低場核磁共振用于木材纖維飽和點(diǎn)(FSP)的測試-低溫核磁技術(shù)

纖維飽和點(diǎn)(fiber saturation point,FSP)指的是木質(zhì)纖維素材料細(xì)胞壁中吸著水處于飽和狀態(tài)，而細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中沒有自由水的特定含水率狀態(tài)。纖維飽和點(diǎn)是木材物理力學(xué)性能發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，纖維飽和點(diǎn)可以采用多種方法測量，比如電學(xué)法、干縮法、差示掃描量熱法和力學(xué)法等。以上幾種實(shí)測法目前普遍存在操作過程復(fù)雜、限制條件多、耗時(shí)長等缺點(diǎn)，而且不同方法的測量結(jié)果之間存在一定差異，準(zhǔn)確度也存在爭議。

低場核磁共振技術(shù)可用于測定木材纖維飽和點(diǎn)，該方法能夠較為快速地測定木材纖維飽和點(diǎn)，測試過程簡便快捷，并且是無損與非侵入式的。

低溫核磁技術(shù)測試木材纖維飽和點(diǎn)(FSP)原理

固態(tài)冰與液態(tài)水的核磁共振T2弛豫時(shí)間相差很大,冰的T2弛豫時(shí)間僅約6us,木材內(nèi)吸著水的T2弛豫時(shí)間一般為毫秒級,很容易區(qū)分。核磁共振分析儀是以質(zhì)子為探針,能夠準(zhǔn)確表達(dá)多孔介質(zhì)內(nèi)水分含量。通過選擇適當(dāng)?shù)臏囟仁鼓静募?xì)胞腔內(nèi)自由水產(chǎn)生凍結(jié),此時(shí)吸著仍然處于液態(tài),從而可以準(zhǔn)確獲得細(xì)胞壁內(nèi)吸著水的信號總量。

低溫核磁技術(shù)檢測對象

1、木材原料

2、木材制品

3、竹材

低溫核磁技術(shù)應(yīng)用案例

不同溫度熱處理后,花旗松試樣的 T2 分布

參考文獻(xiàn)：周凡丁, 高鑫, 蔡家斌, 莊壽增和周洪杰. 《利用低溫NMR技術(shù)測定木材及其熱處理材纖維飽和點(diǎn)》. 波譜學(xué)雜志 34, 期 1 (2017年): 7.