全 文 ：第 39 卷 第 12 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol． 39 No． 12
2011 年 12 月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Dec． 2011
1)安徽省自然科学基金项目(11040606M60)。
第一作者简介:王传贵，男，1963 年 7 月生，安徽农业大学林学与
园林学院，副教授。
通信作者:汪佑宏，安徽农业大学林学与园林学院，副教授。E－
mail:wangyh@ ahau． edu． cn。
收稿日期:2011 年 6 月 10 日。
责任编辑:戴芳天。
黄藤和单叶省藤的主要物理力学性质1)
王传贵 徐 鑫 汪佑宏 高龙芽 周 旭 张令峰 武 恒 刘杏娥
(安徽农业大学，合肥，230036) (国际竹藤网络中心)
摘 要 以黄藤(Daemonorops margaritae (Hance)Beccari)和单叶省藤(Calamus simplicifolius Wei．)为研究对
象，通过对其主要物理力学性质的研究，为其加工改性利用提供理论基础。研究结果表明:自基部向上，黄藤与单
叶省藤的抗弯弹性模量及强度、抗压弹性模量及强度均呈显著下降趋势，吸湿性、吸水性以及吸湿膨胀率、吸水膨
胀率在纵向上均呈增加趋势。
关键词 黄藤;单叶省藤;物理力学性质
分类号 Q949． 71+5
Main Physical and Mechanical Properties of Daemonorops margaritae and Calamus simplicifolius /Wang Chuangui，
Xu Xin，Wang Youhong，Gao Longya，Zhou Xu，Zhang Lingfeng，Wu Heng(College of Forestry and Landscape Architec-
ture，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，P． R． China) ;Liu Xing’e(International Centre for Bamboo and Rat-
tan)/ / Journal of Northeast Forestry University． －2011，39(12)． －132 ～ 133，136
An experiment was conducted to study the main physical and mechanical properties of Daemonorops margaritae and
Calamus simplicifolius in order to find the theoretical basis for the utilization of the two kinds of rattan． Results show that
the modulus of elasticity，elastic bending strength，compressive elastic modulus and compressive strength of the two canes
decreased obviously from the base to the crown，while the hygroscopicity，water absorption，expansion ratio，and swelling
rate increased in axial．
Keywords Daemonorops margaritae;Calamus simplicifolius;Physical and mechanical properties
棕榈藤(rattan)属于棕榈科单子叶藤类植物，是重要的可
再生非木材资源［1］。在世界上共有 13 属 600 多种，3． 5×107
万 hm2 以上的天然林中有棕榈藤的分布，其中亚洲分布有 10
属 300 ～ 400 种，仅东南亚区域分布面积就达 2． 92×107hm2。
我国分布有 3 属:省藤属(Calamus)、黄藤属(Daemonorops)和
钩叶藤属(Plectocomia) ，约 48 种，26 变种。目前在广东、广
西、海南、云南及福建等省也均有人工栽培。
棕榈藤茎藤条密度中等、轻便坚固、抛光度高、耐久性强，
而且美观素雅，因透气、柔韧、轻巧、坚固，且为可生物降解的健
康环保材料，是家具和工艺制品的优良材料，被广泛用于制造
桌、椅、茶几、沙发、床等藤制家具，以及果篮、灯笼等各种藤编
小饰品［2－3］。用藤编制的家具以及工艺品质感自然、手感清
爽、冬暖夏凉、舒适别致、柔韧性好，透气性强，符合人体功效学
的要求，而且外观典雅平实、美观大方、贴近自然，具有很高的
观赏性。自然清新的原色藤家具体现了现代人回归自然、追求
健康的生活理念，素有工艺美术品之美称，是传统的出口创汇
商品之一，具有很高的经济价值。20世纪 70年代以来，以原藤
为主要原料的藤家具工业和国际贸易迅速发展，目前，全球棕
榈藤的年贸易总额达 70亿左右。我国藤制家具每年进出口贸
易总额达 2亿美元以上，并以每年 10%的速度增长，具有很高
的商品价值，对于山区人民的发展具有重要意义［4］。
1 材料与方法
1． 1 材料
本试验所用材料黄藤、单叶省藤均为 15 年生左右，同采
伐于广西省凭祥市英阳林场;采收后去叶鞘、气干。仪器:
DHG－9146A型电热鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公
司) ;恒温恒湿箱 BINDER:KBF115#04－63203;万能力学试验
机 INSTRON5582Q7171。
1． 2 方法
1． 2． 1 抗弯弹性模量及抗弯强度
目前，国内外关于藤材力学性质的研究较少，有限的研究
也不具备系统性。因此，在实验过程中找不到可靠的标准来进
行加工和分析，综合考虑了木、竹、纤维和人造复合板材的力学
性质的国家标准进行预备实验，制定抗弯强度试验方案。参照
竹材抗弯弹性模量、抗弯强度测试标准 GB/T 15780—1995，试
材取整藤节，长 160 mm，即 D×160 mm(D为藤茎直径) ，采用中
央单点加荷，跨距 120 mm，以均匀速度加荷，在(60±30)s内使
试样破坏，见图 1。所有试材均在温度为 20 ℃、湿度 65%的条
件下调节含水率至平衡后，再进行力学试验。
图 1 藤材抗弯性能测试
1． 2． 2 抗压弹性模量及抗压强度
根据木材顺纹的抗压强度试验方法(GB 1935—91)的国
家标准和增强塑料压缩性能试验方法(GB /T 3356—1999)的
国家标准，分别设计了不同长度的试样，进行纵向压缩强度的
预备试验。
根据实验方案的摸索及最终的应力—应变曲线图的分析可
知(见图 2)，长试样在压缩实验时易于失去稳定，而且试样较长
时产生的初曲率及材料的缺陷对压缩试验结果影响较大，不满足
要求。根据实验的应力—应变曲线和抗压破坏情况，确定测试黄
藤和单叶省藤的抗压强度测试试样的最佳长度分别为4、5 cm，试
件尺寸分别为 D×4 cm和 D×5 cm，即长度为 2 ～ 3 倍直径(见图
3)。抗压试样从抗弯试样破坏后的一端截取。
1． 2． 3 密度及尺寸稳定性测试
在抗弯强度测试后的破坏试件上，参照国标 GB 1933—
91《木材密度测定方法》和国标 GB /T 15780—1995《竹材物理
力学性质实验方法》规定截取长度为 2 cm的样品作为密度试
件，即试件尺寸为 D×2 cm(D为藤茎直径) ，经过气干、绝干后
分别测定其体积膨胀(收缩)率、吸湿率及吸水率。
图 2 藤材抗压性能测试
(a)黄藤 (b)单叶省藤
图 3 棕榈藤材抗弯应力—应变曲线
2 结果与分析
2． 1 密度
密度一般包括气干密度、基本密度、生材密度和绝干密
度。一般而言，密度与其力学强度存在一定正相关关系，即密
度越大，其对应的力学强度往往也越大。黄藤的气干密度为
0． 46 g /cm3，单叶省藤为 0． 55 g /cm3;黄藤的绝干密度为 0． 43
g /cm3，单叶省藤为 0． 52 g /cm3;黄藤基本密度为 0． 39 g /cm3，
单叶省藤为 0． 47 g /cm3。单叶省藤的密度明显大于黄藤(见
表 1)。由于密度与力学强度存在一定正相关关系，即密度越
大，其对应的力学强度往往也越大，可以初步推断单叶省藤的
力学强度要大于黄藤。
表 1 2 种藤材的密度
藤 种
气干密度
平均值 /
g·cm－3
标准方差 /
g·cm－3
变异系
数 /%
绝干密度
平均值 /
g·cm－3
标准方差 /
g·cm－3
变异系
数 /%
基本密度
平均值 /
g·cm－3
标准方差 /
g·cm－3
变异系
数 /%
黄 藤 0． 46 0． 08 17． 67 0． 43 0． 05 12． 25 0． 39 0． 08 17． 01
单叶省藤 0． 55 0． 08 14． 29 0． 52 0． 07 14． 20 0． 47 0． 06 16． 24
2． 2 吸湿吸水及干缩性
2． 2． 1 吸湿率和吸水率
黄藤的吸湿率为 9． 23%，在 8． 83% ～ 9． 98%变化，单叶
省藤为 9． 05%，在 8． 51% ～ 10． 00%变化;黄藤的吸水率为
144． 76%，在 82． 73% ～ 196． 25%变化，单叶省藤的吸水率为
117． 95%，在 70． 96% ～233． 46%变化。可以看出，黄藤比单叶
省藤更易吸收水分，而且其变异性也小于单叶省藤(见表 2)。
2． 2． 2 干缩湿胀性
黄藤的体积干缩率为 0． 42%，在 0． 29% ～ 0． 76%变化，
单叶省藤为 0． 48%，在 0． 36% ～ 0． 80%变化;黄藤的吸湿体积
膨胀率为3． 78%，在0． 62% ～6． 27%变化，单叶省藤为4． 37%，在
1． 66% ～ 8． 98%变化;黄藤的吸水体积膨胀率为 10． 48%，在
3 ． 19% ～ 26． 01%变化，单叶省藤为13 ． 15%，在5 ． 93% ～
40． 00%变化。可以看出黄藤的尺寸稳定性要优于单叶省藤，
但两者的变异性都很大(见表 3)。
表 2 2 种藤材的吸湿率和吸水率
藤 种
吸湿率
平均
值 /%
标准方
差 /%
变异系
数 /%
吸水率
平均
值 /%
标准方
差 /%
变异系
数 /%
黄 藤 9． 23 0． 30 3． 27 144． 76 28． 79 19． 89
单叶省藤 9． 05 0． 35 3． 85 117． 95 39． 23 33． 26
表 3 2 种藤材的干缩湿胀性
藤 种
体积干缩率
平均值 /% 标准方差 /% 变异系数 /%
吸湿体积膨胀率
平均值 /% 标准方差 /% 变异系数 /%
吸水体积膨胀率
平均值 /% 标准方差 /% 变异系数 /%
黄 藤 0． 42 0． 10 24． 47 3． 78 1． 01 26． 67 10． 48 4． 67 44． 54
单叶省藤 0． 48 0． 12 25． 32 4． 37 1． 21 27． 72 13． 15 6． 31 47． 97
2． 3 主要力学性质
黄藤的抗弯弹模为 1 525． 46 MPa，单叶省藤为 1 375． 32
MPa;黄藤的抗弯强度为 57． 62 MPa，单叶省藤为 67． 88 MPa;
黄藤的抗压弹模为 1 198． 49 MPa，单叶省藤为 1 597． 18 MPa;
黄藤的抗压强度为 23． 54 MPa，单叶省藤为 31． 59 MPa。除抗
弯弹性模量外，其他 3 项指标单叶省藤均大于黄藤，与密度部
分得出结论相符。另外，单叶省藤各项力学指标的变异系数
都要比黄藤大，宏观上是其直径变异性的体现，在微观上则由
其纤维比量及形态的变异性决定(见表 4)。
3 结论
黄藤的气干密度、绝干密度和基本密度分(下转 136 页)
331第 12 期 王传贵等:黄藤和单叶省藤的主要物理力学性质
看，葡萄藤材的纤维均整性较好，柔韧性和可塑性较差，刚性较
高，所以加工利用时对生产工艺制定和设备的选择应充分予以
考虑。根据葡萄藤材的红外光谱图可以初步推断出葡萄藤材
中的木质素主要为紫丁香基型和愈疮木基型结构［6］107。结合
化学组成和红外光谱特征分析，发现葡萄藤材的化学结构与阔
叶木材相似，这为葡萄藤材制造人造板提供了一定的依据。
参 考 文 献
［1］ 刘伟新，李九如． 葡萄藤茎的生药学研究［J］． 新疆中医药，
2006，24(4) :58．
［2］ 许炯，刘羽，韦巧云．竹纤维在 1 100 ～ 950 cm－1区间的红外吸收
光谱分析［J］．浙江林业科技，2010，30(2) :1－5．
［3］ 贾敬华，金东青．稻草改性的红外光谱分析［J］．环境保护科学，
2008，34(2) :104－116．
［4］ 华毓坤．人造板工艺学［M］．北京:中国林业出版社，2002．
［5］ 成俊卿．木材学［M］．北京:中国林业出版社，1985．
［6］ 李坚．木材波谱学［M］．北京:科学出版社，2003:99－109．
［7］ 邹志明，周清平．一枝黄花的红外光谱法分析［J］．时珍国医国
药，2007，18(2) :312－313．
［8］ 陈方，陈嘉翔．桉木化机浆的傅里叶变换红外光谱分析［J］． 华
南理工大学学报，1995，23(10) :89－95．
［9］ 刘杰，韩卿．红外光谱技术在木质素结构研究中的应用［J］． 江
苏造纸，2010(3) :

25－33．
(上接 133 页)别为 0． 46、0． 43、0． 39 g /cm3，而单叶省藤的气
干密度、绝干密度和基本密度分别为 0． 55、0． 52、0． 47 g /cm3。
单叶省藤的密度明显大于黄藤。
表 4 2 种藤材的主要力学性质
藤 种
抗弯模量
平均值 /
MPa
标准方
差 /MPa
变异系
数 /%
抗弯强度
平均值 /
MPa
标准方
差 /MPa
变异系
数 /%
抗压模量
平均值 /
MPa
标准方
差 /MPa
变异系
数 /%
抗压强度
平均值 /
MPa
标准方
差 /MPa
变异系
数 /%
黄 藤 1 525． 46 320． 76 21． 03 57． 62 9． 87 17． 14 1198． 49 285． 67 23． 84 23． 54 3． 46 14． 70
单叶省藤 1 375． 32 600． 08 43． 63 67． 88 16． 81 24． 77 1 597． 18 453． 58 28． 40 31． 59 6． 20 19． 63
黄藤的吸湿率、吸水率分别为 9． 23%、144． 76%，单叶省
藤吸湿率、吸水率分别为 9． 05%、117． 95%。黄藤比单叶省
藤更易吸湿和吸收水分。
黄藤和单叶省藤的体积干缩率分别为 0． 42%和 0． 48%;
黄藤、单叶省藤的吸湿体积膨胀率分别为 3． 78%和 4． 37%，
吸水体积膨胀率分别为 10． 48%和 13． 15%。可以看出黄藤
的尺寸稳定性要优于单叶省藤。
黄藤、单叶省藤的抗弯弹模分别为 1 525． 46、1 375． 32
MPa，抗弯强度分别为57 ． 62、67 ． 88MPa，抗压弹模分别为
1 198． 49、1 597． 18 MPa，抗压强度分别为 23． 54、31． 59 MPa，
除抗弯弹性模量外，其他 3 项指标单叶省藤均大于黄藤。
参 考 文 献
［1］ 江泽慧．世界竹藤［M］．沈阳:辽宁科学技术出版社，2002:566－
569．
［2］ 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．
［3］ 袁哲．藤家具的研究［D］．南京:南京林业大学，2006．
［4］ 蔡则谟，许煌灿，尹光天，等．棕榈藤利用的研究与进展［J］． 林
业科学研究，2003，16(4) :479－487．
631 东 北 林 业 大 学 学 报 第 39 卷