水分对木材细胞壁孔隙结构影响研究进展

木材是一种具有多级孔隙结构的天然可再生资源,其孔隙构造尤其是细胞壁孔隙结构至关重要。细胞壁孔隙结构的研究是木材加工的理论基础,对于提高木材综合利用率具有重要的现实意义。本文简要介绍了木材孔隙的种类及其表征技术,在此基础上梳理了水分对木材细胞壁孔隙结构影响的相关研究成果,总结了目前由水分引发的木材细胞壁孔隙结构变化领域仍存在的一些问题与挑战,对未来的发展方向及其前景进行展望,以期为深入揭示木材与水分的相互作用提供参考。     

碱木质素与超支化聚丙烯酸酯乳液复配改性速生青杨的尺寸稳定性研究

【目的】为提升木质素对人工林速生材的尺寸稳定性,本研究提出利用碱木质素与超支化聚丙烯酸酯乳液(HBPA)对速生青杨复合改性的方法。【方法】通过在碱木质素中引入HBPA乳液,配制了质量分数1.31%的碱木质素与质量分数4.00%、8.00%的HBPA乳液的复配乳液(4HL、8HL组),然后分别将碱木质素、HBPA乳液和复配乳液浸渍处理速生青杨,基于改性材的质量增加率、增容率和扫描电镜探究浸渍效果;利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱分析HBPA乳液的聚合情况以及改性材化学组分的变化;通过吸水、吸湿性试验对试材的尺寸稳定性进行评价;并对试材的顺纹抗压强度进行测试。【结果】微观上,随着乳液质量分数的增大,固化后黏附在细胞腔内的乳液越多,整体被改性剂填充的导管和木纤维的数量也相应增多。宏观上,随着乳液质量分数的增大,改性材的质量增加率和增容率也相应提高,复配乳液改性材的4HL组质量增加率和增容率分别为8.14%和3.14%,8HL组质量增加率和增容率为15.05%和3.36%,且复配乳液改性材的质量增加率大于碱木质素和HBPA乳液改性材的质量增加率之和;相对于未改性材,复配乳液改性材4HL组和8H...     

不同含水率状态下木材细胞壁孔径分布变化

【目的】探究由水分所引发的木材细胞壁孔隙结构变化规律与机制,为木材的热质转移、渗透性以及木材改性提供理论指导。【方法】将杨木和杉木分别制成5 mm(径向)×5 mm(弦向)×1 mm(轴向)的木片,基于氮气吸附法、差示扫描热孔计法考察试样在绝干状态、气干状态、纤维饱和状态和饱水状态4种典型水分状态下的孔径分布、比表面积、孔体积等特征参数,并对比不同状态和不同树种间的孔隙结构差异。【结果】木材细胞壁孔径大多在10 nm以下,尤其以4 nm以下为主,10 nm以上孔隙相对较少;随着含水率的提升,木材细胞壁孔径分布曲线显著升高,从气干状态到纤维饱和状态,杨木和杉木的孔径分布最大值分别增加了52.73%和58.62%,而从纤维饱和状态到饱水状态,两者分别增加了435.24%和470.43%。【结论】在木材由绝干状态逐渐吸湿,以及吸水至饱水状态的过程中,木材细胞壁孔隙体积呈明显增大趋势。在木材达到饱水状态后,细胞壁孔隙体积增大至极限,但由于自由水的冰点下降,其在-2℃左右产生大量吸热信号进而干扰测量结果,故此时差示扫描热孔计法所测得的孔径分布参考范围有限。不同树种间孔隙分布差异不明显。