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针对 Eyong 木(Eribroma oblonga)尺寸不稳定、颜色易变等问题,研究人员开展水热处理对其色度、物理及化学性质影响的研究。发现处理后木材变暗(ΔE*=17.72±2.70),多项性能提升,该研究为其户外应用提供参考。
在木材应用领域,Eyong 木(Eribroma oblonga)虽具备良好机械性能,如抗压强度 56 MPa、静态弯曲强度 100 MPa 等,却受限于尺寸不稳定和颜色易变等问题,在高端家具、装饰等对稳定性和美观度要求高的场景应用受限。同时,其易受白蚁、非洲粉蠹(Lyctus africanus)等生物侵害,制约了自身竞争力。为解决这些难题,来自喀麦隆相关机构的研究人员开展了水热处理对 Eyong 木物理和色度特性影响的研究,该研究成果发表在《Bioresource Technology Reports》。此研究对提升 Eyong 木的应用价值、促进喀麦隆森林资源可持续管理及增强当地树种市场竞争力意义重大。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:选用来自喀麦隆 Mfou 社区森林 GIC OFFOUMNSELEK(编号 0805346)的 Eyong 木作为原料,将初始含水率 70% 的木板加工成试样并干燥;在 145°C、160°C、180°C 下对试样进行水热处理;运用色度测量技术检测木材颜色参数(L*、a*、b * 等)变化;通过相关测试获取平衡含水率、体积收缩率、密度、吸水率等物理性能数据;利用 13C NMR 技术分析木材化学组成变化,测定木质素、半纤维素等含量。
颜色变化
研究发现,水热处理后 Eyong 木颜色发生显著变化。随着温度升高,木材逐渐变暗。在 145°C 时,亮度(L*)从未处理样品的 67.33±2.81 分别降至 1 小时处理后的 66.26±2.65 和 2 小时处理后的 62.82±3.42;同时,红度(a*)增加,黄度(b*)降低,色相角(h)减小,180°C 时颜色变化值(ΔE*)达 17.72±2.70,提升了木材的美观度。
物理性能改善
物理性能方面,水热处理使 Eyong 木的平衡含水率从 13.57% 降至 7.40%,体积收缩率从 10.45% 降至 7.04%,密度从 698.97 kg/m3 降至 646.76 kg/m3,吸水率从 20.36±2.43% 降至 16.64±1.14%,显著提高了木材的尺寸稳定性。
化学组成变化
化学组成上,水热处理导致 Eyong 木的木质素含量从 9.21% 增加至 13.01%,半纤维素含量从 44.84% 降至 41.80%,13C NMR 分析证实了这些变化,表明水热处理引发了木材的化学结构改变。
研究结论表明,水热处理能有效改善 Eyong 木的色度、物理和化学性质,提升其耐湿性和耐久性,是一种适用于户外结构且可应对颜色变化的有前景的处理方法。与干热、化学、硅油、饱和蒸汽处理相比,水热处理在改善 Eyong 木性能方面更具优势。不过,研究也指出,后续还需进一步优化 Eyong 木的机械性能和生物抗性。该研究为 Eyong 木的开发利用提供了重要依据,有助于推动其在家具、建筑等领域的广泛应用,同时为热带木材的可持续利用和改性处理提供了新的思路和参考。