热解条件对橡木组成结构与纳米压痕测试结果的影响

摘要：

以阔叶材橡木为对象,研究热解过程中木材组成结构与微观力学性能的转变特征.分别使用傅里叶红外光谱技术(FTIR)、X射线衍射技术(XRD)和纳米压痕技术(NI)分析热解过程中木材化学组成成分、微纤丝结构和细胞壁微观力学性能的转变.研究结果表明,热解温度达到325℃时木材化学组成与微纤丝结构都发生了显著转变,木材化学成分中的纤维素和半纤维素已基本裂解完毕,木质素结构仍有存在,且已有碳素材料特征峰出现;对应XRD图谱分析,由于纤维素的热解,325℃时细胞壁微纤丝构造引起的衍射峰已经消失.NI研究发现热解温度达到300℃时,橡木纤维细胞壁微观力学性能变化显著,弹性模量从未热解处理的(16.6±1.39) GPa下降至(5.78±0.30)GPa.细胞壁硬度与未热解处理木材的(0.46±0.045)GPa相比,当热解温度为250℃和300℃时,硬度值略有上升,分别为(0.54±0.049)和(0.52±0.024)GPa;同时发现300℃热解后木材细胞壁弹性模量和硬度数值的分散度变小,认为是因细胞壁组成与结构变得均一化所造成.

关键词：木材热解、化学组成、纤丝结构、微观力学

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分类号：S781(森林采运与利用)

资助基金：国家自然科学基金面上项目31570552,31470590;南京林业大学青年科技创新基金CX2016014;江苏高校优势学科建设工程资助项目

在线出版日期：2017-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：22-27