1、X射线衍射仪测微纤丝角植物纤维的微纤丝角与纤维的强度、弹性模量等有着密切的关系，对木材加工和制浆造纸性能都有重要的决定作用。本幻灯片 介绍了常用的几种测量微纤丝角的方法，着重介绍 X射线衍射法测量木材纤维的微纤丝角的方法和计算，比较了 X射线衍射法测纤维微纤丝角的特点。并通过一个 X射线衍射仪测量木材纤维微纤丝角的峰值图，详细说明了测量纤维平均微纤丝角的方法。* 2一微纤丝角的概念微纤丝角 (Microfibril angle,MFA)为细胞次生壁 S2层微纤丝排列方向与细胞主轴所形成的夹角 ,或可表述为细胞壁中纤维素链的螺旋卷索与纤维轴之间的夹角。* 3一微纤丝角的概念MLPS1S2S3S*
2、 4一微纤丝角的概念微纤丝角愈小则细胞的抗张强度愈大。木材细胞壁次生壁中层 (S2)的微纤丝角是木材机械性能的主要决定因子之一 ,特别影响木材的弹性模量和异向收缩性 ;微纤丝角与木材密度也存在一定的相关关系 ,并与木材强度和硬度密切相关。单个管胞中微纤丝角与纸浆纤维的抗拉强度和伸缩性密切相关 ,微纤丝角小 ,抗拉强度大 ;微纤丝角大 ,则伸缩性强。* 5二测量微纤丝角的方法微纤丝角是在细胞水平上的一个微观量 ,目前测定微纤丝角的方法主要有 :碘染色法 、 汞浸法 、 偏光显微镜法 、光学显微镜观察法 和 射线衍射法 。* 6二测量微纤丝角的方法 碘染色法 ,即用光学显微镜技术研究微纤丝的方向角
3、。用光学显微镜不能直接观察木材细胞壁 S2层的纤丝 ,但胞壁经脱木素处理后 ,用碘化钾溶液染色 ,使其间隙中填以碘的针状结晶 ;该碘结晶的方向 ,即显示出纤丝或微纤丝的排列方向。 汞浸法 ,以水银加压纤维浸注纤维胞腔 ,用偏光显微镜观察。* 7二测量微纤丝角的方法 偏光显微镜法 ,偏振片能吸收某一方向的光振动。木材纤丝长轴方向平行于胞壁层 ,成层状排列。当垂直胞壁面入射的完全偏振光振动面平行于主截面 ,通过木材纤维试样后的光矢量振动方向不变。在正交偏光下 ,就出现消光。消光角即微纤丝角。 光学显微镜观察法 ,在光学显微镜下观察木材纵切面或单根纤维与微纤丝方向一致的特征 ,如胞壁上的条纹 ,裂隙
4、和纹孔等。现在测量中用的较少。* 8三 X射线衍射测量微纤丝角计算 射线是在 20世纪 30年代就用于纤维的研究。 射线衍射法的准备和观察简易迅速 ,从(002)面衍射强度曲线求得平均微纤丝角 ,有 40%法、 50%法、函数法、 0.6T法 4种方法。 在这几种方法中用射线 (002)弧 0.4%法 ,所测得的数据和其它实验数据较一致。 0.6法除具一定理论基础外 ,在实际操作中也有其优越性。* 9三 X射线衍射测量微纤丝角计算 平均微纤丝与峰值高度 40%处的宽度相对应，通常假定峰值高度 40%（ 002）弧的角宽度一半等于平均微纤丝角； 与平均微纤丝角衍射强度曲线 50%处的宽度对应，通常假定峰值高度 50%（ 002）弧的角宽度一半等于平均微纤丝角；* 10三 X射线衍射测量微纤丝角计算 利用微纤丝的分布函数 f(u)=uf(u)du计算 u ； 在强度分布曲线上确定两拐点，并分别作切线，它与横轴两交点之间的 1/2宽定义为角距离 T, u =0.6T。 记为 :M0.6T
