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高溫環(huán)境XRD對木材結(jié)晶特性的影響規(guī)律

更新時(shí)間:2021-09-02      點(diǎn)擊次數(shù):2294
  纖維素結(jié)晶度是指纖維素結(jié)晶區(qū)所古纖維素整體的百分率。隨著結(jié)晶度的增加,纖維的抗拉強(qiáng)度、彈性模量等隨之增加。高溫環(huán)境XRD高溫?zé)崽幚韺︸R尾松試材晶面衍射峰位置、纖維素結(jié)晶度及結(jié)晶區(qū)寬度的影響規(guī)律。與對照材相比,經(jīng)過不同溫度和時(shí)間的高溫?zé)崽幚砗?,木材纖維素晶面衍射峰的位置都在22.40附近(介于22.24~22.50)。
  這表明高溫?zé)崽幚韺δ静慕Y(jié)晶區(qū)沒有形成明顯影響,即沒有改變晶層的距離。但高溫?zé)崽幚韺︸R尾松木材結(jié)晶度的影響較明顯,當(dāng)溫度為160、180、200、220℃時(shí),處理材纖維素的結(jié)晶度分別為60.10%、62.10%、36.30%和71.10%,與對照材結(jié)晶度(57.20%)相比,其結(jié)晶度分別提高了5.07%、8.57%、-36.54%和24.30%。這表明在160~220℃的熱處理溫度范圍內(nèi),馬尾松木材纖維素結(jié)晶度隨著溫度的增加呈現(xiàn)出先增加、后減小,再增加的變化規(guī)律。
  當(dāng)高溫環(huán)境XRD處理溫度在180℃以內(nèi)時(shí),木材纖維素的結(jié)晶度隨著處理溫度的升高而增加。其原因是:在熱處理過程中,纖維素準(zhǔn)結(jié)晶無定形區(qū)域內(nèi)纖維素分子鏈之間的羥基發(fā)生“架橋”反應(yīng),脫出水分,產(chǎn)生醚鍵,使得無定形區(qū)內(nèi)微纖絲的排列更加有序,向結(jié)晶區(qū)靠攏并取向,從而使得木材結(jié)晶度增加。但當(dāng)熱處理溫度升高到200℃時(shí),木材纖維素結(jié)晶度顯著降低,甚至明顯低于對照材的結(jié)晶度,出現(xiàn)了一個(gè)非常特殊的“拐點(diǎn)”。
  在熱處理過程中,隨著熱處理溫度的升高和處理時(shí)間的延長,木材紅外吸收光譜圖中羥基吸收峰(波數(shù)3411~3423m1)的強(qiáng)度明顯降低,羧基吸收峰(波數(shù)1601~1738m1)的強(qiáng)度略呈降低趨勢。高溫環(huán)境XRD不會改變木材纖維素晶面衍射峰的位置,對木材結(jié)晶區(qū)晶層的距離無明顯影響。

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