[發明專利]一種基于微觀構造快速預測木材抗彎彈性形變難易的方法

有效

• 申請號: 202011438074.5
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112666138B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 楊燕;王愛風;王巍;李斌;賀一明;趙瑞;趙瑩;陶明慧;卞光杰;孫雯葉;田明金;張斌鑫;武倩;韓艷夏
• 申請（專利權）人: 南陽理工學院
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 昆明知道專利事務所(特殊普通合伙企業) 53116
• 代理人: 姜開俠;姜開遠

本發明公開了一種基于微觀構造快速預測木材抗彎彈性形變難易的方法，該方法是通過與對照材切片進行比較，分析待測木材切片的主要木質素類型及總木質素的含量情況，以判斷木材抗彎彈性模量高低和抗彎的難易。本發明方法以“較少試樣的微觀分析”對其木質素含量和類型進行測定，從而快速預測木材的抗彎彈性形變難易的方法，可為木材具體所能使用場所的獲取提供初步的參考依據和理論依據；本方法能夠實現木材抗彎彈性形變難易的快速預測，流程簡單，操控性好，設備通用性強，評估結果準確可靠，對任何木材抗彎彈性形變難易的預測均適用，成本經濟可控；本方法與抗彎彈性模量的力學試驗相比，大大節約了材料成本，也減少了力學試驗制樣麻煩的困擾。

技術領域

本發明屬于木材性能檢測技術領域，具體涉及一種基于微觀構造快速預測木材抗彎彈性形變難易的方法。

背景技術

從功能和審美的角度出發，彎曲木具有一定的彎曲弧度和優雅的造型，是其它傳統實木家具種類所無法媲美的。通過實木彎曲工藝生產獲得的彎曲木，在整個彎曲過程中沒有破壞木材的纖維，彎曲后的木材力學強度不會受到大的影響；另外，實木彎曲可節材30%以上，所以越來越受到人們的青睞。但不同的木材由于其解剖構造、細胞壁物質的量及化學特性等的不同，其彎曲性能也存在著一定的差異。

眾所周知，木材的細胞壁主要是由纖維素、半纖維素和木質素三種成分構成的。其中，木質素賦予木材硬度，木質素含量的高低直接影響到木材軟硬程度的高低，如果使用高木質素含量的木材來做彎曲木或壓縮木，勢必會增加其彎曲或壓縮的難度。目前，對木材是否適宜用于彎曲或壓縮處理即抗彎彈性模量的評價，多數依然采用傳統的實驗室大試件的力學測試，極大地浪費了木材，且破壞性的力學測試的制樣較為復雜，木材屬非均質的材料，試驗結果的誤差較大。

因此，研究一種易操作、低成本的快速預測木材抗彎彈性形變難易的方法是極其必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于微觀構造快速預測木材抗彎彈性形變難易的方法。

本發明的目的是這樣實現的，一種基于微觀構造快速預測木材抗彎彈性形變難易的方法，通過與對比材切片比較，分析待測木材切片的主要木質素類型及總木質素的含量高低情況，來判斷木材抗彎彈性模量高低和抗彎的難易。

木質素中含有發色基團（如與苯環共軛的羰基、羧基和烯等）和助色基團（如酚羥基和醇羥基），能夠發生顯色，所以，可以利用木質素的顯色或變色反應對其進行含量的測定。木質素重要的M?ule顯色反應可將木材細胞壁中紫丁香基結構單元（S型）木質素染成紅色，將愈創木基結構單元（G型）木質素染成黃褐色，S型木質素含量越高，木材的M?ule反應越偏紅色。對于針葉樹材來說，細胞壁木質素主要以G型為主，而闊葉樹材細胞壁木質素主要由G型和S型組成，所以M?ule反應可用于G型和S型木質素的區分。G型木質素含量高的木材，木材的耐腐性以及抵抗彎曲的能力則較高。木質素還具有熒光反應，通常，熒光強度越大，則木質素的濃度越高，所以可根據其熒光的強弱可以判定木材不同細胞類型細胞壁以及不同壁層結構中木質素含量高低。

因此，本發明從研究木材微觀構造角度出發，采用M?ule染色反應以及熒光反應對幾種木材木質素含量進行分析，以分析其是否適合于彎曲、壓縮等處理。

與現有技術相比，本發明方法具有以下優勢：

1）本方法以“較少試樣的微觀分析”對其木質素含量和類型進行測定，從而快速預測木材的抗彎彈性形變難易的方法，極大地節約了檢測成本，并為木材具體所能使用場所的獲取提供初步的參考依據和理論依據。

2）本方法能夠實現木材抗彎彈性形變難易的快速預測，流程簡單，操控性好，設備通用性強，評估結果準確可靠，對任何木材抗彎彈性形變難易的預測均適用，成本經濟可控；

3）本方法與抗彎彈性模量的力學試驗相比，大大節約了材料成本，也減少了力學試驗制樣麻煩的困擾。

附圖說明