纹
抗拉强度值在 5%水平上差异显著(P ＜ 0． 05)，平均
值由大到小依次为:二层藤皮 ＞半圆藤芯 ＞圆藤芯 ＞
头层藤皮 ＞扁平藤芯(表 2)。具体分析如下:
1)ＲB1 和 ＲB2 藤皮材料的顺纹抗拉强度平均值
差异显著。头层藤皮是藤材的表皮，主要由一层排列
整齐的长方形细胞组成，称为“未木质化细胞”。二
层藤皮包含排列密集的维管束组织，纤维围绕韧皮部
及部分木质部形成鞘状，机械组织发达［5，8－9］，强度较
高。此外，单叶省藤的表皮有硅质层覆盖，弯曲时可
弹出硅沙，一般在采收后需进行“除沙”处理方可使
用［8］，从某种程度上也降低了其力学性能。
2)ＲC1、ＲC2 和 ＲC3 藤芯材料中，扁平藤芯的顺
纹抗拉强度平均值显著低于圆藤芯和半圆藤芯，而后
两者的顺纹抗拉强度平均值之间无显著差异，这主要
与它们的取材位置及其显微构造特征有关。出于加
工需要，圆藤芯、半圆藤芯取材通常接近于二层藤皮
部位，维管束排列紧密，纤维比量高，而扁平藤芯取材
于藤茎材的中心部位，维管束排列稀疏、纤维比量较
低。在均处于气干状态条件下，藤材抗拉强度与维管
束密度和纤维比量成正比［3－7］。因此，扁平藤芯的顺
纹抗拉强度显著低于其他两种藤芯材料。
3)与二层藤皮相比，藤芯材料的顺纹抗拉强度
平均值较小，且差异显著。从单叶省藤的横切面上
看，二层藤皮的维管束密度和纤维比量在显微构造上
的排列特征，决定了二层藤皮顺纹抗拉强度大于藤芯
材料。此外，藤材在使用前通常会用硫磺烟雾或漂白
粉进行漂白处理，对于藤材尤其是藤芯材的顺纹抗拉
强度影响较大［3，8］。
4)截面形状相同的头层藤皮与扁平藤芯，顺纹
抗拉强度平均值差异不显著(分别为 41． 10 和 35． 43
MPa)，是 5 种藤条试样中抗拉强度较低的两种材料。
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2． 4 拉伸弹性模量
拉伸弹性模量反映了材料抵抗拉伸弹性变形的能
力。5种藤编条的顺纹抗拉强度值在 5%水平上差异
显著(P ＜0． 05)，平均值由大到小依次顺序为:圆藤芯
＞半圆藤芯 ＞二层藤皮 ＞扁平藤芯 ＞头层藤皮。其
中，二层藤皮、半圆藤芯、圆藤芯 3 种材料的弹性模量
平均值差异不显著，但显著高于其他两种材料，3 种材
料取材位置接近，处于藤皮及维管束组织外围，纤维比
量高，维管束排列紧密，因此拉伸弹性模量较高。取自
表皮部位的头层扁平藤皮弹性模量最低，平均值仅为
287． 69 MPa，扁平藤芯取自藤茎材中心部位，其弹性模
量平均值 464． 31 MPa显著低于其他两种藤芯材料。
表 2 5 种藤编材料顺纹抗拉强度和拉伸弹性模量测试结果
编号 试样品种
顺纹抗拉强度 拉伸弹性模量
平均值 /MPa 变异系数 /% 平均值 /MPa 变异系数 /%
有效数量 /个
ＲB1 头层藤皮 41． 10 c 21 287． 69 c 20 26
ＲB2 二层藤皮 76． 68 a 46 544． 25 a 33 20
ＲC1 半圆藤芯 62． 42 b 29 548． 74 a 14 24
ＲC2 圆藤芯 54． 50 b 28 600． 04 a 13 23
ＲC3 扁平藤芯 35． 43 c 23 464． 31 b 22 24
注:不同小写字母表示差异显著(P ＜ 0． 05)。
2． 5 顺纹抗拉强度与拉伸弹性模量变化趋势比较
由表 2 可知，随着取材位置在径向上的变化，对
应的 5 种藤条试样顺纹抗拉强度和拉伸弹性模量平
均值均呈现出先增大后减小的趋势，其中，顺纹抗拉
强度值的变化更为明显。
与头层藤皮相比，二层藤皮的顺纹抗拉强度和拉
伸弹性模量都显著增加，分别增加 86． 57%和89． 18%。
由二层藤皮部位向内取材，半圆藤芯、圆藤芯的顺纹
抗拉强度值显著下降，与二层藤皮相比，分别降低了
18． 6%和 28． 94%;拉伸弹性模量值虽然出现了小幅
增加，但差异不显著。扁平藤芯取自藤茎材的中心部
位，其顺纹抗拉强度值最低，拉伸弹性模量值下降幅
度则较为缓和，与弹性模量值最高的圆藤芯相比，下
降约 22． 62%。
此外，作为藤茎材的最外层和最内层材料，头层
藤皮与扁平藤芯的顺纹抗拉强度平均值都较低，且无
显著差异，但扁平藤芯的拉伸弹性模量值却显著高于
头层藤皮。
3 结 论
单叶省藤藤条的径向取材位置对其顺纹抗拉强
度和拉伸弹性模量值具有显著影响，这主要是藤茎材
解剖构造上的径向变异对藤材力学性能的影响所致。
二层扁平藤皮、半圆藤芯和圆藤芯的顺纹抗拉强度和
拉伸弹性模量均显著优于头层扁平藤皮和扁平藤芯，
其中，顺纹抗拉强度的差异更为明显，而弹性模量变
化较为平缓。从整体看，取材位置沿径向由外向内，
藤编条的抗拉性能呈先增加后减小的变化趋势。
根据试验结论，结合实际应用需求，笔者提出以下
选材建议:二层扁平藤皮拉伸性能最优，适合用于对强
度和抗变形能力均要求较高的家具部位，如藤椅座面、
藤茶几桌面等;圆藤芯、半圆藤芯抗拉强度较高，抗变
形能力强，装饰立体感视觉效果好，但形状加工难度
大;头层扁平藤皮抗拉强度和弹性模量均较低，但因拥
有美丽的自然纹理而具有独特的审美情趣，多用于编
织强度要求一般、装饰要求高的部位，若用于装饰部
位，则可允许其存在少量的节子，增加纯朴自然的效
果;扁平藤芯的抗拉强度低于其他材料，但具有一定的
抗变形能力，且因其形状加工方便，对于强度要求一般
的产品而言，扁平藤芯是性价比较高的材料。
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(责任编辑 莫弦丰)
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