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为了从全生命周期的角度去分析改性材的水分吸附特性,以美洲黑杨为研究对象,主要研究内容:1)分析抽提对乙酰化反应增重率的影响;保压时间和浸渍液浓度对糠醇改性材增重率的影响;2)制备乙酰化改性材、糠醇改性材和高温热处理材,比较三类细胞壁改性对木材质量、材色、化学成分、润湿性和吸湿性的影响;3)通过紫外加速老化试验,评价三类细胞壁改性对木材吸湿性改善的时效性;4)优选模型拟合等温吸附线,建立改性材水分吸附模型;并用分形维数探讨改性对木材吸附面复杂程度的影响。结果如下:(1)抽提能够有效提高木材乙酰化反应程度和反应速率。乙酰化反应8h,对照材增重率达到13%,而抽提杨木乙酰化增重率较对照材高出30%。糠醇改性材增重率受浸渍液浓度的影响大于保压时间,可通过控制浸渍液浓度来改变改性材增重率。(2)乙酰化、糠醇改性和热处理后木材吸湿性下降,表面润湿性减弱。乙酰化过程使木材增加了乙酰基取代羟基形成的疏水性酯基,从而降低木材吸湿性,20℃/30%RH,增重率为7%的乙酰化材EMC为3.65%,较对照材下降了53%,且增重率越大,EMC越小。糠醇分子以物理填充方式存在于木材中,占据水分存在空间的同时封住亲水性基团吸附面,因此糠醇改性材吸湿性降低。木材在高温和湿热环境中,半纤维素的热解和水解减少了木材中游离羟基数量。170℃热处理,木材EMC下降了21.36%,热处理温度越高,处理材平衡含水率越低。(3)紫外光老化后,除糠醇改性材吸湿性提高外,乙酰化改性材和热处理材EMC均下降。糠醇改性材、乙酰化材和热处理材,平衡含水率变化值分别为0.101.68、0.133.85和0.066.62。乙酰基可吸收使木质素降解的相同波长的紫外光,以此来增强乙酰化木材的光稳定性;紫外光可诱发糠醇降解和挥发,改性材中呋喃环打开,形成弱亲水性的羰基(C=O),另外,糠醇的流失使改性材暴露出更多的吸附位点,水分吸附含量增加。热处理材紫外光老化后,木材组分进一步降低,吸湿性降低,但吸湿滞后值提高。(4)H-H模型对杨木和三类细胞壁改性材平衡含水率预测曲线类似于典型的“S(Ⅱ)”型等温吸附线。H-H模型对吸湿EMC的预测准确度高于解吸EMC。乙酰化和糠醇改性使木材单分子层吸附能力减弱,热处理则提高其水分吸附能力,对照材吸湿K1值为55.06,170℃热处理后吸湿K1值为57.85,热处理温度越高,处理材单分子层吸附能力越强。细胞壁改性对木材多分子层水分吸附能力影响不明显。对照材吸湿表面的分形D值为2.64,去除抽提物可降低木材水分吸附面的复杂程度,分形维数值下降了2.3%。乙酰化和热处理后木材水分吸附面更接近于二维表面。糠醇改性材相对于对照材,吸湿环境更复杂,分维值为2.652.68。杨木和三类细胞壁改性材水分吸附面都较粗糙,分维值D>2.55。