木材的酸碱性质 ,包括抽提液的酸碱性质是木材的重要化学性质之一。木材的酸碱性因树木的生育条件、树种、树龄和树高、边心材部位及含水率等因素的不同而异 [1 ]。木材的酸碱度以木材水浸出物的 p H值表示 ,不同树种的木材酸碱性质不同 ,即 p H值差异很大 ,绝大多数木材呈弱酸性。
由于木材中含有微量碱金属和碱土金属 ,可与木材中的有机酸形成相应盐类 [2 ],因此木材的水浸提液具有一定的缓冲性能 ,其大小用缓冲容量来表示。木材的 p H值和缓冲容量对制定木材应用范围和加工工艺具有重要意义 ,与木材胶合、木材变色、金属腐蚀和胶接性能等有密切关系 [1 , 3～ 6 ],尤其在使用酸固化的脲醛树脂为胶粘剂时 ,是制定胶合工艺和预测胶合质量的重要条件之一 [7～ 9]。本研究对国内 1 0种人工林木材的 p H值和木材酸碱缓冲容量的差异进行了测定 ,旨在为人工林木材的加工利用提供参考。
1 材料和方法
1 . 1 试材采集与取样
1 0种人工林木材试材采集地点和年轮段与年轮划分见表 1。选取试材 5株 ,编号 1～ 5,每株分别取上、中、下 3段。参照 GB2 677. 1 -81取样测定其 p H值和酸、碱缓冲容量。从 5株试材中选 3株 ,每株从髓心开始向外按年轮分 5组取样。取样依据为木材解剖特征和基本密度 ,测定确定幼龄材向成熟材转变的树龄 ,5组树龄分别分为 5个年轮段 ,编号 1～ 5,其中年轮段 1～ 2部分为幼龄材 ,3～ 5部分为成熟材。
表 1 试材采集地和年轮段与年轮划分
1 . 2 测定方法
p H值按照 GB60 43 -85方法进行测定。酸碱缓冲容量 [1 0 ]称取 2 5g(以绝干材计 )40目的木粉于 40 0 m L的烧杯中 ,加入 2 5℃的蒸馏水 2 50m L ,充分搅拌后 ,置于 (2 3± 2 )℃的恒温水箱中保温3 0 min,每 1 0 min搅拌一次。然后用布氏漏斗吸滤 ,分别吸取 2份 50 m L滤液于 1 50 m L的烧杯中 ,用酸度计测定其 p H值 ,其中 1份用 0 . 0 2 5N的 HCl标准溶液滴定至 p H值为 3 . 5;另 1份用 0 . 0 2 5N的 Na OH标准溶液滴定至 p H值为 8。同时做平行试验。
2 结果与讨论
2 . 1 p H值和酸、碱缓冲容量的变化规律1 0种人工林木材 p H值和酸、碱缓冲容量的测定结果及按主成分分析 (AZCFFX)[1 1 ]统计出 1 0种人工林木材 p H值和酸、碱缓冲容量的平均值、标准差和变异系数均列于表 2。从表 2的结果表明 ,1 0种人工林木材株间 p H值变异较小 ,而酸、碱缓冲容量变异则较大 ,其中 7种针
叶树材的 p H值在 4. 1 2～ 5. 1 6;而酸缓冲容量在 1 . 4～ 7. 85,碱缓冲容量变异在 2 . 5～ 7. 75之间 ;而 3种阔叶树材的 p H值的变动范围在 4. 2 1～ 7. 45;而酸缓冲容量变动范围在 0 . 1 5～ 2 4. 0之间、碱缓冲容量在 3 .6～ 3 1 . 0之间。表 2结果还表明 ,针叶树材和阔叶树材的 p H值大都在 4～ 5之间范围内变动 ,只有三北一号杨木的 p H值为 7以上。针叶树材酸缓冲容量与碱缓冲容量较阔叶树材的大 ,这一结果与文献 [1 0 ]结果相似。
2 . 2 各年轮段 p H值和酸、碱缓冲容量的变化规律1 0种人工林木材各年轮段的 p H值和酸、碱缓冲容量的测定结果及按主成分分析 (AZCFFX)[1 1 ]统计出各年轮段的 p H值和酸、碱缓冲容量的平均值、标准差和变异系数见表 3。从表 3的结果可见 ,1 0种人工林木材各年轮段的 p H值和酸、碱缓冲容量的变异系数与相应树种各株间的值基本相似。即 p H值变异较小 ,而酸、碱缓冲容量变异较大。多数人工林木材的 p H值在 4～ 5. 5间变动 ,即大多数树木呈弱酸性 ,仅三北一号杨 p H值在 6～ 8间变动。总的来看 ,幼龄材的 p H值比成熟材的p H值低 ,马尾松和柠檬桉的第一年轮段 p H较高 ,三北一号杨则相反 ,随年轮段的增大 ,p H值明显的从高至低的变化。多数针叶树材的酸缓冲容量在 3～ 7,只有火炬松的心材部达 8以上。3种阔叶树材的碱缓冲容量变化范围较大 ,在 0 .2～ 3 0间。兰考泡桐和柠檬桉的酸缓冲容量较大 ,而三北一号杨的酸缓冲容量则较小。多数针叶树材的碱缓冲容量在 2～ 8范围内变化 ,只有火炬松和长白落叶松的心材部达 8以上。3种阔叶树材的碱缓冲容量变化范围较大 ,在 3～ 3 4间变动。兰考泡桐和三北一号杨的碱缓冲容量较大 ,而柠檬桉的碱缓冲容量则较小。
3 结论
1 )1 0种人工林木材株间 p H值变异较小 ,而酸、碱缓冲容量变异则较大。p H值大都在 4～ 5之间 ,只有三北一号杨的 p H值为 7以上。
2 )多数针叶树材的酸缓冲容量在 3～ 7范围内变化 ,只有火炬松的心材部达 8以上。三种阔叶树材的碱缓冲容量变化范围较大 ,约在 0 . 2～ 3 0内变动。
3 )多数针叶树材的碱缓冲容量在 2～ 8范围内变化 ,只有火炬松的心材部达 8以上。3种阔叶树材的碱缓冲容量变化范围较大 ,在 3～ 3 4范围内变动。4)多数人工林木材幼龄材 p H值低于成熟材 ,三北一号杨相反 ,随年轮段的增大 ,p H值明显的从高至低的变化。
表 3 1 0种人工林木材不同年轮段的 p H值和酸、碱缓冲容量厚度的增加 ,板
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