تأثير گونه بر مقدار دسترس‌پذيري گروه‌هاي هيدروكسيل چوب: نتايج حاصل از روش تبادل دوتريمي

Effect of species on the hydroxyl accessibility of wood: results obtained by deuterium exchange

در اين تحقيق، مقدار دسترس‌پذيري گروه‌هاي هيدروكسيل(-OH) چوب‌هاي راش، نوئل و كاج جنگلي با استفاده از روش اشباع با آب سنگين (D2O) (تبادل دوتريمي) اندازه‌گيري شد. پس از اشباع نمونه‌ها با آب سنگين و خشك كردن آنها در آون خلأ، با استفاده از طيف‌سنجي مادون قرمز (ATR-FTIR)، دسترس‌پذيري نسبي (درصد گروه‌هاي هيدروكسيل در دسترس به كل گروه‌هاي هيدروكسيل چوب) با محاسبۀ سطح زير پيك گروه‌هاي OH و OD به‌ترتيب در عدد موجي حدود cm-13500 و cm-1 2500 محاسبه شد. دسترس‌پذيري مطلق (ميلي‌مول هيدروكسيل به‌ازاي هر گرم چوب) با استفاده از دستگاه جذب بخار پويا در دماي زياد (DVS-ET1) و از طريق اندازه‌گيري افزايش وزن نمونه بعد از اشباع با بخار آب سنگين در رطوبت نسبي 95­درصد به‌علت تبادل دوتريمي محاسبه شد. نتايج نشان داد كه دسترس‌پذيري نسبي گروه‌هاي هيدروكسيل در چوب متأثر از گونه و مقدار مواد استخراجي آن نيست و بيش از نيمي از گروه‌هاي هيدروكسيل چوب مي‌تواند در دسترس باشد. مقدار مطلق گروه‌هاي هيدروكسيل در دسترس در چوب نوئل بيشتر از چوب راش و در چوب آغاز نوئل كمتر از چوب پايان آن بود. همبستگي خطي ضعيف بين مقدار گروه‌هاي هيدروكسيل در دسترس چوب و رطوبت تعادل آن حاكي از آن است كه مقدار دسترس‌پذيري گروه‌هاي هيدروكسيل تنها عامل كنترل‌كنندۀ مقدار جذب رطوبت توسط چوب نيست.

In this research, the hydroxyl (OH) accessibility in the beech, spruce and pine wood was measured by impregnation of the wood specimens with heavy­ water (D2O) (deuterium exchange). After impregnation of wood specimens with heavy water and drying in a vacuum oven, the relative hydroxyl accessibility (% accessible hydroxyl groups) was determined with ATR-FTIR spectrometry by calculation of the integrated peaks for the OH and OD stretching vibrations at wavenumbers of 3500 and 2500 cm-1, respectively. The absolute accessibility (mmol hydroxyls/g wood) was determined using an advanced dynamic vapour sorption equipment, (DVS-ET1) by measuring the increased dry mass of the sample due to deuteration after conditioning with heavy water at 95% RH. The results showed that the relative accessibility was not affected by the wood species and its extractive content and more than half of the hydroxyl groups could be accessible. The absolute accessibility in spruce was higher than that in beech. For spruce wood, the earlywood had less accessible hydroxyl groups than the latewood. The poor linear correlation between the hydroxyl accessibility and equilibrium moisture content (EMC) confirmed that the moisture absorption by wood was not controlled exclusively by the hydroxyl accessibility.