针叶材早晚材渗透性差异的影响因素研究
摘 要：本文概述了木材渗透性的影响因子(木材结构、流体性能、木材抽提物、含水率和渗透工艺)，总结了近年来国内外学者采用化学、物理及生物处理改善木材渗透性的相关研究。
关键词：抽提物；渗透性；微波预处理；
1 前言
木材渗透性与木材加工利用的许多方面有着极其密切的联系,在木材内部流体渗透的难易程度直接影响到木材水热处理的质量。尤其在木材干燥、滞火、防腐、制浆、造纸等加工过程中均涉及到了木材中流体渗透的问题[1]。流体在木材中流动主要有两个途径,其一是纹孔系统；其二是细胞壁毛细管系统。对木材进行抽提处理其主要目的是改善木材内流体流动的两个系统 ,以达到流体在木材内传导的畅通，充分高效加工和利用木材。从中总结发现，早材与晚材的渗透性有明显差异。本研究将会利用木材早晚材不同的化学成分、细胞壁结构、密度等特点，测出其木材渗透性大小和早晚材的渗透性规律，揭示不同的因素对木材早晚材渗透性差异的影响，为木材的合理利用提供更好的理论依据。
2 针叶木材渗透性的影响因子
2.1木材结构
木材的渗透性具有高变异性[2]。木材解剖因子、化学因子和物理因子决定了流体在木材的渗透性，其中解剖因子对流体的渗透性影响最大[3]。针叶材由导管、环管管胞、纤维、轴向薄壁组织和木射线等分子组成。导管是一连串导管分子以无隔膜的孔洞(穿孔板)轴向串联而成。针叶导管为单管孔，具有侵填体，管间纹孔式互列，系附物纹孔，单穿孔。导管是针叶木材主要的开放轴向流通通道，流体通过导管并经末端穿孔板(单穿孔)到达下一个导管，针叶导管中含有较多侵填体，将会部分阻碍导管的轴向流通通道，很大程度上控制着流体的渗透。环管管胞位于导管周围，径壁具缘纹孔明显。轴向薄壁细胞是由2个或2个以上具单纹孔的薄壁细胞轴向串联一种组织，彼此间通过单纹孔相互连接，横切面上呈环管状、星散－聚合状、星散状，部分细胞含树胶。纤维壁薄至厚，径壁具缘纹孔明显[4]，彼此间通过具缘纹孔对相互连接，纤维上具缘纹孔的多少，纹孔闭塞与否对木材的弦向渗透性起着至关重要的作用。纤维－轴向薄壁细胞间纹孔为半具缘纹孔对(纤维一侧属具缘纹孔，薄壁细胞一侧属单纹孔)，相互连接的半具缘纹孔对是液体弦向疏导的主要途径。木射线细，单列射线多，2～3列射线可见，部分细胞含树胶。射线薄壁细胞则是径向疏导的主要途径，射线薄壁细胞和射线管胞的多少、射线薄壁细胞端部细胞壁上纹孔数量及尺寸则直接影响木材的径向渗透[5,6]。导管－射线间纹孔为半具缘纹孔对(导管一侧属具缘纹孔，薄壁细胞一侧属单纹孔)，附物有或无。细胞腔中树胶或树脂的含量与分布也影响木材渗透性，树脂或树胶含量丰富则渗透性差。上述木材组成单元是水分移动的主体，而这些主体中含有不同数量和性质的沉积物、附物或侵填体，这些物质的存在影响了木材中水分的移动及其他物质向木材中渗透[7,8]。半纤维素是自然界中仅次于纤维素的第二丰富多糖，可用于水凝胶包装薄膜或生物医学材料等。在桉树木材中，葡萄糖醛酸是半纤维素的主要成分[9]。姜笑梅等[10]对长白鱼鳞云杉和臭冷杉研究发现，两树种的心材管胞具缘纹孔膜和管胞胞壁各层纤丝中丰富的无定形物质的沉积是心材渗透性差的解剖方面的主要原因。长白鱼鳞云杉和臭冷杉木材的管胞长度、宽度与其渗透性无关,纹孔数与渗透性相关,纹孔数多,渗透性高。
2.2流体性能
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