蒸汽爆破处理开启落叶松细胞通道及应用的研究

作     者：夏金尉 

作者单位：南京林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张耀丽

授予年度：2012年

学科分类：082902[工学-木材科学与技术] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 

主      题：蒸汽爆破 闭塞纹孔 开启细胞通道 渗透性 阻燃浸渍处理 

摘      要：本文利用蒸汽爆破处理开启落叶松木材的液体流动通道，为改善落叶松木材的渗透性提供了一种有效的方法，研究了蒸汽爆破处理对落叶松木材的纹孔结构，渗透性，化学成分，物理力学性质与阻燃浸渍效果的影响，研究表明： （1）利用扫描电镜观察蒸汽爆破处理后落叶松木材细胞壁具缘纹孔及交叉场纹孔的结构的变化，并总结了蒸汽爆破处理开启木材细胞的三种模式。第一种为纹孔膜塞缘微纤丝部分或全部断裂，扩大了细胞之间液体的流动通道，同时部分闭塞纹孔变成非闭塞纹孔;第二种为闭塞纹孔塞出现裂隙，闭塞纹孔变成非闭塞纹孔;第三种为纹孔塞被蒸汽压差冲破，部分与纹孔口脱落。其中当蒸汽爆破参数为0.3MPa/10次时，纹孔膜上的部分塞缘微纤丝发生断裂，且微纤丝之间的孔隙变大增多;当蒸汽爆破参数为0.3MPa/15次，0.4MPa/10次时，细胞壁均出现了褶皱，纹孔塞及塞缘微纤丝出现了不同程度的开裂、断裂;当蒸汽爆破参数为0.4MPa/10次时，交叉场纹孔开裂、纹孔塞及塞缘微纤丝破损程度最严重。 （2）蒸汽爆破处理可有效改善落叶松木材的渗透性。不同参数的蒸汽爆破处理后，落叶松木材的渗透性提高了0.96倍-1.85倍。统计分析表明，蒸汽爆破处理前后落叶松木材的渗透性差异十分显著（α=0.01），而且当爆破次数为10次时，不同爆破压力处理后落叶松木材渗透性之间的差异也十分显著（α=0.01）。 （3）通过对蒸汽爆破处理后落叶松木材的组成成分研究可知，蒸汽爆破处理对落叶松木材的部分化学成分有影响。随着蒸汽爆破压力与爆破次数的增加，落叶松木材的综纤维素含量变化为63.73％-54.15％，木素含量变化为25.15％-28.47％，多戊糖含量变化为14.86％-3.83％，苯-醇抽提物含量变化为2.83％-0.78％。统计分析表明，蒸汽爆破处理前后落叶松木材多戊糖与苯-醇抽提物含量之间的差异十分显著（α=0.01）。 （4）蒸汽爆破处理会降低落叶松木材的物理力学性能。蒸汽爆破处理后，MOE降低了3.82％-25.27％;MOR降低了15.73％-39.4％;顺纹抗压强度降低了1.35％-22.03％。虽然处理后各项物理力学性能均小于未爆破处理试材，但统计分析表明部分爆破参数处理后的落叶松木材与未爆破处理木材物理力学性能之间的差异并不显著（α=0.05）。 （5）阻燃浸渍处理后，经过蒸汽爆破处理的落叶松木材其载药率，纵向、径向、弦向的阻燃浸渍深度均高于未爆破处理试材，且径向浸渍深度大于弦向浸渍深度，实际应用检验蒸汽爆破处理对落叶松木材阻燃剂浸渍效果的影响。 （6）综合全文分析，最优爆破参数为0.3MPa/10次。