马尔妮 王 望 李 想 杨甜甜

(北京林业大学材料科学与技术学院 北京 100083)



基于LFNMR的木材干燥过程中水分状态变化

马尔妮 王 望 李 想 杨甜甜

(北京林业大学材料科学与技术学院 北京 100083)

【目的】 基于低场核磁共振技术考察木材干燥过程中水分的横向弛豫特性，以阐释干燥时木材中水分状态的变化机制，为木材干燥及水分处理提供理论依据及数据支持。【方法】 以20 mm(L)×5 mm(R)×5 mm(T)的南方松为试验材料，采用两步法将试材从饱水状态干燥至约5%含水率，通过定期测定含水率和横向弛豫时间，分析木材干燥时内部水分状态变化及迁移情况，探究自由水与吸着水的分界及其与纤维饱和点的关系。【结果】 1) 饱水试材存在2个明显的弛豫峰和1个峰肩，三者的横向弛豫时间为67.65、1.24和11～13 ms，分别对应着细胞腔中的自由水、细胞壁中的吸着水和微毛细管系统中的毛细管水。2) 木材干燥初期，自由水含水率不断下降，在总含水率为20%左右时，自由水才蒸发殆尽； 吸着水含量在木材干燥至40%总含水率时基本保持不变，当总含水率降到40%以下时，吸着水即开始解吸。3) 随着干燥过程的进行，自由水的横向弛豫时间随含水率的降低而不断减小； 而多、单分子层吸着水的横向弛豫时间则以6%左右的含水率为界分别表现出轻微下降和显著下降的不同趋势。【结论】 1) 木材中主要存在3种类型的水分，分别为自由水、吸着水和毛细管水。2) 平均含水率在传统定义的纤维饱和点(30%)以下时自由水仍然存在，这主要是由于干燥过程中木材内部水分分布不均造成的，且在40%～20%含水率范围内，木材表层发生吸着水解吸的同时其芯层仍有自由水的排除。……