傅里葉變換紅外光譜研究拉伸過程中應(yīng)壓木主要化學(xué)組分的響應(yīng)規(guī)律

王 東，林蘭英，傅 峰，胡 拉

1. 中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所，北京 100091 2. 南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210037 3. 廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530002

引 言

應(yīng)壓木是針葉樹受到立地條件、風(fēng)或其他外力等刺激后，木材發(fā)生適應(yīng)性生長，大量管胞積累在傾斜樹干或枝的下端，形成的一種特殊結(jié)構(gòu)木材[1]。應(yīng)壓木的適應(yīng)性生長會對木材的主要化學(xué)組分(纖維素、半纖維素和木質(zhì)素)性質(zhì)產(chǎn)生影響[2-4]。如：木質(zhì)素含量偏高，取向程度大于正常材；纖維素含量和結(jié)晶度降低，纖維素的排列取向也發(fā)生變化，應(yīng)壓木的微纖絲角在30°～45°之間，大于正常材；β-1, 4-半乳糖含量增加，木聚糖和葡甘露聚糖含量較少。此外，應(yīng)壓木微纖絲角的變化會直接影響其力學(xué)性能。如：應(yīng)壓木的順紋抗拉強度小于正常材，但拉伸過程中會產(chǎn)生較大的屈服變形[5]。這些力學(xué)性質(zhì)變化主要和應(yīng)壓木微纖絲角變大有關(guān)，因此研究應(yīng)壓木拉伸過程中主要化學(xué)組分的響應(yīng)機制，對分析應(yīng)壓木力學(xué)性質(zhì)具有重要意義。

1 實驗部分

1.1 材料

馬尾松(Pinusmassoniana)應(yīng)壓木(compression wood, CW)采伐于廣西南寧武鳴區(qū)南寧市林業(yè)科學(xué)研究所示范林，造林時間2012年，胸徑13 cm，樹高8.1 m，活枝下高3.9 m。選擇彎曲曲率最大部分的應(yīng)壓木，并截取其受拉一側(cè)第4個年輪的早材作為實驗材料，基本密度(0.58±0.04) g·cm-3。正常材(normal wood, NW)選擇同一批造林的馬尾松木材的第4個年輪早材，基本密度(0.32±0.06) g·cm-3。

1.2 應(yīng)壓木無瑕疵小試樣順紋拉伸力學(xué)性能測試

為了減小斜紋理和早晚材差異對木材順紋拉伸過程中應(yīng)變的影響，實驗采用紋理通直的徑切面試件。……