Lämpökäsitellyn puun tutkiminen NMR-spektroskopialla: mikrorakenne ja kosteus

Väitöstilaisuuden tiedot

Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika

Väitöstilaisuuden paikka

Linnanmaa, luentosali GO101

Väitöksen aihe

Lämpökäsitellyn puun tutkiminen NMR-spektroskopialla: mikrorakenne ja kosteus

Väittelijä

Filosofian maisteri Päivi Kekkonen

Tiedekunta ja yksikkö

Oulun yliopiston tutkijakoulu, Luonnontieteellinen tiedekunta, fysiikan ja kemian laitos

Oppiaine

Fysiikka

Vastaväittäjä

Professori Daniel Topgaard, Lundin yliopisto, Ruotsi

Kustos

Dosentti Ville-Veikko Telkki, Oulun yliopisto

Lisää tapahtuma kalenteriin

Uutta tietoa lämpökäsittelyn vaikutuksista puun mikrorakenteeseen sekä puussa esiintyvään kosteuteen

Väitöstyön päämääränä on ollut lämpökäsitellyn puun ominaisuuksien tutkiminen ja uuden tiedon saaminen puussa lämpökäsittelyprosessin myötä tapahtuvista muutoksista. Tämän tutkimuksen myötä kehitettyjen menetelmien avulla voidaan määrittää mm. optimaalinen lämpökäsittelylämpötila, joka on riittävän korkea haluttujen ominaisuuksien kannalta aiheuttamatta kuitenkaan puun mikrorakenteen hajoamista.

Useiden erilaisten puun käsittelymenetelmien joukossa lämpökäsittely on kasvattanut voimakkaasti suosiotaan viime vuosikymmeninä. Kyseessä on ympäristöystävällinen menetelmä, jolla voidaan pidentää puun käyttöikää sekä käytettävyyttä erilaisissa sovelluskohteissa. Puuhun liittyvä tutkimus on tärkeää etenkin Fennoskandiassa merkittävälle metsäteollisuudelle.

Työssä käytettiin useita eri NMR-spektroskopian alaan kuuluvia menetelmiä lämpökäsitellyn mäntypuun (Pinus sylvestris) mikrorakenteen sekä puussa olevan kosteuden tutkimiseksi. Työssä tutkittiin eri lämpötiloissa käsiteltyjä mäntypuunäytteitä, joita verrattiin vastaaviin käsittelemättömiin näytteisiin. Näytteistä määritettiin puun solurakenteen sisältämien huokosten mittoja niihin imeytetyn veden ja metaanin lämpöliikkeen avulla. Lisäksi saatiin tietoa puuhun imeytyneen veden niin kutsutuista sidotun ja vapaan veden komponenteista, niiden määrästä ja esiintymisympäristöstä. Tulosten avulla pystyttiin määrittämään myös yläraja sidotun veden esiintymispaikkojen koolle. Eri menetelmien tuottamien tulosten yhdistäminen mahdollisti myös puun soluseinämissä sijaitsevien mikrohuokosten koon määrittämisen. Lisäksi työssä käytettiin magneettikuvausta näytteisiin imeytyneen veden avaruudellisen jakauman määrittämiseen.

Väitöstyön tulokset antavat puutiedettä ja -teollisuutta hyödyttävää uutta tietoa lämpökäsitellyn männyn mikrorakenteesta sekä sen suhteesta kosteuteen. Väitöskirja osoittaa käytettyjen NMR-menetelmien soveltuvan hyvin puun tutkimiseen ja tuottavan yhdessä laajan kokonaiskuvan lämpökäsittelyprosessin vaikutuksista puulle.
Viimeksi päivitetty: 6.11.2014