以馬尾松和輻射松兩種針葉材樹種作為研究對象,對氣干后的試樣進行時域核磁共振T2弛豫檢測,其后將試樣真空干燥處理排除水分,再次進行T2 弛豫檢測,獲得木材試樣內松脂的T2 弛豫分布。檢測一定數量真空干燥后的試樣,再對其進行乙醚抽提,獲得試樣內松脂質量,將試樣反演峰面積和松脂質量進行回歸擬合。
隨著我國天然林保護工程的推進,2017年起全國范圍內已停止天然林的商業采伐,木材工業生產所需原料主要依靠進口木材與國內種植的人工林木材 。進口針葉材中輻射松、樟子松,以及我國廣泛種植的馬尾松、濕地松等針葉材一直是木材工業生產中重要的原材料,廣泛應用于建筑、室內裝飾、家具等產業。根據針葉材解剖構造特征,多數木材具有泌脂細胞(樹脂道),而松脂含量會顯著影響木制品生產加工過程中的膠合、涂飾等工序,產品后續使用過程中也容易出現松脂滲出,產生漆膜脫落、剝離、變色等缺陷,嚴重影響產品外觀與檔次。為此,針對含脂針葉材,特別是松脂含量較高的樹種,產品加工前進行脫脂處理將松脂含量控制在一定范圍內是十分必要的,相應的針葉材內松脂含量快速、準確檢測也就非常重要 。現階段木材內松脂含量的測定方法普遍參考中華人民共和國國家標準GB/ T2677.6—94(造紙原料有機溶劑抽出物含量的測定),采用乙醚作為溶劑對木材試樣進行抽提,分析計算木材內松脂含量。但該方法對操作人員有一定技能要求,檢測過程操作較為復雜、時間也較長。按照檢測標準,抽提溶劑必須采用乙醚,其屬于易制毒管制性藥劑,購買、使用、存放都需要嚴格執行國家公安機關易制毒化學
品管理規定,因此木材加工企業一般很難進行生產中的實時檢測。
結 論
本研究探索將時域核磁共振技術應用于針葉材內松脂弛豫特性分析,通過真空干燥排除試樣內水分,獲得松脂的T2弛豫分布,并結合木材解剖構造特性對松脂信號來源進行了定性分析,同時建立了松脂弛豫信號與其質量關系。研究得到以下結論:
1)真空干燥后馬尾松與輻射松試樣內松脂T2弛豫分布呈現4~5 個特征峰,其弛豫分布區間范圍較寬,基本涵蓋了0.01~200 ms 范圍區域。
2)T2弛豫時間大于10 ms 的2 個特征峰來源于樹脂道內松脂,分布區間10~40 ms 的特征峰由晚材樹脂道和橫向樹脂道內松脂產生,分布區間70~150 ms 的特征峰由早材樹脂道內松脂產生,小于10 ms 的特征峰是由于松脂進入樹脂道及其周邊管胞壁內產生。