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高温环境XRD对木材结晶特性的影响规律

发布时间:2021-09-02      点击次数:360
  纤维素结晶度是指纤维素结晶区所古纤维素整体的百分率。随着结晶度的增加,纤维的抗拉强度、弹性模量等随之增加。高温环境XRD高温热处理对马尾松试材晶面衍射峰位置、纤维素结晶度及结晶区宽度的影响规律。与对照材相比,经过不同温度和时间的高温热处理后,木材纤维素晶面衍射峰的位置都在22.40附近(介于22.24~22.50)。
  这表明高温热处理对木材结晶区没有形成明显影响,即没有改变晶层的距离。但高温热处理对马尾松木材结晶度的影响较明显,当温度为160、180、200、220℃时,处理材纤维素的结晶度分别为60.10%、62.10%、36.30%和71.10%,与对照材结晶度(57.20%)相比,其结晶度分别提高了5.07%、8.57%、-36.54%和24.30%。这表明在160~220℃的热处理温度范围内,马尾松木材纤维素结晶度随着温度的增加呈现出先增加、后减小,再增加的变化规律。
  当高温环境XRD处理温度在180℃以内时,木材纤维素的结晶度随着处理温度的升高而增加。其原因是:在热处理过程中,纤维素准结晶无定形区域内纤维素分子链之间的羟基发生“架桥”反应,脱出水分,产生醚键,使得无定形区内微纤丝的排列更加有序,向结晶区靠拢并取向,从而使得木材结晶度增加。但当热处理温度升高到200℃时,木材纤维素结晶度显著降低,甚至明显低于对照材的结晶度,出现了一个非常特殊的“拐点”。
  在热处理过程中,随着热处理温度的升高和处理时间的延长,木材红外吸收光谱图中羟基吸收峰(波数3411~3423m1)的强度明显降低,羧基吸收峰(波数1601~1738m1)的强度略呈降低趋势。高温环境XRD不会改变木材纤维素晶面衍射峰的位置,对木材结晶区晶层的距离无明显影响。

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