高温热处理对马尾松木材FTIR和XRD特性影响分析

"高温热处理木材的FTIR和XRD分析 (2009年)" 这篇2009年的论文详细探讨了高温热处理对马尾松木材化学结构的影响，主要利用了傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）两种分析方法。傅立叶变换红外光谱是一种广泛用于分析分子结构的工具，而X射线衍射则用于确定物质的晶体结构，特别是像纤维素这样的大分子。 在研究中，作者发现随着热处理温度的提升和处理时间的增长，木材中的羟基吸收峰强度显著降低，这表明木材中的羟基（—OH）基团减少，这通常与水分子的脱除有关。同时，羰基吸收峰的强度稍微下降，可能意味着木材中某些含羰基的化合物发生变化，有助于提高木材的尺寸稳定性，因为这些官能团的减少可以减少吸湿性。 进一步，通过XRD分析，研究揭示了马尾松木材的纤维素结晶度在160至220℃的热处理区间内有着复杂的变化。初期，随着温度的升高，纤维素的结晶度增加，这可能是由于非结晶区的分解或重排，使得结晶区相对比例增加。然而，当温度继续升高，结晶度又出现下降，可能是因为过高的温度导致了结晶结构的部分破坏。特别在200℃条件下，随着处理时间的延长，纤维素的结晶度总体降低，但在2小时处理时有一个小的上升，这可能是一个暂时的动态平衡过程。 此外，除了220℃处理4小时的情况，其他高温处理对马尾松木材的纤维素结晶区宽度影响不大，变化幅度保持在3%以内。这意味着在大多数情况下，热处理并未显著改变纤维素链的排列方式，只在特定条件组合下产生了较为显著的变化。 论文的关键结论是，高温热处理可以改变马尾松木材的化学结构，特别是影响其羟基和羰基含量，以及纤维素的结晶状态。这些变化对木材的物理性能，如尺寸稳定性和耐久性，有显著影响。因此，这种热处理技术可以作为改性木材的一种有效手段，用于优化其在各种环境下的使用性能。