Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự nứt bề mặt của gỗ gia tăng do photodegradation gây ra bởi ánh sáng UV và ánh sáng nhìn thấy
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu này là kiểm tra giả thuyết rằng việc tiếp xúc với bức xạ mặt trời làm tăng sự nứt của gỗ chịu ảnh hưởng của thời tiết, đồng thời kiểm tra nguyên nhân và sự phụ thuộc theo phổ của hiện tượng này. Mẫu gỗ thông Lodgepole được phơi ra ngoài trời dưới các bộ lọc, ngăn chặn các vùng nhất định của phổ mặt trời trong khi vẫn cho phép các yếu tố chịu tác động từ thời tiết lên mẫu. Sự nứt bề mặt trong các mẫu đã được định lượng sau 12, 24 và 36 tuần phơi bày, và các thay đổi về hóa học và vi cấu trúc xảy ra tại bề mặt gỗ đã bị weathered được nghiên cứu. Số lượng và kích thước của các vết nứt ở các mẫu được phơi dưới bộ lọc cho toàn bộ phổ mặt trời lớn hơn so với các mẫu được phơi dưới các bộ lọc ngăn cản sự truyền của bức xạ UV, ánh sáng nhìn thấy hoặc bức xạ hồng ngoại. Các mẫu được bảo vệ khỏi các bước sóng có năng lượng cao hơn phát triển ít sự nứt hơn và cũng cho thấy hiện tượng giảm lignin ít hơn tại các bề mặt gỗ đã tiếp xúc. Các vết nứt phát triển tại các rìa của tia và lan rộng tại giao diện giữa các tracheid kề nhau, gần lớp màng giữa. Chúng tôi kết luận rằng việc tiếp xúc với ánh sáng UV và ánh sáng nhìn thấy làm tăng xu hướng của gỗ bị nứt trong khi tiếp xúc bên ngoài. Những phát hiện của chúng tôi chỉ ra mối liên hệ giữa các thay đổi trong vi cấu trúc tế bào do sự photodegradation của lignin và sự phát triển của các vết nứt nhìn thấy trên gỗ được phơi ra ngoài.
Từ khóa
#Nứt bề mặt gỗ #photodegradation #bức xạ mặt trời #UV #ánh sáng nhìn thấyTài liệu tham khảo
Balatinecz JJ, Woodhams RT (1993) Wood-plastic composites. Doing more with less. J Forestry 91(11):22–26
Borgin K, Corbett K (1970) The stability and weathering properties of wood treated with various waxes. Plastics Paint Rubber 14(4):89–94
Derbyshire H, Miller ER (1981) The photodegradation of wood during solar irradiation. Part 1: Effects on the structural integrity of thin wood strips. Holz Roh-Werkst 39(8):341–350
Derbyshire H, Miller ER, Turkulin H (1996) Investigations into the photodegradation of wood using microtensile testing. Part 2: An investigation of the changes in tensile strength of different softwood species during natural weathering. Holz Roh-Werkst 54(1):1–6
Evans PD (1989) Structural changes in Pinus radiata during weathering. J Inst Wood Sci 11(5):172–181
Evans PD, Donnelly CF, Cunningham RB (2003) Checking of CCA-treated radiata pine decking timber exposed to natural weathering. Forest Prod J 53(4):1–6
Evans PD, Schmalzl KJ, Michell AJ (1993) Rapid loss of lignin at wood surfaces during natural weathering. In: Kennedy JF, Phillips GO, Williams PA (eds) Cellulosics: pulp, fibre and environmental aspects, chap 51. Ellis Horwood, Chichester, pp 335–340
Feist WC, Hon DNS (1984) Chemistry of weathering and protection. In: Rowell RM (ed) Chemistry of solid wood, chap 11. ACS, Washington DC, pp 401–454
Furusawa Y, Quintern LE, Holtschmidt H, Koepke P, Saito M (1998) Determination of erythema-effective solar radiation in Japan and Germany with a spore monolayer film optimized for the detection of UVB and UVA—results of a field campaign. Appl Microbiol Biotechnol 50(5):597–603
Genstat (2000) GENSTAT for Windows. Release 4.3, 5th edn. VSN International Ltd, Oxford
Gordon JE (1976) The new science of strong materials, or why you don’t fall through the floor. 2nd edn. Penguin Books, Harmondsworth, p 287
Harrington KJ, Higgins HG, Michell AJ (1964) Infrared spectra of Eucalyptus regnans F. Muell and Pinus radiata D. Don. Holzforschung 18(4):108–113
Hayoz P, Peter W, Rogez D (2003) A new innovative stabilization method for the protection of natural wood. Prog Org Coat 48:297–309
Kringstad K, Lin SY (1970) Mechanism in the yellowing of high-yield pulps by light. Structure and reactivity of free radical intermediates in the photodegradation of lignin. Tappi 53(12):2296–2301
Levi MP, Coupe C, Nicholson J (1970) Distribution and effectiveness in Pinus sp. of a water-repellent additive for water-borne wood preservatives. Forest Prod J 20(11):32–37
McMillen JM (1955) Drying stresses in red oak. Forest Prod J 5(2):71–76
Miniutti VP (1964) Microscale changes in cell structure of softwood surfaces during weathering. Forest Prod J 14(12):571–576
Miniutti VP (1967) Microscopic observations of ultraviolet irradiated and weathered softwood surfaces and clear coatings. USDA Forest Service Research Paper FPL, vol 74, pp 1–32
Neale PJ (1999) Application of spectral weighting functions in assessing the effects of environmental UV radiation. In: Bauer DR, Martin JW (eds) Service life prediction of organic coatings: a systems approach, ACS Symposium Series 722, chap 11. ACS, Washington DC, pp 45–55
Raczkowski J (1980) Seasonal effects on the atmospheric corrosion of spruce micro-sections. Holz Roh-Werkst 38(6):231–234
Rahman A, Bakuckas JG, Bigelow CA, Tan PW (2000) Boundary correction factors for elliptical surface cracks emanating from countersunk rivet holes. Am Inst Aeronaut Astrophys J 38(11):2171–2175
Sandberg D (1999) Weathering of radial and tangential wood surfaces of pine and spruce. Holzforschung 53(4):355–364
Sandberg D, Söderström O (2006) Crack formation due to weathering of radial and tangential sections of pine and spruce. Wood Mater Sci Eng 1(1):12–20
Schniewind AP (1963) Mechanism of check formation. Forest Prod J 13(11):475–480
Stamm AJ (1964) Wood and cellulose science. Ronald, New York
Stamm AJ, Loughborough WK (1942) Variations in shrinking and swelling of wood. Trans Am Soc Mech Eng 64:379–385
Turkulin H, Sell J (2002) Investigations into the photodegradation of wood using microtensile testing. Part 4. Tensile properties and fractography of weathered wood. Holz Roh-Werkst 60(2):69–105
Urban K (2005) The effect of solar radiation on the surface checking of lodgepole pine. M.Sc Thesis, University of British Columbia, Vancouver, p 130
Wood JR, Goring DAI (1971) Distribution of lignin in stem wood and branch wood of Douglas fir. Pulp Pap Mag Can 72(3):T95–T102
Yata S (2001) Occurrence of drying checks in softwood during outdoor exposure. In: Imamura Y (ed) High-performance utilization of wood for outdoor uses. Wood Research Institute Kyoto University, Kyoto, pp 65–70
Zahora A (1992) A water-repellent additive’s influence on field performance of southern yellow pine lumber. Proceedings of the annual meeting of the American Wood-Preservers’ Association, vol 88, pp 148–59