纖維素結晶度是指纖維素結晶區(qū)所古纖維素整體的百分率。隨著結晶度的增加,纖維的抗拉強度、彈性模量等隨之增加。高溫環(huán)境XRD高溫熱處理對馬尾松試材晶面衍射峰位置、纖維素結晶度及結晶區(qū)寬度的影響規(guī)律。與對照材相比,經(jīng)過不同溫度和時間的高溫熱處理后,木材纖維素晶面衍射峰的位置都在22.40附近(介于22.24~22.50)。
這表明高溫熱處理對木材結晶區(qū)沒有形成明顯影響,即沒有改變晶層的距離。但高溫熱處理對馬尾松木材結晶度的影響較明顯,當溫度為160、180、200、220℃時,處理材纖維素的結晶度分別為60.10%、62.10%、36.30%和71.10%,與對照材結晶度(57.20%)相比,其結晶度分別提高了5.07%、8.57%、-36.54%和24.30%。這表明在160~220℃的熱處理溫度范圍內(nèi),馬尾松木材纖維素結晶度隨著溫度的增加呈現(xiàn)出先增加、后減小,再增加的變化規(guī)律。
當高溫環(huán)境XRD處理溫度在180℃以內(nèi)時,木材纖維素的結晶度隨著處理溫度的升高而增加。其原因是:在熱處理過程中,纖維素準結晶無定形區(qū)域內(nèi)纖維素分子鏈之間的羥基發(fā)生“架橋”反應,脫出水分,產(chǎn)生醚鍵,使得無定形區(qū)內(nèi)微纖絲的排列更加有序,向結晶區(qū)靠攏并取向,從而使得木材結晶度增加。但當熱處理溫度升高到200℃時,木材纖維素結晶度顯著降低,甚至明顯低于對照材的結晶度,出現(xiàn)了一個非常特殊的“拐點”。
在熱處理過程中,隨著熱處理溫度的升高和處理時間的延長,木材紅外吸收光譜圖中羥基吸收峰(波數(shù)3411~3423m1)的強度明顯降低,羧基吸收峰(波數(shù)1601~1738m1)的強度略呈降低趨勢。高溫環(huán)境XRD不會改變木材纖維素晶面衍射峰的位置,對木材結晶區(qū)晶層的距離無明顯影響。