Thermal Modification Intensity of Heat-treated Poplar Wood. Part 2: Characterization and Predication from Outside to Core Layers/Intenzitet toplinske modifikacije topolovine. Dio 2: Karakterizacija i predvidanje od vanjskoga prema unutarnjim slojevima

• Published in: Drvna industrija Vol. 75; no. 1; p. 31
• Main Authors: Li, Yang, Yao, Tao, Zhu, Yong, Liu, Shengquan, Shu, Zuju, Hasanagic, Redzo, Fathi, Leila, Chu, Demiao
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Sveuciliste U Zagrebu 01.03.2024
• ISSN: 0012-6772
• DOI: 10.5552/drvind.2024.0126

Based on the previous study of the heat-treated wood at 0-3 mm surface layer, this study focuses on the transition of thermal modification intensity on 160-220 [degrees]C heat-treated poplar from surface to core layers. The color change was evaluated by CIELAB, and surface hardness was detected via Shore D (HD) and pressing ball method ([H.sub.R]); furthermore, the FT-IR was applied to detect the thermal degradation of wood components. The results show that the degradation of cell wall components in the surface layer of heat-treated poplar wood is greater than that in the core layers, and the thermal degradation intensity of the surface layer of the heat-treated poplar wood is greater than that of the other inner layers. Surface color and hardness properties of the heat-treated wood between S0 and S-S5 test surfaces were significantly different under the same heat treatment conditions; the surface hardness showed an increasing trend, and the [H.sub.R] value of the [H.sub.220] core layer was 105.71 % higher than that of the surface layer. Heat treatment temperature is the main factor affecting the property of wood surface, while the effect of duration is smaller. The hemicellulose content change was mainly related to the degradation intensity on heat-treated wood at different locations. An accurate prediction model of surface color, hardness, and other properties of the heat-treated wood at different locations was established by Table Curve 3D software. KEYWORDS: heat treatment; modification intensity; transition; hardness; color; surface layer; inner layers; poplar wood Prethodno istrazivanje toplinski modificiranog drva odnosilo se na povrsinski sloj od 0 do 3 mm, a ovo se istrazivanje bavi prijelazom intenziteta toplinske modifikacije pri 160 - 220 [degrees]C s povrsinskoga prema unutarnjim slojevima topolovine. Za evaluaciju promjene boje primijenjen je CIELab sustav, a tvrdoca povrsine utvrdena je Shore D (HD) metodom i metodom utiskivanja kuglice (HR). Osim toga, procjena toplinske razgradnje spojeva u drvu napravljena je FT-IR spektroskopijom. Rezultati pokazuju da je razgradnja stanicne stijenke spojeva drva u povrsinskom sloju toplinski modificirane topolovine veca nego u sredisnjim slojevima te da je intenzitet toplinske razgradnje povrsinskog sloja topolovine veci od intenziteta razgradnje ostalih unutarnjih slojeva. Boja povrsine i svojstva tvrdoce toplinski modificiranog drva izmedu S0 i S1-S5 ispitnih povrsina znacajno su se razlikovali uz jednake uvjete toplinske modifikacije. Tvrdoca povrsine pokazala je rastuci trend, a HR vrijednost H220-2 unutarnjeg sloja bila je 105,71 % vrijednosti povrsinskoga. Temperatura toplinske modifikacije glavni je cimbenik koji utjece na svojstva povrsine drva, dok je utjecaj trajanja modifikacije manji. Promjena sadrzaja hemiceluloze uglavnom je povezana s intenzitetom razgradnje toplinski modificiranog drva na razlicitim lokacijama. Tocan model predvidanja boje i tvrdoce povrsine te drugih svojstava toplinski modificiranog drva na razlicitim mjestima uspostavljen je uz pomoc Table Curve 3D softvera. KLJUCNE RIJECI: toplinska modifkacija; intenzitet modifikacije; prijenos; tvrdoca; boja; povrsinski sloj; unutarnji slojevi; topolovina