ГИГРОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОРЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД СИБИРИ: ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И СОРБЦИЯ
С.Р. Лоскутов, Е.А. Петрунина, А.А. Анискина
Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
lsr@ksc.krasn.ru
Ключевые слова: кора, хвойные сибирские породы, связанная вода, анализ изотерм сорбции, термогравиметрия, дифференциальная сканирующая калориметрия
Страницы: 64-71
Аннотация
Рассмотрены гигроскопические свойства коры хвойных древесных пород Сибири. Изотермы сорбции паров воды коры лиственницы сибирской Larix sibirica Ledeb., сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. и пихты сибирской Abies sibirica Ledeb. при изменении относительного давления пара от 0.10 до 0.80 при температуре (20.0 ± 1.5) °С совпадали. Поэтому для анализа сорбционных свойств системы кора-водяной пар в рамках моделей сорбции Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), Гугенгейма-Андерсена-де Бура (ГАБ), Френкеля-Холси-Хилла (ФХХ), Цимма-Лундберга (ЦЛ), Флори-Хаггинса (ФХ), теории объемного заполнения микропор (ТОЗМ) использовалась «обобщенная изотерма», аппроксимирующая экспериментальные данные. Рассчитаны наиболее важные характеристики гигроскопических свойств исследованных образцов: емкость монослоя сорбированной воды и удельная внутренняя поверхность ( u m, и S уд - по БЭТ и ГАБ); водосодержание и относительное давление паров воды, при которых в образцах коры начинается образование водных кластеров (по уравнению ЦЛ); фрактальная размерность «сорбционной поверхности» (по модели ФХХ); параметр взаимодействия сорбент-сорбат (ФХ); характеристическая энергия сорбции ( Ес ) - по ТОЗМ. Из результатов применения прецизионных методов термического анализа - термогравиметрии (ТГ), дифференциальной термогравиметрии (ДТГ) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) установлены фракционная картина термодесорбции связанной влаги и затраты энергии на ее удаление при нагреве с постоянной скоростью. Установленные величины u m, S уд свидетельствуют о различиях этих величин, получаемых в результате использования моделей БЭТ и ГАБ. Величина характеристической энергии сорбции Е с (ТОЗМ) указывает на отсутствие или очень малые внутренние механические напряжения в коре. Из анализа скорости неизотермической сушки по четвертой производной контура ДТГ по температуре установлены различия в температурных диапазонах и интенсивности термодесорбции связанной влаги образцами коры лиственницы сибирской, сосны обыкновенной и пихты сибирской; теплота термодесорбции связанной влаги составила 38.1, 38.0 и 45.6 кДж/моль Н2О соответственно.
DOI: 10.15372/SJFS20210206 |
