栓皮栎软木化学除杂技术探索

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为提高国产栓皮栎软木原材料的利用率,改善软木产品的加工效率与质量,本文以产自秦岭山区的国产栓皮栎软木初生皮为原材料,对栓皮栎软木化学除杂技术进行了探索。首先,对软木及其杂质进行了微观构造观察和化学成分分析,为化学除杂工艺的探索提供依据;其次,探索了一种利用常见酸溶液处理试件的化学除杂方法;第三,对经过化学试剂处理的软木试件进行了微观构造的观察和化学成分的分析,分析除杂对软木性能的影响。主要研究结论如下:通过对栓皮栎软木夹杂(皮孔组织)与夹砂(石细胞)的宏观观察,可见夹砂(石细胞)为坚硬的白色沙粒状,有的零星的分布,有的沿径向呈不规则带状排列。夹杂(皮孔组织),皮孔通道为褐色,其中填充有褐色的粉状组织,硬而脆。夹砂和夹杂均较多存在于初生软木中,次生软木中较少。扫描电镜(SEM)对软木及其杂质进行微观结构观察可见:夹砂(石细胞)形似六边形,细胞壁增厚,上有褶皱,有的有钉状凸起,有的没有细胞腔,有的细胞腔内可见大量的内含物晶体。夹杂(皮孔组织)细胞在径切面和横切面呈珠串状排列,细胞呈圆饼状,尺寸小于软木细胞,细胞壁加厚,有圆形细胞腔。杂质细胞与软木接界处杂质细胞与软木细胞均挤压变形。栓皮栎初生软木的夹砂(石细胞)、夹杂(皮孔组织)与软木中各主要化学成分的含量有所不同:夹砂(石细胞)和夹杂(皮孔组织)中木栓脂的含量分别为1.85%、2.20%相对于软木(37.95%)较少,而夹砂(石细胞)纤维素和灰分含量分别为22.58%、7.19%,夹杂(皮孔组织)为23.61%、1.99%,相对于软木(7.39%、2.16%)较多,其他成分如提取物、酸不溶木质素含量差别不明显。栓皮栎软木杂质不能溶于水和醇类、酮类、醚等有机溶剂,可被强酸强碱完全腐蚀,可被常见的强酸稀溶液溶解。正交试验初步确定了软木化学除杂的工艺条件:将浓度为5.82mol/L盐酸和浓度为6.12mol/L硫酸溶液按照体积比4:3混合,试验温度为60℃,浸泡20小时。经过该处理,软木试样的密度平均下降0.018g/cm3,硬度平均下降8。经过化学处理和未经过处理的试件经过100h的紫外光耐气候试验箱的处理之后,经过处理的试件色差变化为2.06.未经处理的试件色差变化为2.59。对经过除杂处理的软木试件进行观察可见:肉眼可见试样表面杂质均变为深褐色,与软木接界处有明显缝隙。对试样进行扫描电镜观察可见杂质与软木接界处及杂质细胞间均产生明显间隙,杂质周围的软木细胞无明显变化,可见此除杂技术对软木未产生明显影响。对经过化学除杂处理的栓皮栎软木进行化学成分分析,得出结果如下:经过处理的软木中木栓脂含量较明显低于未经处理的软木,而二氯甲烷和乙醇的提取物高于未经处理的软木。通过对差值的计算发现,经过处理的软木总与未经处理的软木化学成分含量总体差别不是很大,可见栓皮栎软木的化学除杂处理对软木的化学成分未产生显著影响。
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