熱處理對柚木木材主要化學(xué)組分及其結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、高溫熱處理能夠有效地改善木材性能，木材熱處理實質(zhì)上是通過溫度來改變木材主要組分的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，進而改善木材的性能。深入研究熱處理對木材主要組分的影響，可為進一步揭示溫度對木材的作用提供理論基礎(chǔ)，有助于拓寬熱處理材的應(yīng)用領(lǐng)域，提高木材資源的有效利用。本文以柚木（Tectona grandisL.F.）為研究對象，采用蒸汽介質(zhì)熱處理的方法，分別在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃和220℃六個溫度條件下，對試材進行2小時的熱處理

2、，處理環(huán)境的氧氣含量低于2％。利用化學(xué)成分分析方法，研究柚木熱處理材主要組分的含量變化;運用紅外光譜分析熱處理對柚木主要組分分子結(jié)構(gòu)的影響，并對其影響進行量化評價;借助二維相關(guān)紅外光譜，分析柚木熱處理材主要組分分子結(jié)構(gòu)的官能團對熱微擾的敏感程度，及熱處理溫度對其官能團熱敏感性的影響。本文旨在利用紅外光譜和二維相關(guān)紅外光譜技術(shù)，在分子結(jié)構(gòu)水平上，分析熱處理對柚木木材化學(xué)成分的影響，為進一步揭示溫度對木材改性的作用機理提供理論基礎(chǔ)。

3、　　結(jié)合以上研究內(nèi)容，得到結(jié)果如下:
　　(1)經(jīng)熱處理后，柚木木材主要組分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量都發(fā)生變化，纖維素和半纖維素含量下降，木質(zhì)素的相對含量上升。
　　(2)化學(xué)成分分析結(jié)果表明，熱處理過程中，柚木木材主要組分開始發(fā)生劇烈熱降解的溫度不同。半纖維素從140℃開始發(fā)生比較劇烈的熱降解，160～180℃反應(yīng)最為劇烈，200℃時反應(yīng)基本完成;纖維素的熱降解從180℃開始明顯加劇;木質(zhì)素在120～220℃的熱處理

4、溫度區(qū)間內(nèi)并未發(fā)生劇烈的降解。
　　(3)紅外光譜分析結(jié)果表明，熱處理過程中，歸屬于半纖維素C=O伸縮振動和C-O伸縮振動的吸收峰的相對強度下降，說明半纖維素發(fā)生降解;C=O伸縮振動吸收峰相對強度的下降表明C=O濃度的降低，半纖維素發(fā)生脫乙?；磻?yīng)生成乙酸，乙酸又促進碳水化合物的水解。歸屬于纖維素吸著水O-H彎曲振動的吸收峰相對強度的下降，表明纖維素中吸著水的喪失;歸屬于O-H締合吸收帶吸收峰相對強度的變化，代表氫鍵濃度的變化，預(yù)

5、示著熱處理過程中氫鍵的斷裂和新生。木質(zhì)素紅外光譜圖的吸收峰相對強度變化較小，表明木質(zhì)素結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。
　　(4)二維相關(guān)紅外光譜分析結(jié)果表明，柚木綜纖維素和纖維素對熱微擾最敏感的官能團是吸著水的O-H鍵，木質(zhì)素對熱微擾最敏感的官能團是芳香環(huán)結(jié)構(gòu)。熱處理溫度對柚木木材及其主要組分分子結(jié)構(gòu)的官能團熱敏感性的影響不同，總體規(guī)律是，大部分官能團對熱微擾的敏感程度，都隨著熱處理溫度的升高而呈現(xiàn)波動式下降的趨勢。
　　(5)對柚木試材苯