基于生长轮的杉木早材黏弹性

论文摘要

【目的】比较不同生长轮木材早材黏弹性,探讨全干密度、管胞胞壁率、微纤丝角等因子与木材黏弹性之间的关系,从细胞水平理解木材黏弹行为的作用机制。【方法】以人工林杉木为研究对象,采用X射线剖面密度仪、ZEISS Imager A1显微镜、X射线衍射仪、动态力学分析仪（DMA 2980）分别测定第3、6生长轮（心材）以及第14、18生长轮（边材）早材的全干密度、管胞胞壁率、微纤丝角、弹性模量、贮存模量和损耗模量。【结果】1)边材（第14、18生长轮）的全干密度比心材（第3、6生长轮）略高,4个生长轮管胞胞壁率无明显差异,微纤丝角随树龄增加呈减小趋势。2)早材的弹性模量、贮存模量和损耗模量均随树龄增加而增大,微纤丝角与弹性模量、贮存模量、损耗模量呈显著负相关关系。3)在本研究测量温度范围内（-120～120℃）,4个生长轮早材均出现2个力学松弛过程:一是在10℃附近的α力学松弛过程,关于其分子运动归属目前尚无统一定论;二是在-40℃附近的β力学松弛过程,是基于木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动引起的。不同生长轮之间的力学损耗峰温度几乎无差异。4)随测量频率（1、2、5和10 Hz）增加,β力学松弛过程的损耗峰温度移向高温方向,α力学松弛过程的损耗峰温度并不随测量频率增加而改变,即无频率依存性。5)与位于边材区域（第14、18生长轮）的早材相比,位于心材区域（第3、6生长轮）的早材发生力学松弛过程所需的表观活化能均较大,可能是由于杉木心材相较于边材有更多的抽提物,抽提物的沉积限制细胞壁中分子链段运动所致。【结论】微纤丝角是影响不同生长轮内早材刚度和阻尼的关键因子,心材与边材表观活化能的差异可能是抽提物沉积所致。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 试验材料
•   1.2 试验方法
•     1.2.1 密度分布扫描
•     1.2.2 管胞胞壁率测定
•     1.2.3 微纤丝角测定
•     1.2.4 拉伸应力-应变扫描
•     1.2.5黏弹性测定
• 2 结果与分析
•   2.1 4个生长轮早材的全干密度、管胞胞壁率、微纤丝角和弹性模量
•   2.2 4个生长轮早材的黏弹性
•   2.3 全干密度、管胞胞壁率、微纤丝角与黏弹性的关系
•   2.4 β力学松弛过程的表观活化能
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李安鑫,吕建雄,蒋佳荔

关键词: 杉木,生长轮,早材,全干密度,管胞胞壁率,微纤丝角,黏弹性

来源: 林业科学 2019年12期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 轻工业手工业,林业

单位: 中国林业科学研究院木材工业研究所国家林业和草原局木材科学与技术重点实验室

基金: 中国林业科学研究院基本科研业务费专项资金项目(CAFYBB2017QB005)

分类号: S781

页码: 93-100

总页数: 8

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