木材中水分含量多少與周圍空氣的相對濕度和溫度有很大的關系,當空氣中的水蒸汽壓力大于木材表面水蒸汽壓力時,木材從空氣中吸收水分,這種現象叫做吸濕;反之若空氣的蒸汽壓力小于木材表面的水分蒸汽壓力時,木材中水分向空氣中蒸發叫解吸。
組成木材的細胞壁物質一纖維素和半纖維素等化學成分結構中有許多自由羥基(一OH),它們具有很強的吸濕能力。在一定溫度和濕度條件下,胞壁纖維素、半纖維素等組分中的自由羥基,借助氫鍵力和分子間力吸附空氣中的水分子,形成多分子層吸附水;水層的厚度隨空氣相對濕度的變化而變化,當水層厚度小于它相適應的厚度時,則由空氣中吸附水蒸汽分子,增加水層厚度;反之,當水層厚度大于它相適應的厚度時,則向空氣中蒸發水分,水層變薄,直到達到它所適應的厚度為止。
木材中存在著大毛細管和微毛細胞系統,因此木材是個多微毛細孔體。這些毛細孔體具有很高的空隙率和有巨大內表面,具有強烈的吸附性和發生毛細管凝結現象。在一定相對濕度的空氣中,會吸附水蒸汽而形成毛細管凝結水,達纖維飽和點為止。
木材吸濕滯后現象
在相同的大氣溫度和相對濕度條件下,干燥木材的吸濕過程所能達到的最大的含水量總是低于潮濕木材解吸過程所能達到的最小含水量它的平衡含水率曲線不相吻合的現象稱為木材吸濕滯后。
吸濕滯后現象主要發生在干燥后的木材上。木材在干燥狀態下失去水分而解吸,其尺寸逐漸收縮減小。微觀上,木材細胞壁微纖絲上纖維素鏈狀分子彼此靠近,當微纖絲鏈之間距離很近時,部分羥基與羥基之間形成新的氫鍵結合;再次吸濕時因部分相互吸引、價鍵滿足的羥基不能再從空氣中吸收更多的水分,因此吸附量減少。
吸濕滯后的差值與樹種無關,但隨木材尺寸的增大而加大。當木材尺寸增至一定程度,即木材長度達10cm,厚度至1.5cm時,將變為一恒定值。木粉、單板及短而薄的木料,其吸收滯后數值不大,可以忽略不計。對于窯干長而厚的成品材而言,其吸濕滯后值且隨著溫度的升高而增大,通常在1-5%之間,平均為2.5%,生產上應考慮其影響。
利用木材吸濕滯后現象人工干燥木材,使用時木材尺寸穩定,不會從空氣中吸收很多水分而發生體積變化,引起翹曲變形。