低场核磁共振用于木材纤维饱和点(FSP)的测试-低温核磁技术

纤维饱和点(fiber saturation point,FSP)指的是木质纤维素材料细胞壁中吸着水处于饱和状态，而细胞腔和细胞间隙中没有自由水的特定含水率状态。纤维饱和点是木材物理力学性能发生变化的转折点，纤维饱和点可以采用多种方法测量，比如电学法、干缩法、差示扫描量热法和力学法等。以上几种实测法目前普遍存在操作过程复杂、限制条件多、耗时长等缺点，而且不同方法的测量结果之间存在一定差异，准确度也存在争议。

低场核磁共振技术可用于测定木材纤维饱和点，该方法能够较为快速地测定木材纤维饱和点，测试过程简便快捷，并且是无损与非侵入式的。

低温核磁技术测试木材纤维饱和点(FSP)原理

固态冰与液态水的核磁共振T2弛豫时间相差很大,冰的T2弛豫时间仅约6us,木材内吸着水的T2弛豫时间一般为毫秒级,很容易区分。核磁共振分析仪是以质子为探针,能够准确表达多孔介质内水分含量。通过选择适当的温度使木材细胞腔内自由水产生冻结,此时吸着仍然处于液态,从而可以准确获得细胞壁内吸着水的信号总量。

低温核磁技术检测对象

1、木材原料

2、木材制品

3、竹材

低温核磁技术应用案例

不同温度热处理后,花旗松试样的 T2 分布

 

 

参考文献：周凡丁, 高鑫, 蔡家斌, 庄寿增和周洪杰. 《利用低温NMR技术测定木材及其热处理材纤维饱和点》. 波谱学杂志 34, 期 1 (2017年): 7.