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我国竹资源丰富，竹产业发展迅猛，合理利用竹产业加工剩余物，实现全竹资源化利用，有利于竹产业健康、稳定、持续发展。本研究以竹及其衍生物为研究对象，探索竹质复合材最佳制备工艺，分析竹质复合材力学性能、挥发物特性、耐热特性、抑菌特性，解析竹质复合材的复合机理及挥发物减量机理。具体研究结论如下:
1.获得最佳制备工艺。采用正交试验方法和响应面方法研究竹醋液处理时间、热压温度、热压压力、热压时间对竹质复合材力学性能的影响。综合试验结果和可行性，得出最佳制备工艺:竹醋液处理时间15min，热压温度165℃，热压压力4MPa，热压时间15min。热压温度和竹醋液处理时间是影响竹质复合材力学性能的主要因素。
2.阐明竹质复合材的性能。①力学性能，验证试验结果，静曲强度、内结合强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率分别为14.54MPa、0.88MPa、2225.24MPa、4.05％。均符合GB/T4897-2015力学性能的要求。②挥发物特性，采用TD-GC-MS方法得出竹质复合材挥发物的酸味来源于乙酸、油酸及酚类物质，烟熏味道来源于愈创木酚以及苯酚衍生物，香甜气味来源于丁香醛、香草醛、糠醛等。③耐热特性，采用热重分析方法得出失重的主要阶段是第二阶段，热压过程中，纤维素和热解产物糠醛等于木素发生反应，生成更多胶黏成分，阻碍竹纤维的分解，提高了竹质复合材的热稳定性。④抑菌特性，采用抑菌圈试验方法对竹质复合材的抑菌特性进行研究，延长竹醋液处理时间，抑菌效果增强。竹醋液中的有机酸、酚类、酮类、醛类、醇类有很强的抑菌效果，使细菌失去活性，干扰微生物的新陈代谢，抑制微生物的滋生速度。
3.解析竹质复合材的复合机理。化学成分分析、红外光谱分析、核磁共振分析、X射线衍射分析结果:①竹醋液中的水分子进入无定形区，与游离羟基结合，或者与纤维素的羟基结合形成氢键，亲水的游离羟基数目减少，使得竹质复合材具有良好的结合力，有利于增强竹质复合材的强度;②木质素和半纤维素水解形成戊糖及甲酸、乙酸等酸性物质，竹醋液本身含有乙酸、油酸等多种酸性成分，在这种酸性催化作用下，戊糖脱水形成糠醛，与酚类物质缩合生成稳定的具有胶粘效果的新聚合物;③木质素在玻璃化温度以上，软化变粘，具有一定的胶粘力，增强了竹纤维之间的内部结合。SEM断面形貌图从微观上印证了以上结论，与纯竹粉压板对比，竹质复合材的断面空隙小，断面结构致密，表面平整均匀，纤维形态趋于规则。
4.探索挥发物减量后竹质复合材的性能和复合机理。竹质复合材酸味、烟熏味浓烈，为此，添加竹炭和TiO2，制备挥发物减量后竹质复合材。①力学性能，静曲强度、内结合强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率分别为15.22MPa，1-10MPa，2275.01MPa，2.95％。与竹质复合材对比，添加竹炭和TiO2后，力学性能有一定提升。②挥发物特性，添加了竹炭和TiO2后，与未添加竹炭和TiO2的复合材相比，酸类、酯类、酚类含量显著降低。酸味和烟熏味道降低的主要原因是竹炭有很强的吸附作用，TiO2能够促使竹炭吸附后的化合物向TiO2转移，竹炭与TiO2的协同作用，加快了对挥发物的吸附速度。③耐热特性，添加了竹炭和TiO2的竹质复合材的试样的热稳定性有一定程度的提高。TiO2表面可以附着化学吸附水，吸附水可以与竹材纤维素中的羟基相互作用，使TiO2晶粒沉积在竹材表面或者进入其细胞腔，这些品粒阻碍了部分水分和氧气进入竹质复合材，在一定程度上，改善了竹材的耐热性能。④抑菌特性，竹炭、TiO2和竹醋液的协同作用增强了竹质复合材的抑菌性能。竹炭能将吸附的有毒、有害物质及细菌等其它物质。TiO2能促使复合材粉末中生成-OH、O2-、H2O2等强氧化物质，这些强氧化性物质穿透细菌的细胞壁，抑制细菌滋生。⑤挥发物减量后的竹质复合材气味等级为1.5级，符合Q/SFYTJ15-2015家居材料气味检测方法及技术要求。
采用化学成分分析、红外光谱、核磁共振分析，X射线衍射分析、SEM等技术方法揭示了挥发物减量后竹质复合材的复合机理与竹质复合材的复合机理基本相同。
1.获得最佳制备工艺。采用正交试验方法和响应面方法研究竹醋液处理时间、热压温度、热压压力、热压时间对竹质复合材力学性能的影响。综合试验结果和可行性，得出最佳制备工艺:竹醋液处理时间15min，热压温度165℃，热压压力4MPa，热压时间15min。热压温度和竹醋液处理时间是影响竹质复合材力学性能的主要因素。
2.阐明竹质复合材的性能。①力学性能，验证试验结果，静曲强度、内结合强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率分别为14.54MPa、0.88MPa、2225.24MPa、4.05％。均符合GB/T4897-2015力学性能的要求。②挥发物特性，采用TD-GC-MS方法得出竹质复合材挥发物的酸味来源于乙酸、油酸及酚类物质，烟熏味道来源于愈创木酚以及苯酚衍生物，香甜气味来源于丁香醛、香草醛、糠醛等。③耐热特性，采用热重分析方法得出失重的主要阶段是第二阶段，热压过程中，纤维素和热解产物糠醛等于木素发生反应，生成更多胶黏成分，阻碍竹纤维的分解，提高了竹质复合材的热稳定性。④抑菌特性，采用抑菌圈试验方法对竹质复合材的抑菌特性进行研究，延长竹醋液处理时间，抑菌效果增强。竹醋液中的有机酸、酚类、酮类、醛类、醇类有很强的抑菌效果，使细菌失去活性，干扰微生物的新陈代谢，抑制微生物的滋生速度。
3.解析竹质复合材的复合机理。化学成分分析、红外光谱分析、核磁共振分析、X射线衍射分析结果:①竹醋液中的水分子进入无定形区，与游离羟基结合，或者与纤维素的羟基结合形成氢键，亲水的游离羟基数目减少，使得竹质复合材具有良好的结合力，有利于增强竹质复合材的强度;②木质素和半纤维素水解形成戊糖及甲酸、乙酸等酸性物质，竹醋液本身含有乙酸、油酸等多种酸性成分，在这种酸性催化作用下，戊糖脱水形成糠醛，与酚类物质缩合生成稳定的具有胶粘效果的新聚合物;③木质素在玻璃化温度以上，软化变粘，具有一定的胶粘力，增强了竹纤维之间的内部结合。SEM断面形貌图从微观上印证了以上结论，与纯竹粉压板对比，竹质复合材的断面空隙小，断面结构致密，表面平整均匀，纤维形态趋于规则。
4.探索挥发物减量后竹质复合材的性能和复合机理。竹质复合材酸味、烟熏味浓烈，为此，添加竹炭和TiO2，制备挥发物减量后竹质复合材。①力学性能，静曲强度、内结合强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率分别为15.22MPa，1-10MPa，2275.01MPa，2.95％。与竹质复合材对比，添加竹炭和TiO2后，力学性能有一定提升。②挥发物特性，添加了竹炭和TiO2后，与未添加竹炭和TiO2的复合材相比，酸类、酯类、酚类含量显著降低。酸味和烟熏味道降低的主要原因是竹炭有很强的吸附作用，TiO2能够促使竹炭吸附后的化合物向TiO2转移，竹炭与TiO2的协同作用，加快了对挥发物的吸附速度。③耐热特性，添加了竹炭和TiO2的竹质复合材的试样的热稳定性有一定程度的提高。TiO2表面可以附着化学吸附水，吸附水可以与竹材纤维素中的羟基相互作用，使TiO2晶粒沉积在竹材表面或者进入其细胞腔，这些品粒阻碍了部分水分和氧气进入竹质复合材，在一定程度上，改善了竹材的耐热性能。④抑菌特性，竹炭、TiO2和竹醋液的协同作用增强了竹质复合材的抑菌性能。竹炭能将吸附的有毒、有害物质及细菌等其它物质。TiO2能促使复合材粉末中生成-OH、O2-、H2O2等强氧化物质，这些强氧化性物质穿透细菌的细胞壁，抑制细菌滋生。⑤挥发物减量后的竹质复合材气味等级为1.5级，符合Q/SFYTJ15-2015家居材料气味检测方法及技术要求。
采用化学成分分析、红外光谱、核磁共振分析，X射线衍射分析、SEM等技术方法揭示了挥发物减量后竹质复合材的复合机理与竹质复合材的复合机理基本相同。