[发明专利]一种基于微观构造快速预测木材抗弯弹性形变难易的方法

说明书

本发明公开了一种基于微观构造快速预测木材抗弯弹性形变难易的方法，该方法是通过与对照材切片进行比较，分析待测木材切片的主要木质素类型及总木质素的含量情况，以判断木材抗弯弹性模量高低和抗弯的难易。本发明方法以“较少试样的微观分析”对其木质素含量和类型进行测定，从而快速预测木材的抗弯弹性形变难易的方法，可为木材具体所能使用场所的获取提供初步的参考依据和理论依据；本方法能够实现木材抗弯弹性形变难易的快速预测，流程简单，操控性好，设备通用性强，评估结果准确可靠，对任何木材抗弯弹性形变难易的预测均适用，成本经济可控；本方法与抗弯弹性模量的力学试验相比，大大节约了材料成本，也减少了力学试验制样麻烦的困扰。

技术领域

本发明属于木材性能检测技术领域，具体涉及一种基于微观构造快速预测木材抗弯弹性形变难易的方法。

背景技术

从功能和审美的角度出发，弯曲木具有一定的弯曲弧度和优雅的造型，是其它传统实木家具种类所无法媲美的。通过实木弯曲工艺生产获得的弯曲木，在整个弯曲过程中没有破坏木材的纤维，弯曲后的木材力学强度不会受到大的影响；另外，实木弯曲可节材30%以上，所以越来越受到人们的青睐。但不同的木材由于其解剖构造、细胞壁物质的量及化学特性等的不同，其弯曲性能也存在着一定的差异。

众所周知，木材的细胞壁主要是由纤维素、半纤维素和木质素三种成分构成的。其中，木质素赋予木材硬度，木质素含量的高低直接影响到木材软硬程度的高低，如果使用高木质素含量的木材来做弯曲木或压缩木，势必会增加其弯曲或压缩的难度。目前，对木材是否适宜用于弯曲或压缩处理即抗弯弹性模量的评价，多数依然采用传统的实验室大试件的力学测试，极大地浪费了木材，且破坏性的力学测试的制样较为复杂，木材属非均质的材料，试验结果的误差较大。

因此，研究一种易操作、低成本的快速预测木材抗弯弹性形变难易的方法是极其必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微观构造快速预测木材抗弯弹性形变难易的方法。

本发明的目的是这样实现的，一种基于微观构造快速预测木材抗弯弹性形变难易的方法，通过与对比材切片比较，分析待测木材切片的主要木质素类型及总木质素的含量高低情况，来判断木材抗弯弹性模量高低和抗弯的难易。

木质素中含有发色基团（如与苯环共轭的羰基、羧基和烯等）和助色基团（如酚羟基和醇羟基），能够发生显色，所以，可以利用木质素的显色或变色反应对其进行含量的测定。木质素重要的Mäule显色反应可将木材细胞壁中紫丁香基结构单元（S型）木质素染成红色，将愈创木基结构单元（G型）木质素染成黄褐色，S型木质素含量越高，木材的Mäule反应越偏红色。对于针叶树材来说，细胞壁木质素主要以G型为主，而阔叶树材细胞壁木质素主要由G型和S型组成，所以Mäule反应可用于G型和S型木质素的区分。G型木质素含量高的木材，木材的耐腐性以及抵抗弯曲的能力则较高。木质素还具有荧光反应，通常，荧光强度越大，则木质素的浓度越高，所以可根据其荧光的强弱可以判定木材不同细胞类型细胞壁以及不同壁层结构中木质素含量高低。

因此，本发明从研究木材微观构造角度出发，采用Mäule染色反应以及荧光反应对几种木材木质素含量进行分析，以分析其是否适合于弯曲、压缩等处理。

与现有技术相比，本发明方法具有以下优势：

1）本方法以“较少试样的微观分析”对其木质素含量和类型进行测定，从而快速预测木材的抗弯弹性形变难易的方法，极大地节约了检测成本，并为木材具体所能使用场所的获取提供初步的参考依据和理论依据。

2）本方法能够实现木材抗弯弹性形变难易的快速预测，流程简单，操控性好，设备通用性强，评估结果准确可靠，对任何木材抗弯弹性形变难易的预测均适用，成本经济可控；

3）本方法与抗弯弹性模量的力学试验相比，大大节约了材料成本，也减少了力学试验制样麻烦的困扰。

附图说明