木材吸著水研究（低場核磁共振技術）

木材吸著水研究（低場核磁共振技術）

木材中水分存在哪些狀態？

按水分與木材的結合形式與位置，可分為三類：自由水、吸著水和結合水。木材中主要水分是自由水和吸著水，化合水的含量非常少。日常使用中，吸著水對木材的性能起著至關重要的作用。

木材自由水：

木材中的毛細管系統有兩大類，即大細管系統和微毛細管系統。木材中的水分就存在于這些毛細管系統之中。

由細胞腔組成的大毛細管系統，對水分的束縛力很小以至無束縛力，水分能夠從大毛細管系統的斷面自由地蒸發出去。因此，把存在于大毛細管系統內的水分，叫做自由水。自由水的增減，只能影響木材的重量、保存和燃燒能力，而不影響木材的性質。

木材吸著水：

由互相通連的細胞壁構成的微毛細管系統，對水分有程度不同的束縛力，若要使微毛細管系統內的水分向空中蒸發，必須把空氣的濕度降低到一定的程度；或者在加熱條件下加速水分的運動，才能克服微毛細管的束縛力，向空氣中蒸發。同時，微毛細管系統不但在一定的條件下向空氣中蒸發水分，而且也能夠吸收空氣中的水分。因此，把存在于微毛細管系統內的水分，叫做吸著水。吸著水的增減變化，不僅使木材發生膨脹和收縮，而且也影響到木材的其它物理力學性質。

木材的纖維飽和點：

木材細胞壁含水率(吸著水)在飽和狀態，而細胞腔無自由水時的含水率，稱纖維飽和點。通常以30%為木材纖維飽和點，但不同木材略有差異。

纖維飽和點是木材特性變化的轉折點。在纖維飽和點以下時，木材細胞壁木纖維就像壓縮餅干一樣吸水，木材發生膨脹，含水率增加同時木材強度降低;當達到纖維飽和點時，木材的細胞和細胞間隙就像水庫一樣蓄水，木材體積和性能基本不發生變化;反過來，在纖維飽和點以上時，木材失水木材體積與性能基本不變，在纖維飽和點以下時，木材失去水分木材收縮，木材強度增加。

通俗點說來，木材干燥的過程中，將木材的纖維飽和點控制在30%的臨界點，木材的硬度會得以保證。當木材含水率沒有得到有效的控制，將對木材的使用產生不良的影響。

低場核磁共振技術研究木材吸著水原理

固態冰與液態水的核磁共振T2弛豫時間相差很大,冰的T2弛豫時間僅約6us,木材內吸著水的T2弛豫時間一般為毫秒級,很容易區分。核磁共振分析儀是以質子為探針,能夠準確表達多孔介質內水分含量。通過選擇適當的溫度使木材細胞腔內自由水產生凍結,此時吸著仍然處于液態,從而可以準確獲得細胞壁內吸著水的信號總量。