林业科学

作者：李澍农,张亚梅*,余养伦,于文吉

单位：中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 100091

关键词：毛竹,水煮处理,动态水分吸附,Hailwood-Horrobin(H-H)模型

基金：国家自然基金青年基金项目(31700482)

目的: 研究水煮处理对竹材吸湿性和化学成分的影响, 为竹材改性提供技术参考。方法: 将竹片置于100 ℃沸水中(竹片和水的质量比为1∶100)水煮处理4 h, 利用动态水分吸附仪(DVS)测试水煮处理前后竹材动态水分吸附曲线, 采用Hailwood-Horrobin(H-H)模型对测试数据进行拟合, 通过扫描电镜(SEM)、化学成分测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)等手段分析水煮处理前后竹材的微观形貌、化学成分和结晶区参数。结果: 竹材经水煮处理后, 在相对湿度大于50%的环境中, 其平衡含水率相对于原竹对照样降低。H-H模型拟合显示, 当相对湿度大于35%时, 水煮处理竹材的单分子层水含量增加, 多分子层水含量显著降低。扫描电镜(SEM)结果表明, 水煮处理后竹材薄壁细胞细胞壁发生皱缩现象, 细胞壁上微孔减少, 多分子层水含量降低。化学组分分析显示, 水煮处理使竹材中部分半纤维素发生降解。FTIR分析显示, 水煮处理竹材的羟基和羰基含量增多, 是其单分子层水含量增多的主要原因。XPS分析显示, 水煮处理使竹材中半纤维素发生降解, 同时脂肪酸、脂肪、酚类等物质随水分迁移到竹材表面。XRD分析显示, 水煮处理主要影响竹材的非结晶区域, 结晶区宽度增大; 半纤维素降解使竹材结晶度增大。结论: 竹材在沸水中水煮处理4 h后, 其吸湿性相对于原竹对照样降低, 尺寸稳定性得到改善, 水煮处理竹材微观形貌和化学成分变化是使其吸湿性降低的主要因素。

来源：2022年第1期

《林业科学》期刊编辑部

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