학술논문
不同预处理方法对木材细胞壁孔隙结构影响 / Effects of different pretreatment methods on the pore structure of wood cell wall
Document Type
Academic Journal
Author
Source
北京林业大学学报 / Journal of Beijing Forestry University. 45(11):140-151
Subject
Language
Chinese
ISSN
1000-1522
Abstract
[目的]探究水分所引发的木材细胞壁孔隙结构变化,并与微波处理、脱木质素处理等预处理方法进行比较,为木材改性提供科学依据.[方法]将20 mm(径向)×20 mm(弦向)×5 mm(轴向)的杨木和杉木试材分别通过泡水1 h和1个月的方法进行水分处理,在500 W条件下微波处理18 min,在酸性条件下使用亚氯酸钠脱除试材中部分木质素.通过扫描电子显微镜和氮气吸附测试表征处理材的细胞壁微观形貌与孔隙结构,比较不同处理方法对细胞壁厚度、比表面积、孔径分布及孔体积等的影响.[结果]水分处理后,杨木和杉木的细胞壁增厚,水分处理1 h试材的比表面积分别从1.535和1.154 m2/g增加到2.488和2.336 m2/g,水分处理1个月的试材比表面积进一步增加到2.822和2.940 m2/g.水分处理杨木试材在微、介孔范围内形成新的孔隙(造孔),且存在孔径增大(扩孔)现象.对于水分处理杉木试材,处理时间较短时其微孔范围内孔体积变化主要表现为扩孔效应,随着时间增加同时具有造孔和扩孔现象.在介孔范围中由于水溶性抽提物的脱除产生较大孔隙,并导致孔径的重新分布.微波处理杨木和杉木试材的细胞壁厚度和比表面积变化同与水分处理类似,处理后杨木试材中产生部分微孔,且杨木介孔及杉木孔径分布都表现为扩孔.脱木质素处理杨木和杉木的细胞壁厚度分别减少了1.79％和0.53％,但比表面积均增加,杉木试材中的微孔增加,其他孔径分布变化均因扩孔所致.[结论]水分处理能够改变木材细胞壁孔隙结构,杨木和杉木泡水1 h和1个月的作用效果与质量损失率分别为1.29％和3.33％的微波处理,以及脱除率分别为10.94％和8.06％的脱木质素处理相当,并且具有独特的孔径分布变化规律.3种处理方法由于作用机理不同,增大孔体积的方式在不同树种的不同孔径范围内不尽相同.本研究为选择科学高效的木材预处理方法提供了参考.