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【目的】探究考古木材与现代木材在水分吸附热力学方面的不同及原因，旨在提高出土饱水木质文物的尺寸稳定性，可以为出土饱水考古木材的保护研究提供理论依据。【方法】以古代与现代柏木为研究对象，分别采用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱表征试材的微观形貌和化学基团；利用动态水分吸附分析分别测定25和50℃下的试材吸湿和解吸等温吸附曲线，并基于Hailwood-Horrobin水分吸着理论进行拟合，结合Clausius-Clapeyron公式分别计算试材的微分吸着热QS、自由能变化ΔG及微分吸着熵ΔS，分析考古试材与现代试材在吸附热力学量的差异。【结果】与现代木材相比，考古木材的细胞壁腐朽明显，产生大量细胞壁孔洞，并有菌丝体的存在。考古木材纤维素、半纤维素降解严重，而木质素相对含量升高，且极性基团-OH、-COOH含量减少。在一定温度下，考古木材的平衡含水率大于现代木材，而QS、ΔS值均低于现代木材，并在含水率5%处产生拐点，该拐点对应单分子层吸着水达到饱和；另一方面，考古木材和现代木材的ΔG值差异不大；考古木材在吸湿平衡态下QS、ΔG、ΔS值小于解吸平衡态的值。【结论】考古木材在经历长时间腐蚀后，细... 相似文献
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赵广杰 《北京林业大学学报》1997,19(3):63-68
该文根据其作者提出的关于木材细胞壁无定形区域中吸着水的介电弛豫机构模型，就木材细胞壁无定形区域中吸着水的束缚能Ｕ和活化焓ΔＨ，束缚能Ｕ和含水率Ｗ之间的相关关系，束缚能的定量表达式，吸着水的总势能等方面作了一些讨论．在此基础上，依照Ｋｉｒｋｗｏｏｄ Ｆｏｕｓ理论，从Ｓｍｏｌｕｃｈｏｗｓｋｉ方程出发，建立了描述在介电弛豫过程中，木材细胞壁无定形区域中的吸着水分子切断同木材吸着点之间形成的氢键结合进行回转取向运动的扩散方程．同时，讨论了吸着水扩散方程在特定情形下的形式解 相似文献
3.
研究了以水蒸汽为保护气体,温度170～210℃、时间2～6 h 为热处理条件下越南安息香木材的耐软腐性能、pH值变化,以及腐朽后木材细胞壁破坏情况。结果表明,随着热处理温度升高和热处理时间延长,越南安息香木材耐软腐性能提高;软腐试验后,失重率从未处理的33.52%减少至处理210℃,6 h时的1.60%。软腐菌的侵蚀导致木材的pH值增加,即酸性减弱;同时,pH值变化率随着木材受腐朽程度（失重率）增加而提高,未处理材的pH值提高了22.46%。随着热处理温度升高和热处理时间延长,木材软腐前后pH值的差异减小,pH值变化率从处理170℃,2 h时的22.43% 减少至处理210℃,6 h时的0.10%。与失重率变化趋势相似。软腐菌的侵蚀使越南安息香木材构造发生变异,受细胞腔中的软腐菌菌丝侵蚀细胞壁,在细胞壁上有很多V形穿孔槽。 相似文献
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为了揭示真空热处理对日本落叶松Larix kaempferi木材的作用机制,以日本落叶松木材为研究对象,分别在160,180,200,220和240℃的条件下对木材进行真空-常压热处理4 h。采用X射线衍射法研究了热处理对木材结晶性能的影响;利用傅里叶红外光谱、固体核磁共振和电子自旋共振分析了木材在热处理过程中化学基团和表面自由基的变化。结果表明:经真空度为0.05~0.09 MPa联合常压热处理后,木材纤维素结晶度的变化趋势为先增大,后减小,再增大。未处理材结晶度为36.21%,热处理温度为160,180,200,220和240℃时,木材的结晶度分别为43.56%,46.26%,32.09%,32.66%和37.97%。随着热处理温度的升高,木材中羰基官能团减少,热处理过程中木材半纤维素发生降解脱除乙酰基,酚型木素结构单元增多,醚化木质素结构单元减少。热处理前后木材表面自由基类型未发生改变,随着热处理温度的升高,木材表面自由基的数量增加。真空热处理对半纤维素与木质素产生了不同程度的影响,对纤维素的影响相对较小,通过对不同热处理条件下日本落叶松木材化学性质的分析,进一步阐释了真空热处理对木材的作用机制。图3表2参23 相似文献
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赵新淮 《东北农业大学学报》1997,28(4):384-388
利用扩散平衡法对两种大豆制品——加糖大豆粉、牛奶豆乳粉的水吸附进行研究，测定了它们在２０℃及３５℃时的吸附曲线，并建立了与实际结果相吻合的水吸附数学模型；对净等量吸附热（ΔＨｓＴ）进行了计算。结果表明，ΔＨｓＴ不仅随食品中水分含量的增加而急剧降低并趋近于零，而且还受温度的影响。这两种大豆制品适宜的贮存水分含量分别为１．５ｇ／１００ｇ和２．３ｇ／１００ｇ。 相似文献
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以人工林杉木为试材,对分别用热油和热空气为介质,在温度为180℃、200℃和220℃分别热处理1 h、3h和5h后试件的抗吸水率、抗胀率和表面接触角进行了测定,并用化学法分析了处理材主要成分的变化.结果表明:热处理后试件的尺寸稳定性能均显著高于未处理对照材(P＜0.05).且随温度的升高、处理时间的延长,木材的尺寸稳定性明显增加;在隔氧的油介质中进行热处理,试件的尺寸稳定性明显高于热空气处理材.对处理材主要化学成分的分析表明热处理使木材尺寸稳定的机理是处理过程中木材细胞壁组分尤其是半纤维素和少量的纤维素发生了化学降解. 相似文献
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蒸汽介质热处理对竹材表面润湿性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
选取蒸汽介质热处理方法对毛竹材进行表面处理,利用液滴法测定热处理前后蒸馏水、甲酰胺和二碘甲烷在其表面的接触角,并采用傅立叶变换红外光谱技术探讨热处理竹材表面化学组分变化,进一步说明热处理对竹材表面润湿性的影响。结果表明,热处理温度和时间对竹材表面润湿性均有显著影响;与未处理竹材相比,热处理竹材表面接触角均增大。不同润湿液体在竹材表面的润湿程度不一样。热处理后竹材细胞壁组分发生变化,纤维素、半纤维素发生热降解,其含量降低,羟基减少,使得竹材表面润湿性降低。 相似文献
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[目的]研究实木地暖地板用木材经不同工艺热处理后的颜色变化规律,改善热处理后基材颜色较深问题。[方法]以3种树种栎木(Quercus mongolica Fisch.ex Turcz.)、桦木(Betula alnoides Buch.-Ham.ex D.Don)和柚木(Tectona grandis Linn.f.)为研究对象,采用常压湿空气为传热介质,以温度120～200℃、时间2～6 h的处理条件对其进行热处理,通过色饱和度差(ΔC~*)、色相差(ΔH~*)、总体色差(ΔE~*)等指标对热处理后木材颜色变化进行表征。[结果]木材材性对ΔC~*影响较大,不同木材的ΔC~*变化规律有较大差异。随着热处理温度的升高和时间的延长,栎木、柚木ΔC~*减小,颜色趋于暗淡;桦木在140～180℃的温度范围内ΔC~*增大,颜色较热处理前更鲜明。3种木材的ΔH~*和ΔE~*均呈增加趋势,但ΔE~*变化规律较ΔH~*更明显,可通过工艺参数来准确调控。[结论]栎木色相变化的临界温度为180℃,桦木、柚木的临界温度为160℃。 相似文献
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《东北林业大学学报》2015,(12)
以落叶松木材为研究对象,分别在160、180、200、220、240℃的条件下对其进行真空热处理4 h。测试了不同极性的液体在木材表面的接触角,并计算了木材的表面自由能;利用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析了木材在热处理过程中官能团和表面化学成分的变化。结果表明:经真空热处理后,木材的润湿性下降;极性不同的液体在落叶松热处理材表面的接触角大于在未处理木材表面的接触角。随着热处理温度的升高,木材的表面自由能呈下降趋势。红外谱图显示,随着热处理温度的升高,木材中羟基吸收峰与羰基吸收峰的强度均呈下降趋势,部分木质素成分发生降解。XPS测试结果显示,热处理后落叶松表面C元素相对值增加,氧碳比下降,从C原子结合形式来看,C1相对值增加,C2呈减少的趋势,C3无明显变化规律。 相似文献
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以花旗松为试材,采用平板加热工艺在温度为180、220℃条件下进行热处理,使试材表层温度达到160℃而芯层温度控制在150℃内,制备一种具有非均匀结构的新型热改性材,并探讨热处理材表芯层吸湿性能及化学组分差异。结果表明:平板加热法可以在木材断面形成层次分明的非均匀结构,试材含水率水平是影响表芯层差异的主要因子,初含水率3.8%木材表芯层温差显著小于初含水率为15.0%试材;动态水蒸气吸附试验表明,处理材表层吸湿性低于芯层,且在高湿条件下两者差异更加显著,试材表面形成了一层低吸湿性外壳;红外光谱分析及X射线光电子能谱分析表明,热处理后表层半纤维素发生降解,木质素质量分数增加,是试材表层吸湿性降低及断面层次结构形成的内在原因。 相似文献
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氮气介质环境中热处理樟子松木材主要性能的变化 总被引：1，自引：0，他引：1
以氮气为介质,采用160℃、180℃、200℃ 3种不同温度,2、4、6 h 3种不同时间分别对樟子松木材进行热处理改性,分析热处理前后樟子松材色、尺寸稳定性及力学性能的变化规律,并采用FTIR及XRD手段分析了其变化机理。结果表明,樟子松木材色差随热处理温度和时间增大而增大,而明度随热处理温度和时间增大逐渐降低,处理材红绿色品指数a*值和黄蓝色品指数b*值均大于未处理材。樟子松木材平衡含水率随热处理温度和时间的增大逐渐减小,ASE和吸湿滞后现象随温度的增大逐渐增大。樟子松木材的顺纹抗压强度、抗弯弹性模量及抗弯强度随热处理强度的增加呈现先增大后降低的趋势,但在200℃下对这3个力学性能指标影响均不显著。热处理温度对樟子松材色及尺寸稳定性影响均极显著,热处理时间对樟子松木材明度、黄蓝色品指数b*、色差、平衡含水率和体积湿胀率影响均极显著。研究结果为高品质樟子松热处理木材的生产提供科学依据。 相似文献
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【目的】揭示速生桉木材的疏水原因,提高速生桉木材的生物耐久性。【方法】速生桉木材分别经180％水蒸汽热处理1、2和4hA,测量接触角、粗糙度,进行FTIR分析、观察表面形貌特征,并对接触角、处理时间和粗糙度进行偏相关分析。【结果】未处理速生桉锯材表面接触角均值为86．57°,热处理锯材表面接触角均在1120以上。随着热处理时间的延长,接触角显著提高,接触角曲线变化趋于平稳有序。亲水官能团羟基在3415．37cm处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为2．22,热处理1h后吸光值显著下降至1．38,热处理2和4h分别降低至1．34和1．30,降幅明显。亲水官能团羰基在1618．09cm。处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为0．80,热处理1hA,吸光值轻微下降至0．72,热处理2和4h后均为0．66,下降不再明显。速生桉木材在高温状态下表面发生开裂、扭曲等,影响了表面的平整度,但粗糙度变化并无显著规律。粗糙度与接触角净相关系数为-0．050,完全不相关;接触角和处理时间偏相关系数为0．746,显著相关;处理时间和粗糙度低相关。【结论】经180％水蒸汽热处理后速生桉木材粗糙度与接触角变化无相关性,热处理时间对接触影响显著,热处理温度的提高会啬粗糙度,但不影响木材的疏水性能。 相似文献
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为研究热处理木粉对木塑复合材料吸水性能和力学性能的影响,分别将180、200和220℃热处理0、1、2和3 h后的杉木木粉与高密度聚乙烯( HDPE)复合制备木塑复合材料( WPC),并对其吸水性能和力学性能进行测定,通过环境扫描电镜( ESEM)观察材料拉伸断面的形貌。结果表明,随着处理温度的升高和时间的延长,木粉的吸湿性减小, WPC的吸水性明显降低,而WPC的力学性能除冲击强度逐渐降低外,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量总体呈先增大后降低的趋势。与对照相比,180℃热处理1－3 h的木粉基本上使WPC的弯曲性能和拉伸强度有不同程度的增加,200℃热处理木粉,随时间延长, WPC除弯曲性能仍增加外,拉伸强度和冲击强度逐渐降低,进一步提高木粉的处理温度会使WPC的力学性能降低明显,220℃处理3 h 的木粉使 WPC 降低最多,分别较对照降低34.85％、12.85％、8.31％和4.24％, WPC拉伸断面的ESEM图中两相界面结合情况的变化基本反映了各力学性能的变化。 相似文献
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以氮气(N2)为介质,采用均匀设计法对人工林马尾松木材进行热处理,探讨处理工艺对木材耐腐性能及物理力学性质的影响.结果表明:经过N2热处理的木材,尺寸稳定性能明显提高,密度、顺纹抗压强度略有下降.处理材腐朽后质量损失率为16.4%,耐腐性能达到Ⅱ级.SEM分析表明:处理材的结构基本完好,腐朽程度较素材轻得多,说明木材的耐腐性能明显提高.马尾松木材N2热处理的较佳工艺条件为:处理温度220℃,保温时间4 h,升温速率15℃·min-1. 相似文献
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【目的】研究经高温热处理后速生桉木材物理性能、力学性能的变化,为工业生产提供技术参考。【方法】在水蒸气保护下,经不同温度（160、180、200、220、240℃）、不同时间（1、2、3 h）处理后,按照GB/T 1927~GB/T 1943国家标准检测其物理性能和力学性能。【结果】随着热处理温度提高,速生按木材含水率大幅下降,干缩率、吸水性、湿胀率逐步下降;木材密度随着温度提高和时间延长呈下降趋势;处理时间对顺纹抗压强度、冲击韧性和硬度影响较大;各温度条件下处理1 h的效果最好,抗弯强度在同温度条件下,处理1 h最高,3 h次之,2 h最低;随着热处理温度的升高,弹性模量先增大后减小。【结论】高温热处理对速生桉木材的物理性能影响较大,干缩性、吸水性和吸胀性明显下降,尺寸稳定性上升;速生桉木材的力学性能随着温度的升高和木材热处理时间的延长总体上呈下降趋势。 相似文献
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热处理对表面密实材变形固定及性能影响 总被引：1，自引：1，他引：0
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以华山松和西南桤木为研究试材,以热空气和导热油为加热介质,在温度为170℃和210℃时分别对2种压缩木进行2 h的热处理,以厚度膨胀率为主要指标评价其尺寸稳定性。结果表明：后期热处理可以降低压缩木吸湿率和吸水率,改善压缩木的尺寸稳定性,油浴处理的效果优于热空气处理,210℃处理效果优于170℃;在所有工艺条件中,以210℃油浴处理效果最佳,可使吸湿厚度膨胀率下降50%左右,使24 h吸水厚度膨胀率减小85%左右;热处理对树种具有一定的选择性,对西南桤木的效果略优于华山松。 相似文献
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高温热处理杉木间伐材的抗褐腐性能 总被引：2，自引：1，他引：1
以褐腐菌棉腐卧孔菌为试菌,对分别用热油和热空气为介质,经不同温度、不同时间热处理后的杉木间伐材试样的耐腐性进行了试验,并与质量分数为1.0%的CCA-C防腐剂处理材(吸药量为2.53 kg.m-3)和未处理材进行了比较.结果表明:在2种加热介质中经不同温度、不同时间处理后试材的耐腐性均比未处理材高,且随温度的升高、处理时间的延长,耐腐性有较明显的改善;试材在180、200℃分别经不同时间热处理后的耐腐性均低于CCA-C处理材,但在220℃热处理3、5 h后,各试材的质量损失率均为0;若处理温度和时间相同,则热油处理材的耐腐性基本上高于热空气处理材. 相似文献