木材吸着水研究（低场核磁共振技术）

木材吸着水研究（低场核磁共振技术）

木材中水分存在哪些狀態？

按水分與木材的結合形式與位置，可分为三类：自由水、吸着水和结合水。木材中主要水分是自由水和吸着水，化合水的含量非常少。日常使用中，吸着水对木材的性能起着至关重要的作用。

木材自由水：

木材中的毛細管系統有兩大類，即大细管系统和微毛细管系统。木材中的水分就存在于这些毛细管系统之中。

由細胞腔組成的大毛細管系統，对水分的束缚力很小以至无束缚力，水分能够从大毛细管系统的断面自由地蒸发出去。因此，把存在于大毛细管系统内的水分，叫做自由水。自由水的增减，只能影响木材的重量、保存和燃烧能力，而不影响木材的性质。

木材吸着水：

由互相通連的細胞壁構成的微毛細管系統，对水分有程度不同的束缚力，若要使微毛细管系统内的水分向空中蒸发，必须把空气的湿度降低到一定的程度；或者在加热条件下加速水分的运动，才能克服微毛细管的束缚力，向空气中蒸发。同时，微毛细管系统不但在一定的条件下向空气中蒸发水分，而且也能够吸收空气中的水分。因此，把存在于微毛细管系统内的水分，叫做吸着水。吸着水的增减变化，不仅使木材发生膨胀和收缩，而且也影响到木材的其它物理力学性质。

木材的纖維飽和點：

木材細胞壁含水率(吸着水)在饱和状态，而细胞腔无自由水时的含水率，称纤维饱和点。通常以30%为木材纤维饱和点，但不同木材略有差异。

纖維飽和點是木材特性變化的轉折點。在纤维饱和点以下时，木材细胞壁木纤维就像压缩饼干一样吸水，木材发生膨胀，含水率增加同时木材强度降低;当达到纤维饱和点时，木材的细胞和细胞间隙就像水库一样蓄水，木材体积和性能基本不发生变化;反过来，在纤维饱和点以上时，木材失水木材体积与性能基本不变，在纤维饱和点以下时，木材失去水分木材收缩，木材强度增加。

通俗點說來，木材干燥的过程中，将木材的纤维饱和点控制在30%的临界点，木材的硬度会得以保证。当木材含水率没有得到有效的控制，将对木材的使用产生不良的影响。

低場核磁共振技術研究木材吸着水原理

固態冰與液態水的核磁共振T2弛豫时间相差很大,冰的T2弛豫时间仅约6us,木材内吸着水的T2弛豫时间一般为毫秒级,很容易区分。核磁共振分析仪是以质子为探针,能够准确表达多孔介质内水分含量。通过选择适当的温度使木材细胞腔内自由水产生冻结,此时吸着仍然处于液态,从而可以准确获得细胞壁内吸着水的信号总量。

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其他資料：