木材作为一种具有宏观、介观和微观多级孔隙结构的材料，根据其内部孔隙的大小，可将其分为微孔（2 nm以下）、中孔（2 ~ 50 nm）和大孔（50 nm以上）^[1]。木材的孔隙效应在赋予木材高强重比、良好的热学和声学性能等优势的同时，也为水分提供了容纳空间，进而造成木材的吸水、吸湿性以及尺寸不稳定性等。在木材含水率变化过程中，水分子进入或离开木材通过影响细胞壁内部的瞬时孔隙，与木材实质发生相互作用，因此在考虑木材的宏观物理、力学性质随含水率变化的机理时，若简单归结为由结合水的增减所致，而忽略了水分造成的细胞壁微观结构变化，则难以建立对含水木材构效关系的完整而全面的理解。因此，由水分所引发的木材细胞壁孔隙结构变化规律与机制具有重要的理论意义与研究价值。

木材细胞壁孔隙的表征技术多种多样，如压汞法、氮气吸附法、溶剂排斥法、差示扫描热孔计法等，不同方法各自有其优缺点和测量范围。压汞法是测量绝干木材的经典方法，由于汞对木材具有非润湿性，需借助外加压力才能进入木材孔隙中，汞压入的孔隙半径与所受外压力呈反比，压力越大，汞能进入的孔隙半径越小，通过测量不同压力下进入孔隙中汞的量，即可获知不同孔径相应的孔隙体积。根据压汞法测量原理，越小的孔需要越高的压力，但是极高的汞压力极有可能会导致纳米级孔隙的塌陷，当压力达到200 MPa时，细胞壁的微孔即被压溃，造成测量结果的偏差^[2]，因此压汞法仅适用于较大孔隙的测量。氮气吸附法同样用于绝干木材孔隙的测量，而该法通过解析吸附等温线可在保持材料原有特性的基础上对木材的孔隙体积、比表面积等孔隙特征进行测量^[3-4]，由于使用气体测量，避免了过高压力对于木材细胞壁结构的影响，从而保证了结果的可靠性。Yin等^[5]使用氮气吸附法测量了杉木（Cunninghamia lanceolata）木块的孔隙结构，结果表明：样品等温吸附线介于Ⅱ型和Ⅳ型之间，边材和心材中均存在微孔和中孔，其尺寸范围为1 ~ 30 nm，且多以10 nm以下孔隙为主。对于含水木材的孔隙，溶质排斥法是经典的测量方法，其通过测量不同尺寸的溶质分子（探针分子）在水分饱和的试材中的渗透情况来确定细胞壁孔隙尺寸分布。由于测试过程需要将试样整体浸泡于不同的溶液中待其中溶质完全渗透，故该法仅适用于饱水状态的样品，且测量过程耗时长。出于对不同含水率下的木材孔隙的测量需求以及改善测量耗时的问题，差示扫描热孔计法是近年来常用的孔隙测量技术，该技术利用差示扫描量热法（DSC），结合吉布斯−汤姆逊方程，计算不同尺寸的孔隙内的水分含量，从而得到木材的孔隙分布^[6-7]。Grigsby等^[8]使用DSC研究了辐射松（Pinus radiata）生材边材经不同干燥处理后的孔径分布，结果表明：辐射松生材的孔隙主要分布在径级小于40 nm的范围内，超临界干燥至纤维饱和点（fiber saturation point，FSP）时的孔隙主要分布于径级小于20 nm的范围内，而且以径级小于10 nm的孔隙为主，早、晚材并无明显差异。

尽管已有一定关于木材细胞壁孔隙的研究，但多数文献报告仅限于单一的含水率状态，而尚未对全含水率范围内水分变化过程中木材细胞壁孔隙的系统考察。本研究聚焦于绝干状态、气干状态、纤维饱和状态和饱水状态4种典型水分状态下的木材细胞壁孔隙结构的变化，基于氮气吸附法、差示扫描热孔计法考察孔隙的孔径分布、比表面积、孔体积等特征参数，从微观水平上解释木材与水分的相互作用机理，以期为木材的热质转移、渗透性以及木材改性提供理论指导，并服务于木制品的高效加工与利用，同时这也是阐释木材水分前沿科学问题以及其关联技术革新的迫切需求。

1.   材料与方法

1.1   材　料

采用我国资源丰富、用途广泛的阔叶树种杨树（Populus spp.）和针叶树种杉木，采购自中国河北省。取杨木和杉木边材，从纹理通直且无缺陷位置制取尺寸为5 mm（径向） × 5 mm（弦向） × 1 mm（轴向）的试样。

1.2   含水率调节

绝干状态：不同的干燥方法对木材样品的孔隙结构造成一定影响，根据苌姗姗等^[9]的研究，超临界干燥能较好地保持木材孔隙结构的完整。但超临界干燥条件较为理想，本研究基于为实际服务的考虑，故采用常用的常规干燥方法。将所有试材在103 ℃下烘干8 h至其绝干并称质量，保留一组绝干试样，其余试样进行吸湿或吸水。

气干状态：在干燥器内放置NaBr饱和盐溶液，同时放入温湿度计以检测干燥器内湿度，将干燥器整体放入恒温恒湿箱，设置温度为室温25 ℃，待干燥器内的相对湿度达到60%左右时，将试样放入干燥器内进行吸湿。每日对样品进行称质量，当相邻两次样品质量变化小于0.02%时，则视为样品达到水分平衡^[10]。

纤维饱和状态：在干燥器内加入去离子水，其余操作同气干状态。由外推法得到的FSP一般在23% ~ 33%^[11]。由于木材的吸湿滞后，干燥后的木材重新吸湿所得的平衡含水率仅为解吸平衡含水率的80%左右^[12]。

饱水状态：试样经绝干后直接放入去离子水中浸泡65 d。

将所有达到平衡的试样进行质量称量并计算含水率，详见表1。

表  1  经处理后的试样含水率

Table  1.  Moisture content of the sample after treatment %

试样 Sample	气干状态 Air-dry state	纤维饱和状态 Fiber saturation state	饱水状态 Saturated state
杨木 Poplar wood	13	23	180
杉木 Fir wood	12	20	283

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1.3   氮气吸附−脱附测量

对于绝干试样，采用美国康塔公司生产的Autosorb-iQ全自动比表面和孔径分布分析仪进行测试。试样首先在80 ℃下真空脱气11 h，目的是去除以物理形式依附在木材孔隙表面上的气体及其他吸附杂质分子，以使试样表面洁净，从而确保比表面积和孔径测量结果的准确有效。脱气处理完成后使样品自然冷却至室温，称取样品管与试样的质量并计算试样净质量。

测得不同相对压力下的平衡氮气吸附量后，采用BET多层吸附理论及其公式可计算得到单分子层饱和吸附量，并根据氮分子在液氮沸点温度下的有效截面积和阿伏伽德罗常数，即可计算出比表面积：

式中：${S}_{\mathrm{g}}$ 为被测样品比表面积（m²/g）；${V}_{0}$为标准状态下气体分子单层饱和吸附量（mL）；${N}_{\mathbf{A}}$为阿伏伽德罗常数；${A}_{\mathrm{m}}$ 为气体分子等效最大横截面积（m²）；${V}_{\mathrm{m}}$为气体体积（cm³）；$m$为被测样品质量（g）。

代入上述数据后可得到氮气吸附法计算比表面积的简化公式：

氮气吸附发孔径分布常采用BJH（Barrett-Joiner-Halenda）方法进行计算^[13-14]，该方法假设材料孔隙为圆柱状，而在该假设下，可根据开尔文原理，用递推法计算不同区间的孔隙半径，其半径可由开尔文公式给出：

式中：${R}_{\mathrm{k}}$为毛细管半径（nm）；$\gamma$为氮气沸点时的表面张力（N/m）；${V}_{\mathrm{m}}$为氮气的摩尔体积（cm³）；R为普适气体常数；T为绝对温度（K）；p/p₀为氮气的相对压力。

根据开尔文公式所计算出的孔隙半径，进而中孔孔径分布利用BJH公式进行计算：

式中：${V}_{\mathrm{p}\mathrm{n}}$为孔隙体积（cm³）；${r}_{\mathrm{p}\mathrm{n}}$为最大孔径（nm）；${r}_{\mathrm{k}\mathrm{n}}$为毛细管半径（nm）；$\mathrm{\Delta }{t}_{\mathrm{n}}$为吸附的氮气层厚度（nm）；$\mathrm{\Delta }{V}_{\mathrm{n}}$为毛细管体积（cm³）；${A}_{\mathrm{c}\mathrm{j}}$为排空气体后的吸附面积（m²）。

1.4   DSC冻融测量

对于含水试材，利用美国TA公司生产的DSC-Q2000差示扫描量热仪进行冻融测试，并采用Park等^[6]提出的方法测量。将试样裁切至直径4 mm左右的木片，放入密封铝坩埚中进行密封。每个试样首先冷却并校准到−40 ℃，平衡5 min后以2 ℃/min的恒定速率将试样预定的温度并进行保温使其热流回归基线，通过在每个升温过程中测量试样中熔化的水量来确定孔径分布，具体设置详见表2。

表  2  不同孔径对应的温度和保温时间

Table  2.  Temperature and holding time corresponding to different pore sizes

孔径 Pore size/nm	温度 Temperature/℃	保温时间 Holding time/min
		气干状态 Air-dry state	纤维饱和状态 Fiber saturation state	饱水状态 Saturated state
1.6	−40.0	8	8	5
1.8	−30.0	3	3	3
2.5	−21.0	3	3	2
4.0	−11.6	3	3	2
6.0	−7.3	3	3	3
7.9	−5.4	3	3	3
10.0	−4.2	3	3	3
14.7	−2.8	3	3	4
20.4	−2.0	3	3	5
31.1	−1.3	3	3	8
50.1	−0.8	3	3	12
99.6	−0.4	3	3	16
396.6	−0.1	3	3	20
	10.0	3	3	3

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以时间为x轴的DSC积分可得到各温度下的总热量，假定冻结的水分在第一个升温阶段不发生熔化，可根据此阶段的吸热量计算显热，而后续阶段的熔化焓则通过总热减去显热来计算：

式中：${H}_{\mathrm{m}}$为水分的熔化焓（J）；${H}_{\mathrm{t}}$为总吸热量（J）；${{\rm{C}}}_{\mathrm{p}}$为水的比热容（J/（g·℃））；$\mathrm{\Delta }T$为温度变化量（℃），m_w为样品水分质量（g）。

冻结的水分质量可由升温过程中的吸热曲线进行积分而获得，计算方法如下：

式中：${m}_{\mathrm{F}\mathrm{W}}$为冻结水分质量（g）；$\mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{p}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{k}}$为峰积分面积，即熔融焓（J/g）；${H}_{\mathrm{f}}$为冻结水分的熔化比热，取333.6 J/g。

根据冰点降低原理，毛细管内水分的熔化温度降低与孔隙直径的关系可以通过吉布斯−汤姆逊方程得到^[15]，据此可以推导出孔隙直径D（nm）的计算公式：

式中：$\Delta T$ 为孔隙中的冻结水熔化温度下降值（K）；${T}_{0}$为纯净水的熔化温度（K）；${T}_{\mathrm{m}}\left(D\right)$ 为直径为 D 的孔隙中冰晶的熔化温度（K）；$\gamma_{{\rm{ls}}}$为冰−水界面表面能，取12.1 mJ/m²； θ为冻结水与孔壁的接触角，取180°；$\; \rho$ 为可冻结结合水密度，取1.0 × 10³ kg/m³；${H}_{\mathrm{f}}$ 为冻结水分的熔化比热，取333.6 J/g。

由公式（7）可见，随着孔隙直径的减小，其冰点降低的程度增大。

2.   结果与讨论

2.1   氮气吸附分析

图1所示为杨木与杉木绝干试材的氮气吸附等温线，两者的变化趋势类似，在相对压力p/p₀小于0.9时，氮气吸附量近乎线性上升，当相对压力p/p₀大于0.9时，由于吸附质发生毛细管聚集，因而氮气吸附量迅速攀升。杉木的氮气饱和吸附量高于杨木的，表明杉木内孔隙体积总体可能大于杨木。两种木材的吸附等温线相较于解吸等温线均可见明显的滞后现象，根据国际纯化学与应用化学联合会（IUPAC）的分类，吸附滞后环可分为H1、H2、H3和H4这4种情况^[16]，反映了4种不同的孔隙结构类型：H1型滞后是具有相同尺寸和形状的通道所穿过的材料的特征；H2型滞后对应于孔口小于孔腔的通道（即墨瓶孔）；H3型滞后通常出现在孔径分布甚宽的材料中；而H4型滞后则表明中孔的数量受微孔限制。由杨木与杉木的滞后环形状来看，两者介于H3型与H4型之间，表明材料内部孔径分布较宽。

图  1  绝干状态杨木与杉木氮气吸附与脱附等温线

Figure  1.  Nitrogen adsorption and desorption isotherms of poplar wood and fir wood under oven-dry state

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关于绝干状态下木材细胞壁是否具有孔隙，不同学者有不同的结论，其观点主要分为无孔说和多孔说两类^[17]。利用压汞法或置换法测得的结果表明绝干木材细胞壁与木材实质密度十分接近，因而认为细胞壁是无孔的^[18]。另一方面，利用光学显微镜法测量的结果表明绝干状态下的细胞壁仍具有10.2% ~ 19.2%的孔隙^[19]。而使用氮气吸附法对绝干杉木的测量结果表明：边材和心材中均存在微孔和中孔，其尺寸范围为1 ~ 30 nm，且多以10 nm以下孔隙为主^[5]。因而认为绝干细胞壁是有孔的。

表3列出了BET法所得的细胞壁孔隙比表面积和BJH法所得的中孔平均孔径与平均孔体积，表中的数据表明绝干状态下的木材细胞壁确实存在一定的孔隙。由表3可见：杉木在比表面积方面高于杨木51.36%，但在孔体积方面吸附和解吸过程得到的平均孔体积杨木则分别高于杉木47.42%和44.17%，而在平均孔径方面两者相差不大。图2显示了由BJH方法所计算的杨木与杉木的细胞壁中孔孔径分布，BJH方法所适用的孔径范围约为1.7 ~ 300 nm，但该方法对于中孔范围（2 ~ 50 nm^[20]）内的孔隙实用性更高，故取该范围内的计算结果；对于小于2 nm的孔隙，仅取与之相近的1.7 nm以上的结果。由图2可见：杨木与杉木的大部分孔隙分布于10 nm以下的较小孔隙，其中又以4 nm以下的孔隙为主，而在10 nm以上的孔隙较少，并呈现孔体积随孔径增大而迅速减小的趋势。这与Yin等^[5]的测量结果相一致。图2显示杨木和杉木分别在6.5和17.5 nm处存在较小的峰值，但总体趋势与杉木的差异并不明显，对两者的孔体积数据进行双侧成对t检验，取显著性水平为0.05，检验结果t值为1.284 3，小于双尾临界值2.119 9，故不拒绝原假设，表明绝干状态下的杨木与杉木的平均孔径并无显著差异。

表  3  杨木与杉木氮气吸附孔隙结构参数

Table  3.  Pore structure parameters of poplar wood and fir wood obtained by nitrogen adsorption

试样 Sample	SBET/(m2·g−1)	Da/nm	Va/(mm3·g−1)	Dd/nm	Vd/(mm3·g−1)
杨木 Poplar wood	5.619	1.949	33.70	2.203	35.35
杉木 Fir wood	8.505	1.949	22.86	2.182	24.52
注：SBET为BET测得的孔隙比表面积；Da和Dd分别为吸附和解吸曲线计算的平均孔径；Va和Vd分别为吸附和解吸曲线计算的平均孔体积。Notes: SBET is pore specific surface area measured by BET; Da and Dd are the average pore size calculated by the adsorption and desorption curves, respectively; Va and Vd are the average pore volume calculated by the adsorption and desorption curves.

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图  2  绝干状态下杨木与杉木细胞壁孔径分布

Figure  2.  Pore size distribution of poplar wood and fir wood cellwall under oven-dry state

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2.2   DSC分析

含水样品孔隙数据均由DSC测量所得的冻融数据计算，结果如图3所示。其中，在饱水状态下，根据两种木材的DSC冻融数据所计算的孔隙数据远远高于气干状态以及纤维饱和状态，尤其在10 nm以上的孔隙，其间存在较大的数量级差异。该现象可能与自由水的含量有关，木材中的内含物会使自由水冰点降低0.1 ~ 2.0 ℃^[21]，在冻融过程中，这一温度范围内的自由水提前熔化而产生的大量吸热信号会覆盖本该在该温度下熔化的细胞壁内部结合水的吸热信号，故而直接影响该范围内所计算的孔隙体积，造成数据不准确。而在气干状态与纤维饱和状态下，由于木材内几乎不含有自由水，故不受此影响。由于木材细胞壁内的孔隙直径大多几乎不超过5 nm^[22-23]，故本节将选取10 nm以内的数据进行讨论分析，从而避免自由水信号的干扰。

图  3  DSC测试所得杨木与杉木细胞壁孔径分布

Figure  3.  Pore size distribution of poplar wood and fir wood cell wall obtained by DSC

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图4和图5分别显示了10 nm下的样品孔径分布及其累计分布。总体上，随着木材含水率的提高，其细胞壁孔隙分布曲线亦有上升。当木材从气干状态吸湿至纤维饱和状态时，水分子进入细胞壁中的无定形区域，与主成分上的羟基或已吸附的水分子形成氢键结合，使得分子链间水层变厚，进而扩大细胞壁孔隙。

图  4  10 nm以下杨木与杉木细胞壁孔径分布

Figure  4.  Pore size distribution of poplar wood and fir wood cell wall below 10 nm

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图  5  10 nm以下杨木与杉木细胞壁累计孔径分布

Figure  5.  Cumulative pore size distribution of poplar woodand fir wood cell wall below 10 nm

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通常认为，当木材含水率高于纤维饱和点时，水分子主要以液态自由水的形式存在于细胞腔及细胞间隙等较大的空间，故而对细胞壁内部的影响有限^[12]。然而，图4和图5的结果表明：在纤维饱和状态与饱水状态之间，木材细胞壁孔隙分布差异十分明显。Babiak等^[24]提出：FSP可被分为吸湿极限与细胞壁饱和两部分。由于本研究采用在100%相对湿度条件下达到平衡含水率的方法获得纤维饱和状态的木材样本，实际上是木材的吸湿极限状态，而在饱水状态下，木材内部水分含量进一步升高，此时木材达到细胞壁饱和状态。与吸湿极限状态不同的是，在达到细胞壁饱和状态的过程中，水分子能够继续进入木材细胞壁，但新进入的水分子不会打破细胞壁基质之间原有的氢键^{[22, 24-26]}。因此，在这一含水率范围内，含水率的增加仍会导致细胞壁孔隙的增大。而在木材达到细胞壁饱和状态以上，继续升高的信号数据则由自由水的增加造成，而不是由细胞壁内部孔隙增加造成。由于利用DSC测量孔隙的过程需要依靠样品内水分的相变得以实现，这一数据偏差属DSC自身测量原理所致的技术局限性。另外，在饱水状态下，木材内部各级孔隙几乎由水分完全填充，在冷冻过程中，由于液态水凝结成冰时体积发生膨胀，因此完全填充的孔隙可能受此影响被进一步扩大，这导致了饱水状态下的测量孔隙体积要略高于实际值。

图4还显示，在纤维饱和状态下细胞壁孔径分布要略高于气干状态，故对两种状态下的孔径分布差异进行单侧成对t检验，取显著性水平为0.05，检验结果杨木t值为3.381，杉木t值为4.554，均高于单尾临界值2.132，表明两种木材的含水率从气干状态提高至纤维饱和状态的过程中，其细胞壁孔隙体积发生了显著的提升。

需要注意的是，差示扫描热孔计法所得的孔隙结果与氮气吸附法有所不同，由于前者测量的是一段温度内的样品冻融吸热量，因此其测量结果也对应于一段孔径内的孔体积之和，而非单位孔径所对应的孔体积，故图4中各点数据代表的分别是1.8 ~ 2.5、2.5 ~ 4.0、4.0 ~ 6.0、6.0 ~ 8.0、8.0 ~ 10.0 nm孔径所对应的孔体积。从图4中可见：无论是杨木还是杉木，其细胞壁孔隙体积均在2.5 ~ 4.0 nm处达到极大值，从气干到纤维饱和状态，杨木细胞壁孔径分布极大值从2.75 mm³/g增加到4.20 mm³/g，增加了52.73%，杉木细胞壁孔径分布极大值从2.90 mm³/g增加到4.60 mm³/g，增加了58.62%；而在木材从纤维饱和状态到饱水状态的过程中，杨木细胞壁孔径分布极大值增加至22.48 mm³/g，增加了435.24%，杉木则增加至26.24 mm³/g，增加了470.43%。在2.4 ~ 4.0 nm之后的分布曲线下降，表明随着孔径的增加，孔隙体积逐渐减小。在6.0 ~ 8.0 nm处的气干状态与纤维饱和状态下，细胞壁孔隙体积减小至1.0 ~ 1.5 mm³/g，之后保持稳定。由此可见，木材细胞壁内大部分孔隙集中于2.0 ~ 4.0 nm，这与Telkki等^[23]的研究结果相一致。

2.3   4种水分状态下的细胞壁孔隙

如2.2节所述，由于氮气吸附法与DSC两种方法的测量原理有所不同，故两者无法直接进行孔隙微分分布的比较，而采用累计分布以避免数据的不一致。因此，图6a、6b展示了4种典型状态下，杨木与杉木细胞壁在30 nm以下范围内的孔隙累计分布情况。如2.2节所述，在水分的润胀作用下，无论是杨木还是杉木，饱水样品的细胞壁孔隙体积增速远远大于其他3种状态。在木材改性的过程中，改性剂常需要通过浸渍的方式使之进入木材内部，并与木材细胞壁发生相互作用，因此在饱水状态下的细胞壁孔隙对于木材改性具有一定的积极作用，更高的孔隙率有助于改性剂的渗透以及物理或化学填充^[27]。

图  6  30 nm以下木材细胞壁累计孔径分布

Figure  6.  Cumulative pore size distribution of wood cell wall below 30 nm

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为进一步讨论吸湿范围内木材细胞壁的孔隙变化，图6c、6d聚焦了绝干、气干、纤维饱和点3种状态的孔隙累计分布。图6c、6d显示：随着木材含水率的增加，细胞壁孔体积整体具有上升趋势。其中以10 nm为界，在10 nm以下的部分孔体积增长最快，而在10 nm之后孔体积增长趋于平缓，再次表明木材细胞壁内部孔隙直径以10 nm以下为主，而较大的孔隙较少。这与Grigsby等^[8]的结果相一致。此外，在5 nm以下的区域，绝干状态的累计孔隙略高于气干状态，部分甚至略高于纤维饱和状态。在木材干燥过程中，水分快速向外界移动，细胞壁内部部分孔隙发生塌陷^[6]，在降低整体孔径分布的同时生成了大量微小的孔隙，使得孔隙分布峰值向左上方移动，因此在更小的孔径区域绝干样品的孔隙累计体积反而高于含水样品。

在树种方面，对两种树种的单位孔体积分布数据进行双侧成对t检验，结果见表4。除前文提到的绝干状态，在纤维饱和状态以及饱水状态下的检验结果均不显著，故无法认为杨木与杉木在该水分状态下孔径分布存在显著性差异。

表  4  4种典型水分状态下杨木与杉木孔径分布差异显著性检验

Table  4.  Significance test of difference in pore size distribution between poplar wood and fir wood underfour typical water states

水分状态 Water state	t 值 t value	双尾t临界值 t critical value of two-tail	双尾p值 p value of two-tail
绝干状态 Oven-dry state	1.284 3	2.119 9	0.217 3
气干状态 Air-dry state	2.511 0	2.364 6	0.040 3
纤维饱和状态 Fiber saturation state	1.906 9	2.364 6	0.098 2
饱水状态 Saturated state	1.834 7	2.446 9	0.116 2
注：绝干状态、气干状态以及纤维饱和点状态检验范围为0 ~ 32 nm，饱水状态检验范围为0 ~ 20 nm。Notes: the test range of oven-dry state, air-dry state and fiber saturation point state is 0−32 nm, and that of saturated state is 0−20 nm.

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3.   结　　论

本研究聚焦于绝干、气干、纤维饱和点、饱水4种典型水分状态下的木材细胞壁孔隙结构的变化，结合氮气吸附法与差示扫描热孔计法两种方法考察孔隙的孔径分布、比表面积、孔体积等特征参数。研究结果表明：在木材由绝干状态逐渐吸湿及吸水至饱水状态的过程中，木材细胞壁孔隙体积呈明显增大趋势。从气干到纤维饱和状态，杨木细胞壁孔径分布最大值从2.75 mm³/g增加到4.20 mm³/g，增加了52.73%，杉木细胞壁孔径分布最大值从2.90 mm³/g增加到4.60 mm³/g，增加了58.62%；而在木材从纤维饱和状态到饱水状态的过程中，杨木细胞壁孔径分布最大值增加至22.48 mm³/g，增加了435.24%，杉木则增加至26.24 mm³/g，增加了470.43%。在木材达到吸湿极限后，含水率继续增加仍会有水分子进入细胞壁进而扩大细胞壁孔隙，当木材达到饱水状态后，细胞壁孔隙体积增大至极限，但由于大量自由水的信号干扰，差示扫描热孔计法所测得的孔径分布参考范围有限。此外，在绝干状态下的木材细胞壁孔隙发生塌陷而使孔隙减小。由于木材在4种典型水分状态下孔隙分布均存在十分明显的差异，因此在不同典型水分状态之间的木材吸湿或吸水过程中的细胞壁孔隙变化可作为后续深入研究的方向。