高温热处理能够有效地改善木材性能,木材热处理实质上是通过温度来改变木材主要组分的结构与性质,进而改善木材的性能。深入研究热处理对木材主要组分的影响,可为进一步揭示温度对木材的作用提供理论基础,有助于拓宽热处理材的应用领域,提高木材资源的有效利用。本文以柚木(Tectona grandis L.F.)为研究对象,采用蒸汽介质热处理的方法,分别在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃和220℃六个温度条件下,对试材进行2小时的热处理,处理环境的氧气含量低于2%。利用化学成分分析方法,研究柚木热处理材主要组分的含量变化;运用红外光谱分析热处理对柚木主要组分分子结构的影响,并对其影响进行量化评价;借助二维相关红外光谱,分析柚木热处理材主要组分分子结构的官能团对热微扰的敏感程度,及热处理温度对其官能团热敏感性的影响。本文旨在利用红外光谱和二维相关红外光谱技术,在分子结构水平上,分析热处理对柚木木材化学成分的影响,为进一步揭示温度对木材改性的作用机理提供理论基础。结合以上研究内容,得到结果如下:(1)经热处理后,柚木木材主要组分纤维素、半纤维素和木质素的含量都发生变化,纤维素和半纤维素含量下降,木质素的相对含量上升。(2)化学成分分析结果表明,热处理过程中,柚木木材主要组分开始发生剧烈热降解的温度不同。半纤维素从140℃开始发生比较剧烈的热降解,160~180℃反应最为剧烈,200℃时反应基本完成;纤维素的热降解从180℃开始明显加剧;木质素在120~220℃的热处理温度区间内并未发生剧烈的降解。(3)红外光谱分析结果表明,热处理过程中,归属于半纤维素C=O伸缩振动和C-O伸缩振动的吸收峰的相对强度下降,说明半纤维素发生降解;C=O伸缩振动吸收峰相对强度的下降表明C=O浓度的降低,半纤维素发生脱乙酰基反应生成乙酸,乙酸又促进碳水化合物的水解。归属于纤维素吸着水O-H弯曲振动的吸收峰相对强度的下降,表明纤维素中吸着水的丧失;归属于O-H缔合吸收带吸收峰相对强度的变化,代表氢键浓度的变化,预示着热处理过程中氢键的断裂和新生。木质素红外光谱图的吸收峰相对强度变化较小,表明木质素结构比较稳定。(4)二维相关红外光谱分析结果表明,柚木综纤维素和纤维素对热微扰最敏感的官能团是吸着水的O-H键,木质素对热微扰最敏感的官能团是芳香环结构。热处理温度对柚木木材及其主要组分分子结构的官能团热敏感性的影响不同,总体规律是,大部分官能团对热微扰的敏感程度,都随着热处理温度的升高而呈现波动式下降的趋势。(5)对柚木试材苯-乙醇抽提物的分析结果表明,试材苯-乙醇抽提物的含量随热处理温度的升高而减少,热处理过程中苯-乙醇抽提物中醚类和醇类化合物的相对含量有所增加,热处理会减弱柚木苯-乙醇抽提物对热微扰的敏感性。