麦秸秆微结构指标的选择与分析

时间：2022-11-14 百科知识版权反馈

【摘要】：研究防腐处理前后麦秸秆的微结构，主要是观测麦秸秆在浸胶前后孔隙面积的变化，以检验麦秸秆对SH胶的吸附情况，进一步分析SH胶的渗入对麦秸秆拉伸性能的影响。与天然麦秸秆相比，浸水后麦秸秆孔隙的等效直径有所增加，最大增幅为11%。原因在于，麦秸秆中层和内层组织疏松，其主要成分是木素和纤维素，具有较强的吸水性能。随着浸胶时间的增加，麦秸秆的抗水性能得到更显著的改善。这与麦秸秆吸水试验的分析结果基本相同。

8.4.2　麦秸秆微结构指标的选择与分析

1．麦秸秆微结构指标的选择

采用德国Leica Qwin 5000图形处理系统对SEM照片进行处理和分析统计后，获取一定的微结构指标。

研究防腐处理前后麦秸秆的微结构，主要是观测麦秸秆在浸胶前后孔隙面积的变化，以检验麦秸秆对SH胶的吸附情况，进一步分析SH胶的渗入对麦秸秆拉伸性能的影响。因此选定孔隙的等效直径、平面孔隙率和面积比作为微结构研究的定量化参数。

(1)等效直径D:即与孔隙面积相等的等效圆的直径。等效圆的直径越大，则孔隙面积越大。

式中A为孔隙的实际面积。

(2)平面孔隙率:所测孔隙面积占总图像面积的百分比。比值越大，则孔隙面积越大。

式中A₁为孔隙与固体物的总面积。

(3)面积比:所测孔隙面积与固体物面积之比。比值越大，则孔隙面积越大。

2．麦秸秆微结构指标的分析

1)天然麦秸秆

天然麦秸秆的微结构指标如表8.17所示。

表8.17　天然麦秸秆微结构指标

2)浸水麦秸秆

不同浸水时间麦秸秆的微结构指标如表8.18和图8.26～图8.28所示。

表8.18　不同浸水时间麦秸秆的微结构指标

图8.26　浸水麦秸秆孔隙的等效直径与浸水时间的关系

图8.27　浸水麦秸秆的平面孔隙率与浸水时间的关系

图8.26为浸水麦秸秆孔隙的等效直径随浸水时间变化关系曲线。从图8.26可知，浸水4周时，孔隙的等效直径达到最大值;随着浸水时间的延长，等效直径呈下降趋势，变化相对平缓。与天然麦秸秆相比，浸水后麦秸秆孔隙的等效直径有所增加，最大增幅为11%。

图8.28　浸水麦秸秆孔隙面积比与浸水时间的关系

图8.27为浸水麦秸秆平面孔隙率随浸水时间变化关系曲线。平面孔隙率反映了孔隙所占面积的大小，浸水4周时，平面孔隙率达到最大值;随着浸水时间的延长，平面孔隙率逐渐减小，减小的趋势相对平缓。浸水麦秸秆的平面孔隙率与天然麦秸秆相比有所增加，浸水4周时，达到最大增幅17%。

图8.28为浸水麦秸秆孔隙面积比随浸水时间变化关系曲线，与图8.27变化趋势基本相同。原因在于，麦秸秆中层和内层组织疏松，其主要成分是木素和纤维素，具有较强的吸水性能。麦秸秆吸水后，其孔隙直径增大，导致孔隙面积增加。在浸水4周时，孔隙面积最大，麦秸秆吸水饱和，这与麦秸秆吸水试验结论是一致的。

3)浸胶麦秸秆

不同浸胶时间麦秸秆的微结构指标如表8.19和图8.29～图8.31所示。

表8.19　浸胶不同时间麦秸秆的微结构指标

图8.29　浸胶麦秸秆孔隙等效直径与浸胶时间的关系

图8.30　浸胶麦秸秆孔隙面积比与浸胶时间的关系

从图8.29看出，随着浸胶时间的延长，浸胶麦秸秆的孔隙等效直径有逐渐变小的趋势，浸胶14 d后达到最小值，随后等效直径略有增加。与天然麦秸秆和浸水麦秸秆相比，浸胶各时间段麦秸秆的孔隙等效直径均减小，最大减幅分别为47%和52%。

图8.30为浸胶麦秸秆平面孔隙率随浸胶时间的变化关系曲线。随着浸胶时间的增加，麦秸秆的平面孔隙率逐渐减小，则孔隙面积不断地减小。浸胶14 d后，减小趋势相对平缓。与天然麦秸秆相比，浸胶后麦秸秆的平面孔隙率降幅较大，在40%～60%之间;与浸水麦秸秆相比，最大降幅达到65%。

图8.31　浸胶麦秸秆平面孔隙率与浸胶时间的关系

图8.31为浸胶麦秸秆孔隙面积比随浸胶时间的变化关系曲线。与天然麦秸秆相比，降幅在67%～80%之间;与浸水麦秸秆相比，降幅较大，最大降幅达到了90%。浸胶麦秸秆的孔隙面积比均小于1，说明麦秸秆的孔隙面积大量减小。

浸胶麦秸秆孔隙面积大量减小的原因在于，SH胶通过麦秸秆的内外表皮渗入到麦秸秆内部孔隙中，浸胶时间越长，渗入的胶液越多，孔隙面积也减少得越多，也就是说，减少的孔隙面积均被SH胶所填充。浸胶14 d后，孔隙面积减小的趋势相对变缓，说明麦秸秆对SH胶的吸附基本饱和，这与麦秸秆对SH胶的吸附试验结果是吻合的。

4)浸胶干燥后再浸水麦秸秆

表8.20和图8.32～图8.34为浸胶1 d干燥后再浸水麦秸秆的孔隙等效直径、平面孔隙率及面积比随浸水时间的数据和变化曲线。

表8.20　浸胶1 d干燥后再浸水麦秸秆的微结构指标

图8.32　浸胶1 d干燥后再浸水麦秸秆孔隙的等效直径与浸水时间的关系

图8.33　浸胶1 d干燥后再浸水麦秸秆的平面孔隙率与浸水时间的关系

随着浸水时间的增加，在浸水4周之内，麦秸秆孔隙等效直径增加，浸水4周后，麦秸秆的孔隙等效直径减小。与天然麦秸秆相比，浸胶1 d干燥后再浸水麦秸秆的孔隙等效直径均小于天然麦秸秆，这是由SH胶的渗入引起的;与浸水麦秸秆相比，在相同的浸水时间内，浸胶干燥后再浸水麦秸秆的孔隙等效直径平均减小10%左右;与浸胶1 d的麦秸秆相比，浸胶干燥后再浸水麦秸秆的孔隙等效直径增大，浸水4周时，增幅最大为20%。