热改性工艺对欧洲赤松化学成分变化及耐腐性的影响

• 作者: 柯美慧 王望 曹金珍
• 来源期刊: 北京林业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 欧洲赤松 热改性工艺 化学成分 耐腐性
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 林学工程|Forestry Engineering
• 页码范围: 123-130
• 页数: 8页
• 分类号: S781.42
• 语种: 中文
• DOI: 10.12171/j.1000-1522.20210379

摘要

[目的]为了探究热改性温度和压力条件对欧洲赤松(Pinus sylvestris)化学成分变化及耐腐性的影响规律,进而揭示热改性工艺、化学成分变化和木材耐腐性之间的响应机制.[方法]在不同温度(150、180、210℃)、加压或常压条件下对欧洲赤松边材进行热改性,分析热改性前后抽提物、木质素、综纤维素、α-纤维素和半纤维素质量分数的变化.以密黏褶菌为试验菌种,研究热改性木材在腐朽过程中化学成分的变化,并采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对其微观形貌进行表征.[结果]热改性温度越高,欧洲赤松质量损失率越高;热改性过程中抽提物和木质素质量分数上升,综纤维素、α-纤维素和半纤维素质量分数降低;在同一温度下,加压条件比常压条件下热改性质量损失率和化学成分变化更为显著.与常压热改性相比,加压热改性材耐腐性较好,且温度越高,耐腐性越强.加压180℃腐朽12周后质量损失率为18.8％,耐腐等级为Ⅱ级(耐腐);加压210℃腐朽12周后质量损失率为8.4％,耐腐等级为Ⅰ级(强耐腐).腐朽过程中,耐腐性能无明显变化的常压150℃、加压150℃和常压180℃热改性材与对照组的化学成分变化趋势相似,随着腐朽时间的延长,综纤维素、α-纤维素和半纤维素质量分数持续下降,木质素质量分数持续上升.常压210℃、加压180℃和加压210℃热改性材的木质素质量分数变化不明显,综纤维素和cα-纤维素的降解速度明显变慢.[结论]热改性过程中不同的温度和压力对木材的化学成分变化和耐腐性产生不同程度的影响.温度较高且加压的热改性条件会增加热改性过程中半纤维素和α-纤维素的降解,综纤维素质量分数大幅下降,抽提物、木质素质量分数大幅上升.热改性后综纤维素的减少使得褐腐真菌对木材的降解程度降低,降解速度变慢,木质素、抽提物质量分数的上升又对真菌进一步降解细胞壁成分具有一定的抑制作用,从而提升热改性材的耐腐性.