熱處理對柚木木材主要化學組分及其結構的影響.pdf

1、高溫熱處理能夠有效地改善木材性能，木材熱處理實質上是通過溫度來改變木材主要組分的結構與性質，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，有助于拓寬熱處理材的應用領域，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構的影響，并對其影響進行量化評價;借助二維相關紅外光譜，分析柚木熱處理材主要組分分子結構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紅外光譜技術，在分子結構水平上，分析熱處理對柚木木材化學成分的影響，為進一步揭示溫度對木材改性的作用機理提供理論基礎。

3、　　結合以上研究內容，得到結果如下:
　　(1)經熱處理后，柚木木材主要組分纖維素、半纖維素和木質素的含量都發(fā)生變化，纖維素和半纖維素含量下降，木質素的相對含量上升。
　　(2)化學成分分析結果表明，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℃反應最為劇烈，200℃時反應基本完成;纖維素的熱降解從180℃開始明顯加劇;木質素在120～220℃的熱處理

4、溫度區(qū)間內并未發(fā)生劇烈的降解。
　　(3)紅外光譜分析結果表明，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)生脫乙酰基反應生成乙酸，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

5、示著熱處理過程中氫鍵的斷裂和新生。木質素紅外光譜圖的吸收峰相對強度變化較小，表明木質素結構比較穩(wěn)定。
　　(4)二維相關紅外光譜分析結果表明，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，木質素對熱微擾最敏感的官能團是芳香環(huán)結構。熱處理溫度對柚木木材及其主要組分分子結構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