栓皮栎软木动态黏弹性研究

2023年12月2日发(作者：汉堡包的简笔画)

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林业工程学报，２０２０，５（３）：５９－６５ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０１９０７０３７栓皮栎软木动态黏弹性研究毕俊杰，王庆国，吴世谦，宋孝周∗（西北农林科技大学林学院，陕西杨凌７１２１００）摘　要：软木是从栓皮树上采剥的树皮，是一种天然可再生的生物质材料。通过对软木的动态黏弹性进行研究，可以揭示许多关于软木材料结构和分子运动的相关信息。本试验主要运用动态力学分析技术研究了栓皮栎软木的动态黏弹性，并和国外栓皮槠软木进行了对比。结果表明：在不同测试频率条件下，再生栓皮栎软木的储能模量（Ｅ′）均随温度升高而呈现降低趋势，损耗因子（ｔａｎδ）曲线主要出现了３个明显的损耗峰，对应的３个损耗过程分别由软木脂无定形区发生玻璃化转变、软木中有关成分发生熔融和吸着水的损失、纤维素和半纤维素发生热软化或降解所引起。再生栓皮栎软木分别沿轴向、径向和弦向进行拉伸测试时，Ｅ′、损耗模量（Ｅ″）和ｔａｎδ曲线的变化趋势基本一致，但在相同测试温度下，Ｅ′和Ｅ″在３个方向存在明显差异。在本试验条件下，栓皮栎和栓皮槠软木存在不同温度的损耗峰，主要表现为初生和再生栓皮栎软木的ｔａｎδ曲线分别在－１０和－１９℃出现一个损耗峰，而再生栓皮槠软木对应的损耗峰出现在１４℃。关键词：栓皮栎软木；动态黏弹性；储能模量；损耗模量；损耗因子中图分类号：Ｓ７８１．３　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：２０９６－１３５９（２０２０）０３－００５９－０７开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：ＳｔｕｄｙｏｎｄｙｎａｍｉｃｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｃｏｒｋｆｒｏｍＱｕｅｒｃｕｓｖａｒｉａｂｉｌｉｓＢＩＪｕｎｊｉｅ，ＷＡＮＧＱｉｎｇｇｕｏ，ＷＵＳｈｉｑｉａｎ，ＳＯＮＧＸｉａｏｚｈｏｕ∗（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｏｒｋｉｓｔｈｅｂａｒｋｍａｉｎｌｙｆｒｏｍＱｕｅｒｃｕｓｖａｒｉａｂｉｌｉｓｉｎＣｈｉｎａａｎｄＱｕｅｒｃｕｓｓｕｒｂｅｒｉｎＥｕｒｏｐｅａｎｄＡｆｒｉｃａ．Ｉｔｉｓａｌｓｏａｎａｔｕｒａｌｒｅｎｅｗａｂｌｅｂｉｏｍａｓｓｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｍａｎｙａｐｐｒｅｃｉａｔｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｓｕｃｈａｓｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ，ｌｏｗｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗｔｈｅｒ⁃ｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｈｅａｔｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，ｗｅａｒ⁃ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｃｏｒｋｉｓｓｕｂｅｒ，ｌｉｇｎｉｎ，ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓａｎｄｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅｓ．Ｃｏｒｋｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓ，ｓｕｃｈａｓｃｏｒｋｓｅａｌｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ，ｈｅａｔｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｌａｙｅｒ，ｂｕｉｌｄｉｎｇａｎｄｄｅｃｏｒａｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｃｏｒｋｗｏｕｌｄｂｅａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇｍａｇｎｉｔｕｄｅａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｆｏｒｃｅｉｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｓｈｏｗｉｎｇｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｎａｍｅｌｙ，ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｂｅｌｏｎｇｓｔｏｔｈｅｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｃｏｒｋ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｙｃｌｉｃａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｓｔｒｅｓｓ（ｓｔｒａｉｎ），ｔｈｅｒｅａｒｅｓｔｒａｉｎ（ｓｔｒｅｓｓ）ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｏｓｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｃｏｒｋ．Ｂｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｃｏｒｋ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｒｕｌｅｓｏｆｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｍｏｄｕｌｕｓ，ｌｏｓｓｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｌｏｓｓｆａｃｔｏｒｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅｒｅｅｓ⁃ｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｓｅｒｕｌｅｓｃａｎｒｅｖｅａｌｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｒｋｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｏｖｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅ⁃ｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｕｓｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｃｏｒｋｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｂｅｉｎｇｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄａｍｐｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｃｏｒｋ．ＴｈｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｒｋｆｒｏｍＱ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓｗａｓｍａｉｎｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｒｋｆｒｏｍＱ．ｓｕｒｂｅｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｍｏｄｕｌｕｓｏｆｔｈｅｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｒｋｆｒｏｍＱ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｓｔｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｗｅｒｅｔｈｒｅｅｏｂｖｉｏｕｓｐｅａｋｓｉｎｌｏｓｓｆａｃｔｏｒｃｕｒｖｅｓ．Ｔｈｅｔｈｒｅｅｌｏｓｓｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｒｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｇｌａｓｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓｚｏｎｅｏｆｓｕｂｅｒｉｎ，ｍｅｌｔｉｎｇｏｆｒｅｌａｔｅｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｈｅｃｏｒｋａｎｄｌｏｓｓｏｆａｄｓｏｒｂｅｄｗａｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｏｆｔｅｎｉｎｇｏｒｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｎｄｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＷｈｅｎｔｈｅｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｒｋｆｒｏｍＱ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓｗａｓｔｅｓｔｅｄａｌｏｎｇｔｈｅａｘｉａｌ，ｒａｄｉａｌａｎｄｔａｎｇｅｎｔｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｔｒｅｎｄｓｏｆｓｔｏｒａｇｅｍｏｄｕｌｕｓ，ｌｏｓｓｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｌｏｓｓｆａｃｔｏｒｃｕｒｖｅｓｗｅｒｅｂａｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅ．Ｗｈｉｌｅａｔｔｈｅｓａｍｅｔｅｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｌｏｓｓｍｏｄｕｌｕｓｗｅｒｅｏｂｖｉｏｕｓｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｈｒｅｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｃｏｒｋｆｒｏｍＱ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓａｎｄＱ．ｓｕｒｂｅｒｈａｄｌｏｓｓｐｅａｋｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｉｓｒｅ⁃ｓｅａｒｃｈ．ＴｈｅｌｏｓｓｐｅａｋｓｏｆｔｈｅｖｉｒｇｉｎｃｏｒｋａｎｄｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｒｋｆｒｏｍＱ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓａｐｐｅａｒｅｄａｔ－１０ａｎｄ－１９℃，ｒｅｓｐｅｃ⁃收稿日期：２０１９－０７－２２　　　　修回日期：２０１９－１１－０８基金项目：国家自然科学基金（３１４７０５８３）。作者简介：毕俊杰，男，研究方向为木材科学与技术。通信作者：宋孝周，男，教授。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｚｈｓｏｎｇ＠１６３．ｃｏｍ

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