碱处理对木材松弛性能的影响
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西 北 林 学 院学 报 ２０１８，３３（２）：１９３—１９７ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—７４６１．２０１８．０２．３１
碱 处 理 对 木 材 松 弛 性 能 的 影 响
Hale Waihona Puke 陈 思 禹，薛振 华 ，刘金 炜 ，赵 凯 燕 ，包 秀 春
关 键 词 ：木 材 ；ＸＲＤ；碱 处 理 ；粘 弹 性 ；应 力松 弛
中图分 类号 ：￥７８１
文献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１００１—７４６１（２０１８）０２—０１９３－０５
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ａ ｌｋａｌｉ Ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ ｏｎ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｗ ｏｏｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ ｏｎ ｗ ｏｏｄ ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ，ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｗ ｏｏｄｓ，Ａ ｙｏｕｓ ａｎｄ Ｐ ｉｎｕｓ ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｗ ｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｗ ｉｔｈ ｄｉｆ— ｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉ’ｎｇ ｔｉｍ ｅ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＸＲＤ ａｎｄ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍ ａｃｈｉｎｅ。ｗｏｏｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｒｅ－ ｌａｘａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｅｘａｍ ｉｎｅｄ．Ｔ ｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍ ｐｌｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ａｌ— ｋａｌｉ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒａｎｇｅ，ｔｈｅ ｍａｘｉｍ ｕｍ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ｏｆ Ａｙｏｕｓ ｗｏｏｄ ｄｉｄ ｎｏｔ ａｐｐｅａｒ，ａｎｄ Ｐ．
木 材是 一种 绿 色 环保 的天 然 生 物 质 材料 ，具 有 美 观 、坚实 耐用 等优 点 ，在 木建 筑 和家居 装饰 类材 料 中得到 人们 的广 泛运 用 。木材 是一 种天 然高 分子 材 料 ，具 有 粘 弹 性 。木 材 的组 成 成 分 复 杂 ，主 要 由纤 维 素 、半纤 维 素和木 质 素 ３种 高分 子化 合 物组成 ，而 木 材 的粘 弹性 实质 上就 是 由木材 细胞 壁 中这 ３种高 分 子 化合 物 的复合运 动 引起 Ｉ１］。但 木材 各个 组分 之 间 存 在相 互作 用 ，对 木 材 的各 方 面性 能影 响复 杂 ，要 想 具体 探究 有 何 影 响难 度 甚 高 。探 究 组 分 间 相 互 作 用 ，探讨 在力 学松 弛 中各个 组分 所扮 演 的角 色 ，对 于
ＣＨＥＮ Ｓｊ—ｙｕ，ＸＵＥ Ｚｈｅｎ—ｈｕａ ，ＬＩＵ Ｊｉｎ。ｗｅｉ，ＺＨＡｏ Ｋａｉ－ｙａｎ，ＢＡＯ Ｘｉｕ—ｃｂｕｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ａｒｔ Ｄｅｓｉｇｎ，ＩｎｎｅｒＭ ｏｎｇｏｌｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈ ｏｈｈｏｔ，ＩｎｎｅｒＭ ｏｎｇｏｌｉａ ０１００１８，Ｃｈｉｎａ）
木 材 的加工 和使 用有 着极其 重 要 的作 用 。 韧 性 和强度 对于 木材 的加 工和使 用有 着决 定性
的作 用 ，为 探 究 其 本 质 原 因 ，Ｌ．ＳａｌｍｆｎＥｚ］等 通 过 ＦＴＩＲ研 究 纤 维 素 分 子 拉 伸 变 形 。Ｎ．Ｇｉｅｒｌｉｎｇｅｒｌ４］ 等 通过 拉曼 显微镜 研 究 了单 根 木纤维 拉伸 时高 分子 变 形情 况 。刘一 星＿３］等 表 明了半 纤维 素是 木材 高分 子 聚合 物 中对外 界条 件最 敏 感 、最 易 发 生 变化 和反 应 的部 分 ，对于韧 性 、强度 影响 都很 大 。
ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｐｅａｋ ｒｅａｃｈｅｄ ａ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ｏｆ ７５．２ ａｔ ２０ ｇ／Ｌ．Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｃｒｙｓ—
ｔａｌｌｉｎｉｔｙ ｏｆ Ｐ．ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｗｏｏｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｂｙ ８ ｗｉｔｈｉｎ ３０ ｍｉｎ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｌｏｗｌｙ．Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ １ＯＷ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｋａｌｉ ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ ｍａｄｅ ｗｏｏｄ ｍｏｒｅ ｐｒｏｎｅ ｔｏ ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ．ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｍ ａｉｎｌｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅｍｉｅｅｌｌｕｌｏｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｏｏｄ；ＸＲＤ ；ａｌｋａｌｉ—ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｖｉｓｃｏｅ１ａｓｔｉｃｉｔｙ；ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｒａｔｅ
能 。结 果表 明 ，碱 处理会 增 加试样 的 结 晶度 ，硬 白梧 桐 并未 出现 结晶度 最 大值 ，樟 子松 在 ２０ ｇ／Ｌ时
达 到峰值 ７５．２ 。随着处理 时间的延 长 ，樟 子松 的结 晶度会在 ３Ｏ ｍｉｎ内迅 速增 大 ８ ，而后 缓慢 增
加 。松 弛测试发现 ，低 浓度碱 处理 均会使木材 更容 易发 生松 弛 ，这主要是 由半 纤维素的溶 出导致 的。
（内蒙 古 农 业 大 学 材 料 科 学 与 艺 术设 计 学 院 ，内蒙 古 呼 和 浩 特 ０１００１８）
摘 要 ：为 了探 究氢氧化 钠 处理 对木 材粘 弹性 的影 响 ，对硬 白梧 桐 和樟 子松 ２种木 材进 行 不 同浓度
与 不 同处理 时 间单 因素分析 ，利 用 ＸＲＤ 和 万 能 力 学试 验 机 分 别研 究 ２种 木 材 的 结 晶度 和 松 弛 性
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—７４６１．２０１８．０２．３１
碱 处 理 对 木 材 松 弛 性 能 的 影 响
Hale Waihona Puke 陈 思 禹，薛振 华 ，刘金 炜 ，赵 凯 燕 ，包 秀 春
关 键 词 ：木 材 ；ＸＲＤ；碱 处 理 ；粘 弹 性 ；应 力松 弛
中图分 类号 ：￥７８１
文献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１００１—７４６１（２０１８）０２—０１９３－０５
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ａ ｌｋａｌｉ Ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ ｏｎ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｗ ｏｏｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ ｏｎ ｗ ｏｏｄ ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ，ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｗ ｏｏｄｓ，Ａ ｙｏｕｓ ａｎｄ Ｐ ｉｎｕｓ ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｗ ｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｗ ｉｔｈ ｄｉｆ— ｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉ’ｎｇ ｔｉｍ ｅ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＸＲＤ ａｎｄ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍ ａｃｈｉｎｅ。ｗｏｏｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｒｅ－ ｌａｘａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｅｘａｍ ｉｎｅｄ．Ｔ ｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍ ｐｌｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ａｌ— ｋａｌｉ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒａｎｇｅ，ｔｈｅ ｍａｘｉｍ ｕｍ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ｏｆ Ａｙｏｕｓ ｗｏｏｄ ｄｉｄ ｎｏｔ ａｐｐｅａｒ，ａｎｄ Ｐ．
木 材是 一种 绿 色 环保 的天 然 生 物 质 材料 ，具 有 美 观 、坚实 耐用 等优 点 ，在 木建 筑 和家居 装饰 类材 料 中得到 人们 的广 泛运 用 。木材 是一 种天 然高 分子 材 料 ，具 有 粘 弹 性 。木 材 的组 成 成 分 复 杂 ，主 要 由纤 维 素 、半纤 维 素和木 质 素 ３种 高分 子化 合 物组成 ，而 木 材 的粘 弹性 实质 上就 是 由木材 细胞 壁 中这 ３种高 分 子 化合 物 的复合运 动 引起 Ｉ１］。但 木材 各个 组分 之 间 存 在相 互作 用 ，对 木 材 的各 方 面性 能影 响复 杂 ，要 想 具体 探究 有 何 影 响难 度 甚 高 。探 究 组 分 间 相 互 作 用 ，探讨 在力 学松 弛 中各个 组分 所扮 演 的角 色 ，对 于
ＣＨＥＮ Ｓｊ—ｙｕ，ＸＵＥ Ｚｈｅｎ—ｈｕａ ，ＬＩＵ Ｊｉｎ。ｗｅｉ，ＺＨＡｏ Ｋａｉ－ｙａｎ，ＢＡＯ Ｘｉｕ—ｃｂｕｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ａｒｔ Ｄｅｓｉｇｎ，ＩｎｎｅｒＭ ｏｎｇｏｌｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈ ｏｈｈｏｔ，ＩｎｎｅｒＭ ｏｎｇｏｌｉａ ０１００１８，Ｃｈｉｎａ）
木 材 的加工 和使 用有 着极其 重 要 的作 用 。 韧 性 和强度 对于 木材 的加 工和使 用有 着决 定性
的作 用 ，为 探 究 其 本 质 原 因 ，Ｌ．ＳａｌｍｆｎＥｚ］等 通 过 ＦＴＩＲ研 究 纤 维 素 分 子 拉 伸 变 形 。Ｎ．Ｇｉｅｒｌｉｎｇｅｒｌ４］ 等 通过 拉曼 显微镜 研 究 了单 根 木纤维 拉伸 时高 分子 变 形情 况 。刘一 星＿３］等 表 明了半 纤维 素是 木材 高分 子 聚合 物 中对外 界条 件最 敏 感 、最 易 发 生 变化 和反 应 的部 分 ，对于韧 性 、强度 影响 都很 大 。
ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｐｅａｋ ｒｅａｃｈｅｄ ａ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ｏｆ ７５．２ ａｔ ２０ ｇ／Ｌ．Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｃｒｙｓ—
ｔａｌｌｉｎｉｔｙ ｏｆ Ｐ．ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｗｏｏｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｂｙ ８ ｗｉｔｈｉｎ ３０ ｍｉｎ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｌｏｗｌｙ．Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ １ＯＷ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｋａｌｉ ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ ｍａｄｅ ｗｏｏｄ ｍｏｒｅ ｐｒｏｎｅ ｔｏ ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ．ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｍ ａｉｎｌｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅｍｉｅｅｌｌｕｌｏｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｏｏｄ；ＸＲＤ ；ａｌｋａｌｉ—ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｖｉｓｃｏｅ１ａｓｔｉｃｉｔｙ；ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｒａｔｅ
能 。结 果表 明 ，碱 处理会 增 加试样 的 结 晶度 ，硬 白梧 桐 并未 出现 结晶度 最 大值 ，樟 子松 在 ２０ ｇ／Ｌ时
达 到峰值 ７５．２ 。随着处理 时间的延 长 ，樟 子松 的结 晶度会在 ３Ｏ ｍｉｎ内迅 速增 大 ８ ，而后 缓慢 增
加 。松 弛测试发现 ，低 浓度碱 处理 均会使木材 更容 易发 生松 弛 ，这主要是 由半 纤维素的溶 出导致 的。
（内蒙 古 农 业 大 学 材 料 科 学 与 艺 术设 计 学 院 ，内蒙 古 呼 和 浩 特 ０１００１８）
摘 要 ：为 了探 究氢氧化 钠 处理 对木 材粘 弹性 的影 响 ，对硬 白梧 桐 和樟 子松 ２种木 材进 行 不 同浓度
与 不 同处理 时 间单 因素分析 ，利 用 ＸＲＤ 和 万 能 力 学试 验 机 分 别研 究 ２种 木 材 的 结 晶度 和 松 弛 性