木材的酸堿性質(zhì) ,包括抽提液的酸堿性質(zhì)是木材的重要化學(xué)性質(zhì)之一。木材的酸堿性因樹木的生育條件、樹種、樹齡和樹高、邊心材部位及含水率等因素的不同而異 [1 ]。木材的酸堿度以木材水浸出物的 p H值表示 ,不同樹種的木材酸堿性質(zhì)不同 ,即 p H值差異很大 ,絕大多數(shù)木材呈弱酸性。
由于木材中含有微量堿金屬和堿土金屬 ,可與木材中的有機(jī)酸形成相應(yīng)鹽類 [2 ],因此木材的水浸提液具有一定的緩沖性能 ,其大小用緩沖容量來表示。木材的 p H值和緩沖容量對(duì)制定木材應(yīng)用范圍和加工工藝具有重要意義 ,與木材膠合、木材變色、金屬腐蝕和膠接性能等有密切關(guān)系 [1 , 3～ 6 ],尤其在使用酸固化的脲醛樹脂為膠粘劑時(shí) ,是制定膠合工藝和預(yù)測(cè)膠合質(zhì)量的重要條件之一 [7～ 9]。本研究對(duì)國(guó)內(nèi) 1 0種人工林木材的 p H值和木材酸堿緩沖容量的差異進(jìn)行了測(cè)定 ,旨在為人工林木材的加工利用提供參考。
1 材料和方法
1 . 1 試材采集與取樣
1 0種人工林木材試材采集地點(diǎn)和年輪段與年輪劃分見表 1。選取試材 5株 ,編號(hào) 1～ 5,每株分別取上、中、下 3段。參照 GB2 677. 1 -81取樣測(cè)定其 p H值和酸、堿緩沖容量。從 5株試材中選 3株 ,每株從髓心開始向外按年輪分 5組取樣。取樣依據(jù)為木材解剖特征和基本密度 ,測(cè)定確定幼齡材向成熟材轉(zhuǎn)變的樹齡 ,5組樹齡分別分為 5個(gè)年輪段 ,編號(hào) 1～ 5,其中年輪段 1～ 2部分為幼齡材 ,3～ 5部分為成熟材。
表 1 試材采集地和年輪段與年輪劃分
1 . 2 測(cè)定方法
p H值按照 GB60 43 -85方法進(jìn)行測(cè)定。酸堿緩沖容量 [1 0 ]稱取 2 5g(以絕干材計(jì) )40目的木粉于 40 0 m L的燒杯中 ,加入 2 5℃的蒸餾水 2 50m L ,充分?jǐn)嚢韬?,置于 (2 3± 2 )℃的恒溫水箱中保溫3 0 min,每 1 0 min攪拌一次。然后用布氏漏斗吸濾 ,分別吸取 2份 50 m L濾液于 1 50 m L的燒杯中 ,用酸度計(jì)測(cè)定其 p H值 ,其中 1份用 0 . 0 2 5N的 HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至 p H值為 3 . 5;另 1份用 0 . 0 2 5N的 Na OH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至 p H值為 8。同時(shí)做平行試驗(yàn)。
2 結(jié)果與討論
2 . 1 p H值和酸、堿緩沖容量的變化規(guī)律1 0種人工林木材 p H值和酸、堿緩沖容量的測(cè)定結(jié)果及按主成分分析 (AZCFFX)[1 1 ]統(tǒng)計(jì)出 1 0種人工林木材 p H值和酸、堿緩沖容量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均列于表 2。從表 2的結(jié)果表明 ,1 0種人工林木材株間 p H值變異較小 ,而酸、堿緩沖容量變異則較大 ,其中 7種針
葉樹材的 p H值在 4. 1 2～ 5. 1 6;而酸緩沖容量在 1 . 4～ 7. 85,堿緩沖容量變異在 2 . 5～ 7. 75之間 ;而 3種闊葉樹材的 p H值的變動(dòng)范圍在 4. 2 1～ 7. 45;而酸緩沖容量變動(dòng)范圍在 0 . 1 5～ 2 4. 0之間、堿緩沖容量在 3 .6～ 3 1 . 0之間。表 2結(jié)果還表明 ,針葉樹材和闊葉樹材的 p H值大都在 4～ 5之間范圍內(nèi)變動(dòng) ,只有三北一號(hào)楊木的 p H值為 7以上。針葉樹材酸緩沖容量與堿緩沖容量較闊葉樹材的大 ,這一結(jié)果與文獻(xiàn) [1 0 ]結(jié)果相似。
2 . 2 各年輪段 p H值和酸、堿緩沖容量的變化規(guī)律1 0種人工林木材各年輪段的 p H值和酸、堿緩沖容量的測(cè)定結(jié)果及按主成分分析 (AZCFFX)[1 1 ]統(tǒng)計(jì)出各年輪段的 p H值和酸、堿緩沖容量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)見表 3。從表 3的結(jié)果可見 ,1 0種人工林木材各年輪段的 p H值和酸、堿緩沖容量的變異系數(shù)與相應(yīng)樹種各株間的值基本相似。即 p H值變異較小 ,而酸、堿緩沖容量變異較大。多數(shù)人工林木材的 p H值在 4～ 5. 5間變動(dòng) ,即大多數(shù)樹木呈弱酸性 ,僅三北一號(hào)楊 p H值在 6～ 8間變動(dòng)。總的來看 ,幼齡材的 p H值比成熟材的p H值低 ,馬尾松和檸檬桉的第一年輪段 p H較高 ,三北一號(hào)楊則相反 ,隨年輪段的增大 ,p H值明顯的從高至低的變化。多數(shù)針葉樹材的酸緩沖容量在 3～ 7,只有火炬松的心材部達(dá) 8以上。3種闊葉樹材的堿緩沖容量變化范圍較大 ,在 0 .2～ 3 0間。蘭考泡桐和檸檬桉的酸緩沖容量較大 ,而三北一號(hào)楊的酸緩沖容量則較小。多數(shù)針葉樹材的堿緩沖容量在 2～ 8范圍內(nèi)變化 ,只有火炬松和長(zhǎng)白落葉松的心材部達(dá) 8以上。3種闊葉樹材的堿緩沖容量變化范圍較大 ,在 3～ 3 4間變動(dòng)。蘭考泡桐和三北一號(hào)楊的堿緩沖容量較大 ,而檸檬桉的堿緩沖容量則較小。
3 結(jié)論
1 )1 0種人工林木材株間 p H值變異較小 ,而酸、堿緩沖容量變異則較大。p H值大都在 4～ 5之間 ,只有三北一號(hào)楊的 p H值為 7以上。
2 )多數(shù)針葉樹材的酸緩沖容量在 3～ 7范圍內(nèi)變化 ,只有火炬松的心材部達(dá) 8以上。三種闊葉樹材的堿緩沖容量變化范圍較大 ,約在 0 . 2～ 3 0內(nèi)變動(dòng)。
3 )多數(shù)針葉樹材的堿緩沖容量在 2～ 8范圍內(nèi)變化 ,只有火炬松的心材部達(dá) 8以上。3種闊葉樹材的堿緩沖容量變化范圍較大 ,在 3～ 3 4范圍內(nèi)變動(dòng)。4)多數(shù)人工林木材幼齡材 p H值低于成熟材 ,三北一號(hào)楊相反 ,隨年輪段的增大 ,p H值明顯的從高至低的變化。
表 3 1 0種人工林木材不同年輪段的 p H值和酸、堿緩沖容量厚度的增加 ,板
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