原木圆盘干缩特性及PEG组合预处理研究

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中文摘要：本研究采用冷冻切片技术和图像解析法，从微观角度对干燥过程中的番龙眼（Pometia pinnata）、黑胡桃（Juglans nigra）、栎木（Quercus sp.）三种木材的细胞壁干缩特性进行研究，得出了横截面二维平面上的细胞壁尺寸变化规律;从宏观角度对干燥过程中的番龙眼圆盘的尺寸变化进行研究，分析了圆盘在干燥过程中产生开裂的原因，建立了原木圆盘的的开裂函数、弦向干缩应变与圆盘半径的关系。并在此基础上，采用不同分子量聚乙二醇组合预处理原木圆盘的方式，系统地研究了预处理对原木圆盘干缩特性的影响;利用压汞法对经过聚乙二醇组合预处理后的原木圆盘的孔隙变化规律进行研究，揭示了PEG组合预处理原木圆盘的作用机理。研究的主要结果如下: (1)微观层面，在一定条件下，两条木射线间的木纤维细胞壁的干缩率并不是离木射线越远，干缩率越大，而是沿垂直于木射线的方向呈“上下波动”的变化趋势;木射线的宽度对木纤维细胞壁的干缩率影响不显著。 (2)宏观层面，在心材处，弦、径向干缩率与弦径向干缩比沿木射线方向逐渐增大;在边材处，弦、径向干缩率沿木射线方向逐渐减小;原木圆盘在心、边材交界处最容易开裂，应力最大。建立了原木圆盘的开裂函数Cr=r（YT-YR)，提出弦径向干缩差及收缩点离圆心的距离是致使原木圆盘产生开裂的主要的因素。 (3)建立了原木圆盘心、边材弦向干缩应变与半径之间的关系，公式如下:∑=2π/S0（6.6×10-7R3+7.223×10-5R2-8.7673×10-3R）（心材）;∑=2π/S0（1.04×10-6R3+1.2369×10-4R2-1.45321×10-2R）（边材）。 (4)单分子量PEG对番龙眼尺寸稳定性影响的研究中，PEG200与PEG800顶处理后的效果最佳;不同分子量PEG组合预处理效果优于单分子量PEG预处理效果;不同分子量PEG分步处理效果普遍优于不同分子量PEG同步处理效果。 (5)PEG在番龙眼心、边材区域分布不同。边材区域，PEG主要进入直径在21nm-183nm、1350nm-3528nm范围内的木材孔隙中;心材区域，PEG主要进入直径在11-95nm、24190-90567nm范围内的木材孔隙中。PEG200主要进入细胞壁，PEG800主要进入细胞腔，实现了对木材内不同尺度孔隙的有效填充。这也从微观层面支撑了组合预处理有利于提高原木圆盘干燥稳定性的作用机理。 (6)在实验范围内，采用体积比为1∶1的PEG200与PEG800混合水溶液处理原木圆盘，其最佳处理工艺为:PEG200与PEG800溶液浓度均为45％，处理时间为10天。在该处理工艺下，原木圆盘比未处理的圆盘减少50％的开裂，处理后圆盘尺寸稳定性明显提高。

作者：

薛倩雯

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关键词：

原木圆盘干燥过程干缩特性聚乙二醇组合预处理

授予学位：

硕士

学科专业：

木材科学与技术

导师：

孙伟圣

学位年度：

2019

学位授予单位：

浙江农林大学

语种：

中文

中图分类号：