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汽蒸预处理被认为是有效提高桉木干燥质量的手段之一,本文将尺寸为200mm×100mm×40mm的巨尾桉试材调制成初含水率分别为120%、70%、60%、50%、40%、30%、20%,在80℃、100℃、120℃温度下进行4h的汽蒸预处理,探究巨尾桉试材初含水率和汽蒸温度对预处理效果的影响,形成预汽蒸-常规干燥工艺。以汽蒸后可见缺陷为主要指标,并结合试材微观结构、含水率、抽提物、结晶度、化学成分、温度场、干燥应力等的变化情况进行比较分析。主要结论如下: (1)在选定的试验条件下,巨尾桉初含水率为50%和60%,汽蒸温度为100℃时汽蒸效果较好,试材预处理后产生的表裂、横弯、内裂等缺陷最少。湿材直接汽蒸开裂、变形严重,无法正常使用;而试材直接气干至较低含水率(40%、30%、20%)也易产生较严重缺陷,未达到可见缺陷质量指标。 (2)汽蒸过程中也是一个干燥过程,在不同参数的汽蒸过程中试材发生不同程度的水分蒸发。汽蒸试材在预处理过程中其内部温度场呈S型曲线变化或指数变化,因此可以通过函数的模拟来预测汽蒸预处理过程中的实时温度和达到某一温度时的相应时间。 (3)从微观结构上看,汽蒸产生的蒸汽压能够打破部分纹孔膜,尤其是薄壁细胞上的纹孔膜破裂程度更大;结合汽蒸时的湿热作用,导管内的侵填体在一定程度上发生了移动并部分排出,使导管内壁较为光滑畅通,有利于渗透性的提高。 (4)汽蒸后试材的苯醇、热水、1%NaOH的抽提物含量减小,其含量减少量可达20~50%。通过GC-MS分析,巨尾桉抽提物中苯类、烯烃类、酯类和醚类含量最多。汽蒸后,烯烃类、烷烃类、苯酚、联苯甲酰和哌啶类物质减少。 (5)采用红外分析可得汽蒸对巨尾桉木质素、纤维素的结构和含量影响不大,主要是半纤维素发生水解,产生交联和脱乙酰化反应,在红外图谱上表现为羰基峰(1690cm-1;1550cm-1)的消失或减弱以及羟基峰(3600~3200cm-1;1110cm-1)的减弱。三大素的成分检测试验也证明了木质素与纤维素基本不变,半纤维素发生了轻微减少。 (6)巨尾桉的结晶度约为29.9~34.2%;在含水率为20%时,玻璃化转化温度(Tg)约为80~94℃。汽蒸不会使结晶区的晶胞单元发生变化,但会使其在汽蒸过程发生结晶化和去结晶化,经100℃汽蒸的试材在50min后均可达到玻璃化转化温度,释放部分应力。 (7)经过汽蒸处理后巨尾桉试材的干燥基准可相对较硬,其干燥速率相比于未处理材可分别提高39.13%(40mm),23.40%(20mm),并且干燥质量提高,达到可见干燥缺陷质量指标1~2级。 (8)巨尾桉汽蒸废液可用于丝绸、羊毛和棉的染色。经染色后,织物纤维呈棕褐色,并具有较好的色牢度和紫外防护功能,可满足日常使用。