木材吸湿滞后

亲水性基团是指能与水分子生成氢键的基团，木材中的亲水性基团主要是羟基(O－H）和羰基(C=O），但羟基的亲水性比羰基的亲水性强，在木材吸湿性方面的主要研究对象是木材中的羟基。

木材对水分(吸着水）的吸着过程即水分子以气态形式进入细胞壁中，并与细胞壁主要成分上的吸着点产生氢键结合的过程。渡边治人提出，由于纤维素结晶区胶束内部的羟基内聚力处于饱和状态，因此水分不能浸入其内；而非结晶区胶束表面上的内聚力处于非饱和状态，有一部分羟基仍属自由羟基，这部分自由羟基可以和在本质上相同的水分子羟基相互结合在一起。

在相同的温、湿度条件下，生材(或高含水率材）解吸达到的平衡含水率(D）高于干燥材(或低含水率材）吸湿而达到的平衡含水率(A），称这种现象为吸湿滞后。用两者之差(ΔW）吸湿滞后值或两者之比(A/D）吸湿滞后率来表征吸湿滞后的程度。

据Серговский研究，木材吸湿滞后的大小与树种无关，但随着木材尺寸的加大而增加，当增加到一定的程度，即当长度达到10cm、厚度达1.5cm时，也就不再增加而变成一个定值。吸湿滞后的原因迄今尚无定论，其主要解释为以下几点：

1）木材微晶表面在吸取水分的同时还吸取一部分气体，影响了木材吸湿性；

2）木材经干燥后，用于吸取水分的羟基借付价键直接相连，大部分羟基互相饱和了；

3）热处理后(t<100℃）木材细胞壁物质的物理化学状况发生变化；

4）在热处理过程中(t>100℃）木材化学组成发生变化，即五碳糖减少，木质素增多，并且温度越高时五碳糖的减少和木质素的增多越显著。

对木材吸湿滞后现象机理的解释主要有Urquhart提出的“有效羟基说”、基于润湿接触角的Zsigmondy说和基于毛细管凝结理论的“墨水瓶”说等3个学说。

由Urquhart提出的有效羟基说在解释木材对水分的吸湿滞后时认为，在干燥状态时分子之间的距离非常近，因此部分游离羟基之间便以氢键的形式结合。当木材开始吸湿时，之前形成了氢键结合的那一部分羟基不能再与水分子相结合，使能吸附水分子的游离羟基数量减少，即能吸附的水分子数目减少，从而使吸湿平衡含水率低于解吸平衡含水率。

Zsigmondy认为，吸湿滞后现象主要是由于在解吸与吸湿过程中对毛细管壁的湿润或接触角的差异，在孔隙被液体充满的过程中，相当于液体在固体表面推进得到前进的接触角βa，而在孔隙中的液体在挥发过程中得到后退的接触角β_R，β_a总是大于β_R。由Kelvin公式计算可知，解吸的平衡压力低于吸湿的平衡压力，因此出现吸湿滞后现象。

McBain墨水瓶学说则把微孔看成类似于墨水瓶结构的模型，模型的瓶颈直径小于瓶腹直径，由Kelvin方程得出凝聚/蒸发的蒸汽压在瓶颈处小于瓶腹处。在吸湿过程中，瓶颈先达到凝聚蒸汽压开始凝聚，而瓶腹还未达到凝聚蒸汽压不产生凝聚；在解吸时，虽然瓶腹先达到了蒸发蒸汽压而理应先蒸发，但是实际上由于瓶颈有液体对瓶腹的液封作用而不能对外蒸发，需在蒸汽压降到Pa时，瓶颈蒸发之后，液封作用解除，瓶腹内液体才开始蒸发排出，故而体现出吸湿滞后现象。

木材是当今4大材料(钢铁、水泥、木材、塑料）中可以自然再生、永续利用的资源材料，也是一种多孔性、吸湿性和各向异性的天然高分子材料。木材对水的敏感性远大于塑料、金属、玻璃等材料，当木材含水率在其纤维饱和点以下时，随着所处环境(温度、相对湿度）的变化，木材会从周围空气中吸收(以气体形式的吸附）或释放出水分，导致木材含水率的变化，直至水分交换达到动态平衡为止。木材含水率的变化会引起木材的干缩湿胀，影响木材的尺寸稳定性、力学性质以及环境调节性等各种特性。

滞后现象概述

一个现象与另一密切相关的现象相对而言的落后迟延；尤指物理上的果没有及时跟着因而出现，或指示器对所记录的改变了的情况反应迟缓。如：电流滞后于电压。

同其他具有多孔结构的物体一样，多数固态食品的吸湿过程存在滞后现象，即吸湿与解吸的路径不同，在吸湿等温线的中部形成一个环。因此，严格说来，食品吸湿等温线不是状态曲线，而是过程曲线。

滞后现象其他领域

此外，由于经济活动的惯性，一个经济指标之前的变化态势往往会延续到本期，从而形成被解释变量的档期变化同自身过去取值水平相关的情形。这种被解释变量受自身或其他经济变量过去值影响的现象称为滞后现象。

聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称为滞后现象（hysteresis)。 受到外力时，链锻通过热运动达到新平衡需要时间（受到内摩擦力作用），由此引起应变落后于应力的现象。外力作用的频率与温度对滞后现象有很大的影响。

高聚物作为结构材料，在实际应用时，往往受到交变力的作用，形变落后于应力变化的现象就称为滞后现象。滞后现象的发生是由于链段在运动时要受到内摩擦力的作用，当外力变化时，链段的运动还跟不上外力的变化，所以形变落后于应力，有一个相位差。

纯滞后又叫传递滞后，它是由于物料量或能量的传送过程需要一定的时间而造成的。例如在图1中，由于进口阀门较远，它的开度变化后，输人的物料量需要经过一段时间才能进入水箱影响液位的数值，这段时间就叫纯滞后。可见纯滞后使被控变量不能立刻随负荷的变化而变化，而要等一段时间以后，才开始变化。它是单纯地延迟了被控变量开始变化的时间，如图1所示。