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本研究采用理论分析和实验相结合的方法,首先从理论上分析产生VOCs的原因和影响VOCs挥发的因素,通过实验确定了思茅松干燥过程中VOCs的组成和含量,以及干燥温度对VOCs挥发的影响程度;最后提出了减少VOCs挥发的措施。
本论文主要结论如下:
1、思茅松干燥过程中产生VOCs主要成分为:萜烯类,醇类,芳香族化合物及其衍生物,醛酮类及其衍生物,饱和烃类。其中,萜烯类所占比重最大,分别是干燥温度为80℃时,萜烯类占总峰面积的98.5%;干燥温度为100℃时,萜烯类占相对含量的89.31%;干燥温度为120℃时,萜烯类占总峰面积的86.19%;干燥温度为140℃时,萜烯类占总峰面积的83.55%;干燥温度为160℃时,萜烯类占总峰面积的71.92%;干燥温度为180℃时,萜烯类占总峰面积的66.8%;其次芳香族化合物及其衍生物,醛酮类、醇类、饱和烃类所占比重最小。
2、随着干燥温度的升高,抽提物含量发生变化。在有氧干燥环境下干燥思茅松木粉的变化情况是,其抽提物含量首先随着干燥温度的升高而降低并达到最小值,然后随着干燥温度的继续升高开始逐渐增加,达到最大值后,又逐渐随着干燥温度的升高而降低。
3、思茅松干燥过程中VOCs产生的主要原因是木材提取物成分的挥发和木材主要成分(纤维素、半纤维素和木素)的受热分解。其中,木材提取物成分的挥发对干燥过程中VOCs的产生起主导作用。
4、干燥过程中,在不同的干燥温度下,木材挥发所检测到的化合物各不相同。
当干燥温度为80℃时,检测出6种化合物,分别为α-蒎烯,莰烯,1-甲基-2-(1-异丙基)-苯,β-蒎烯,(1S)-3,7,7-三甲基-二环[4.1.0]庚烯-(3),β-水芹烯。其中α-蒎烯,(1S)-3,7,7-三甲基-二环[4.1.0]庚烯-(3)和β-水芹烯相对百分含量最高分别为54.46%,33.03%和7.53%。
当干燥温度为100℃时,检测出12种化合物,与干燥温度为80℃相比较,多检测出7中化合物,分别为α-水芹烯,(1S)-2,2-二甲基-3-亚甲基-二环[2.2.1]庚烷,1-甲基-3-(1-异丙基)-苯,β-月桂烯,4-蒈萜,[1S-(1α,3a B,4a,8aβ)]-十氢-4,8,8-三甲基-9-亚甲基-1,4-甲氧奥,丁基十四烷基邻苯二甲酸酯。
当干燥温度为120℃时,检测出16种化合物,与干燥温度为80℃相比较,多检测出12中化合物,分别为1,7,7-三甲基-三环[2.2.1.0(2,6)]庚烷,2-甲基-5-(1-异丙基)-二环[3.1.0]己烯-(2),(1S)-2,2-=甲基-3-亚甲基.二环[2.2.1]庚烷,顺一蒎烯-3一醇,1-甲基一3.(1。异丙基)-苯,(1S)-6,6-二甲基-2-亚甲基-二环[3.1.1]庚烷,β-月桂烯,1-甲基-4-(1-异丙基)-1,3-环已二烯,[1S-(1α,2α,3aβ,4α,2α,3αβ,4α,8αβ,9R*)]十氢-1,5,5,8a-四甲基-1,2,4-亚甲基奥,[1S-(1α,3aβ,4α,8aβ)]-十氢-4,8,8-三甲基-9-亚甲基-1,4-甲氧奥,(E)-7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯占,刺蕊草烯。
当干燥温度为140℃时,检测出16种化合物,与干燥温度为80℃相比较,多检测出12中化合物,分别为1,7,7-三甲基-三环[2.2.1.0(2,6)]庚烷,4-甲基-1-(1-异丙基)-二坏[3.1.0]己烷,,1-甲基-3-(1-异丙基)-苯,β-月桂烯,1-甲基-4-(1-异丙基)-1,4-环己二烯,1-甲基-4-(1-亚异丙基)-环己烯,2,6,6,9-四甲基-三环[5.4.0.0(2,8)]十一烯-9,[1S-(1α,2
α,3aβ,4α,8aβ,9R*)]-十氢-1,5,5,8a-四甲基-1,2,4-亚甲基奥,[1S-(1α,3aβ,4α,8a
β)]-十氢-4,8,8-三甲基-9-亚甲基-1,4-甲氧奥,(2)-7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯,(1α,4aα,8aα)-1,2,4a,5,6,8a-六氢-4,7-二甲基-1-(1-异丙基)-萘,(1S—顺)-1,2,3,5,6,8a-六氢-4,7-二甲基-1-(1-异丙基)-萘。
当干燥温度为160℃时,检测出21种化合物,与干燥温度为80℃相比较,多检测出16中化合物,分别为1,7,7-三甲基-三环[2.2.1.0(2,6)]正庚烷,4-甲基-1-(1-甲基乙基)-二环[3.1.0]己烷,1-甲基-3-(1-异丙基)-苯,1-甲基-4-(1-异丙基)-苯,1-甲基-4-(1-异丙基)-1,4-环己二烯,1-甲基-4-(1-异丙基)-苯,4,6,6-三甲基-二环[3.1.1]-3.庚烯-2-酮,三环[3.3.2.0(3,7)]癸烷-9-酮,4-(1-异丙基)苯甲醇,2,6,6,9-四甲基-三环[5.4.0.0(2,8)]十一碳烯-9,[1S-(1α,2α,3aβ,4α,8aβ,9R*)]-十氢-1,5,5,8a-四甲基-1,2,4-亚甲基奥,[1S-(1
α,3aβ,4α,7α,7aβ)]-4-甲基-8-亚甲基-7-(1-异丙基)-八氢-1-亚甲基-1H-茚,[1S-(1α.3aβ,4α,8aβ)]-十氢-4,8,8-三甲基-9-亚甲基-1,4-甲氧奥,(2)-7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯,4,7-二甲基-1-(1-异丙基)-1,2,4a,5,6,8a-六氢.萘,邻苯二甲酸二乙酯。
当干燥温度为180℃时,检测出27种化合物,与干燥温度为80℃相比较,多检测出22中化合物,分别为1,7,7-三甲基-三环[2.2.1.0(2,6)]庚烷,4-甲基-1-(1-异丙基)-二环[3.1.0]己烷,苯甲醛,1-甲基-3-(1-异丙基)-苯,β-月桂烯,1-甲基-4-(1-异丙基)-1,3-环己二烯,1-甲基-4-(1-异丙基)-1,4-环己二烯,1-甲基-4-(1-异丙基)-苯,双(1-亚异丙基)-环丁烯,2,2,3-三甲基-3-环戊烯-1-乙醛,(1S)-4,6,6.三甲基.二环[3.1.1]-3-庚烯-2-酮,4-(1-异丙基)-苯甲醇,α-荜澄茄烯,2,6,6,9-四甲基-三环[5.4.0.0(2,8)]十一烯.9,[1S-(1α,2α,3aβ,4α,8aβ,9R*)]-十氢-1,5,5,8a-四甲基-1,2,4-亚甲基奥,2-(1,1-二甲基乙基)-1,4-二甲氧基.苯,[1S-(1α,3aβ,4α,8aβ)-十氢-4,8,8-三甲基-9-亚甲基-1,4-甲氧奥,(1α,4aα,8aα)-1,2,4a,5,6,8a-六氢-4,7-人二甲基-1-(1-异丙基)-萘,(1S-顺)-1,2,4a,5,6,8a-六氢-4,7-二甲基-1-(1-异丙基)-萘,(四甲基环丙烷卡宾)甲基苯,邻苯二甲酸二乙酯,[1R-(1α,3aβ,4α,8aβ,9S*)]-十氢-1,5,5,8a-四甲基-1,4-甲氧奥-9-醇。
5、思茅松中含有较多的水提取物,其中包含很多具有挥发性质的化合物,这些化合物在干燥过程中VOCs随着水分的蒸发和迁移而从木材中挥发出来。而干燥温度的不同对思茅松干燥过程中释放出的挥发性有机化合物的种类数量有着显著的影响。随着干燥温度的不断升高,释放出的挥发性有机化合物的种类越来越多。