热处理条件对毛竹VOC释放的影响

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为了对重竹地板在生产过程中释放的VOC的减排利用提供理论参考,本研究以毛竹(Phyllostachys pubescens)为试验对象,通过分析热处理温度、热处理时间对毛竹VOC释放量的影响,得到了数学函数关系;通过分析毛竹在不同升温速率下的热分解过程,探讨了毛竹的热分解机理;通过气相色谱-质谱联用技术,得出了热处理对毛竹VOC组分释放的影响;通过化学成分含量测定及红外光谱技术分析,探究了VOC与毛竹化学成分的联系。主要结论如下:(1)温度和时间均影响毛竹VOC释放。在150~210℃温度,1~3h时间范围内,处理温度越高,时间越长,毛竹VOC释放量越多,毛竹失重率越大。根据Table Curve 3D软件,建立了毛竹VOC释放量与处理温度、处理时间的数学模型。(2)毛竹主要热分解阶段在160~390℃,该阶段失重率达到70%。升温速率为5℃/min时,热分解阶段的活化能在2~4.5kJ/mol之间。在10、20、30℃/min时,活化能在4~25kJ/mol之间,且高温区的活化能大于低温区。(3)毛竹在热处理作用下主要释放酮类、酸类、醛类、烷烃类、芳香烃类和萜烯类化合物,温度和时间均不影响VOC种类。酮、酸、醛及醇类总占比约为9~17%之间,烷烃类、芳香烃类和萜烯类相对含量分别约在5~24%、14~22%、26~52%之间。温度和时间对酮、酸、醛及醇类总占比影响均不明显。处理温度对烷烃类、芳香烃类和萜烯类含量有一定影响,随着温度升高,三类化合物相对含量增大。时间对烷烃类、芳香烃类含量没有明显影响。时间影响萜烯类含量,处理时间增加,其含量减少。毛竹释放主要成分包括α-柏木烯、α-古巴烯、十四烷、十五烷、邻-异丙基苯、邻二甲苯、环己醇、苯甲醛等。(4)在热处理过程中,纤维素和半纤维素均有分解,木质素发生少量降解,少数原始抽提物消失,同时伴随着三大素的降解,形成了新的抽提物。毛竹释放的VOC中,邻二甲苯、香草醛、苯乙酮和松柏醛以及多种酚类物质来自于三大素的降解,其中松柏醇、苯甲醛和愈创木酚等物质则来自于抽提物。在相同的处理温度下,随着处理时间增加,毛竹酸性增强。在相同的处理时间下,180℃处理材的酸性最弱。
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