傅里叶变换红外光谱研究拉伸过程中应压木主要化学组分的响应规律

发布时间：2024-03-17 14:19

　　应压木的适应性生长导致了针叶树木材化学性质发生变化,其中微纤丝角的变大主要引起木材主要化学组分变形机制发生了变化,影响其力学性质。以马尾松应压木和正常材为研究对象,通过傅里叶变换红外光谱对比研究应压木和正常材在拉伸过程中木材主要化学组分官能团的变化规律差异,对研究应压木力学性能变化的分子响应机制具有重要意义。结果表明:应压木的微纤丝角为35.17°±2.30°,而正常材为15.15°±1.61°;应压木和正常材的顺纹抗拉强度分别为(45.37±3.41)和(109.75±11.87) MPa,弹性模量分别为(18.10±0.76)和(70.95±6.60) MPa,但应压木的屈服变形大于正常材,破坏点的应变值约为正常材的3倍。傅里叶变换红外光谱结果表明:应压木和正常材纤维素中糖苷键C—O—C(1 161 cm^-1)和纤维素分子内氢键O(3)H…O(5)(3 348 cm^-1)的红外吸收特征峰波数都随拉伸应变发生线性变化。其中,应压木中纤维素的糖苷键C—O—C向低波数偏移量为-1.52 cm^-1·dε^-1

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【部分图文】：

图2马尾松应压木与正常材微纤丝角

利用X射线衍射仪(XpertPRO多晶型X射线衍射仪,PANalytical)分别测试应力木和正常材的微纤丝角。实验选择标准的弦切面,大小为20mm(L)×10mm(T)×1mm(R)。主要参数设置为:2θ=22.14°,电压40kV,电流40mA,扫....

图3马尾松应压木和正常材中的傅里叶变换红外光谱图

图4(a)表示马尾松木材不同应变范围内的傅里叶变换红外光谱。纤维素分子链内糖苷键C—O—C[1161cm-1,图4(c)]的特征峰向低波数发生明显的位移,该结果与相关研究类似[6-7]。其中,应压木的应变从0增加到0.83%时,纤维素分子链内糖苷键C—O—C的特征....

图4马尾松木材不同应变范围内的傅里叶变换红外光谱

图3马尾松应压木和正常材中的傅里叶变换红外光谱图纤维素分子链内氢键O(3)H…O(5)的红外特征峰波数范围为3340～3375cm-1[9-10]。因为该羟基特征峰受水分影响较大,峰宽比较大,所以为了准确找到该羟基特征峰位置,对3600～3200cm-1之间....

图5应压木和正常材纤维素C—O—C糖苷键和木质素骨架特征峰波数变化

纤维素分子链内氢键O(3)H…O(5)的红外特征峰波数范围为3340～3375cm-1[9-10]。因为该羟基特征峰受水分影响较大,峰宽比较大,所以为了准确找到该羟基特征峰位置,对3600～3200cm-1之间的吸收谱图进行高斯单峰拟合,决定系数R2大于0.....

本文编号：3931157