蒸煮處理對(duì)栓皮櫟軟木主要特性的影響研究.pdf

1、軟木，也稱(chēng)栓皮，是栓皮樹(shù)表層的次生保護(hù)組織，在解剖學(xué)上屬于周皮，我國(guó)的軟木資源主要來(lái)源于栓皮櫟樹(shù)種。蒸煮處理是軟木行業(yè)原料預(yù)處理的工序之一，研究檢皮櫟軟木的蒸煮處理對(duì)于改善栓皮櫟軟木的加工性能、擴(kuò)大其應(yīng)用范圍、增加經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義，也可為栓皮櫟軟木的后續(xù)加工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支持。
　　本研究以秦巴山區(qū)栓皮櫟軟木為原料，借鑒國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析栓皮櫟軟木的基本特性，研究熱水蒸煮處理和溶劑蒸煮處理對(duì)軟木主要物理特性、細(xì)胞結(jié)

2、構(gòu)及細(xì)胞壁力學(xué)性能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)初生和再生栓皮櫟軟木細(xì)胞是沿樹(shù)軸徑向緊密排列的薄壁細(xì)胞，無(wú)細(xì)胞間隙，細(xì)胞壁存在明顯褶皺，在橫切面上，初生和再生早軟木的細(xì)胞壁平均厚度分別為1.10μm和1.02μm，晚軟木的細(xì)胞壁平均厚度分別為1.52μm和1.99μm;在試驗(yàn)范圍內(nèi)，初生和再生軟木皮層的厚度范圍分別為0.31～2.21mm和0.42～1.59mm，密度范圍分別為0.197～0.355g.cm-3和0.198

3、～0.344g.cm-3，解除壓力24h后的徑向壓縮回彈率的均值分別為88.42％和90.82％。
　　(2)檢皮櫟軟木的主要化學(xué)成分有軟木脂、酸不溶木質(zhì)素、綜纖維素、可抽提物和灰分，初生和再生軟木中上述各化學(xué)組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為36.34％和40.41％，20.12％和18.40％，18.29％和21.75％，12.79％和11.52％，2.44％和1.08％，軟木脂是栓皮櫟軟木細(xì)胞壁的主要成分;兩者化學(xué)組成含量的差異是其物理性

4、能差異的主要原因之一。
　　(3)在不同溫度條件下蒸煮1h，及沸水蒸煮不同時(shí)間后，栓皮櫟軟木的體積膨脹、密度和硬度降低，試樣表面明度降低。熱水蒸煮過(guò)程中，軟木徑向的尺寸變化率明顯大于軸向和弦向。沸水蒸煮處理1h后，初生和再生軟木的體積膨脹率分別為17.1％和26.8％，密度降低比率分別為15％和21％，硬度降低比率分別為19.6％和27.6％，明度降低值分別為15.51和13.59。
　　(4)栓皮櫟再生軟木經(jīng)不同濃度氫氧化

5、鈉、氫氧化鉀、過(guò)氧化氫、堿性過(guò)氧化氫、氨水五種溶劑在75℃條件下蒸煮處理1h后，過(guò)氧化氫處理后的試樣表面明度值升高，物理特性改善效果良好。在試驗(yàn)范圍內(nèi)經(jīng)3％、5％、7％的過(guò)氧化氫處理后，與未處理再生軟木相比，處理前后軟木表面的綜合色差△E*值的范圍是6.56～10.50，體積膨脹率范圍是20.8％-29.2％，表面硬度降低比率的范圍是29.1％-30.6％。在試驗(yàn)條件下，經(jīng)7％的過(guò)氯化氫處理1h后的軟木試樣，其壓縮回彈率值能保持在較高水

6、平，壓力釋放24h后的壓縮回彈率值為87.46％。同時(shí)，通過(guò)對(duì)溶劑蒸煮處理后的液體組分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)過(guò)氧化氫可脫除軟木中極少量的半纖維素，無(wú)水溶性木質(zhì)素脫出，其它不同溶劑處理均可脫除軟木中一定量的半纖維素以及水溶性木質(zhì)素。
　　(5)納米壓痕測(cè)試表明未處理的初生和再生栓皮櫟軟木細(xì)胞壁的彈性模量分別為10.20GPa和11.47Gpa，硬度分別為0.58GPa和0.54Gpa，初生軟木細(xì)胞壁的彈性模量低于再生軟木，硬度大于再生軟木。