Title (eng)
SAXS and WAXS investigations on cellulose of Picea abies
the influence of thermal treatment on the microfibril angle
Parallel title (deu)
SAXS- und WAXS-Untersuchungen an Zellulose von Picea abies
Author
Ursula Ludacka
Advisor
Herwig Peterlik
Assessor
Herwig Peterlik
Abstract (deu)
Thermische Behandlung von Holz ist eine gängige Konservierungsmethode, welche allerdings
Auswirkungen auf die strukturelle Integrität hat. Der Mikrofibrillenwinkel von Zellulose,
welcher von großer Bedeutung für die mechanische Belastbarkeit von Holz ist, wird durch
diese Art der Behandlung beeinflusst. Eine verbreitete Methode, Veränderungen des Mikrofibrillenwinkels
von Zellulose der Sekundärschicht (S2) von Holzzellen, zu untersuchen ist Röntgenkleinwinkelstreuung
(SAXS). In der vorliegenden Arbeit wurden Proben ausgewählter
Jahresringe eines Stammes der Spezies Picea abies mittels SAXS untersucht. Dies wurde für
vier verschiedenen Behandlungstemperaturen durchgeführt: 20°C (Referenzproben), 160°C,
190°C und 220°C. Aufgrund des unterschiedlichen Aufbaus der Zellwände, wurden die Proben
von Früh- und Spätholz getrennt betrachtet. Es stellte sich heraus, dass eine Änderung des
Mikrofibrillenwinkels aufgrund thermischer Behandlung auftritt, allerdings in Abhängigkeit
vom ursprünglichen Wert der unbehandelten Proben. Kleine Winkelwerte zeigen eine Tendenz
zu schrumpfen, wohingegen große tendenziell größer werden. Weiters zeigt sich, dass
der Wert des mittleren Mikrofibrillenwinkels mit steigender Behandlungstemperatur tendenziell
abnimmt.
Abstract (eng)
Thermal treatment of timber is a common method of preservation, but has several effects on
the structural integrity. The cellulose microfibril angle, which plays a major role in the mechanical
strength of wood, is likely to be affected by high temperature treatment. A common
method to investigate changes in the microfibril angle of cellulose in the secondary (S2) layer
of the wood cell wall is small angle X-ray scattering (SAXS). In the present study SAXS was
applied to samples of selected annual rings of a cross section of a trunk of Picea abies. This
procedure was repeated for four temperatures: 20°C (reference sample), 160°C, 190°C and
220°C. Because of their different cell structure the obtained data was separated into early-and
latewood. It was found that a change in the microfibril angle occurs due to thermal treatment,
depending on the value of the initial microfibril angle (in the reference samples). Small initial
angles decrease, whereas large initial angles increase. Furthermore, the mean microfilbril angle
shows a tendency to shrink with increasing treatment temperature.
Keywords (eng)
SAXSWAXScellulosemicrofibril anglePicea abiesthermal treatmentwood
Keywords (deu)
SAXSWAXSZelluloseMikrofibrillenwinkelPicea abiesthermische BehandlungHolz
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1313122
rdau:P60550 (deu)
126 S. : Ill.
Number of pages
210
Association (deu)
Title (eng)
SAXS and WAXS investigations on cellulose of Picea abies
the influence of thermal treatment on the microfibril angle
Parallel title (deu)
SAXS- und WAXS-Untersuchungen an Zellulose von Picea abies
Author
Ursula Ludacka
Abstract (deu)
Thermische Behandlung von Holz ist eine gängige Konservierungsmethode, welche allerdings
Auswirkungen auf die strukturelle Integrität hat. Der Mikrofibrillenwinkel von Zellulose,
welcher von großer Bedeutung für die mechanische Belastbarkeit von Holz ist, wird durch
diese Art der Behandlung beeinflusst. Eine verbreitete Methode, Veränderungen des Mikrofibrillenwinkels
von Zellulose der Sekundärschicht (S2) von Holzzellen, zu untersuchen ist Röntgenkleinwinkelstreuung
(SAXS). In der vorliegenden Arbeit wurden Proben ausgewählter
Jahresringe eines Stammes der Spezies Picea abies mittels SAXS untersucht. Dies wurde für
vier verschiedenen Behandlungstemperaturen durchgeführt: 20°C (Referenzproben), 160°C,
190°C und 220°C. Aufgrund des unterschiedlichen Aufbaus der Zellwände, wurden die Proben
von Früh- und Spätholz getrennt betrachtet. Es stellte sich heraus, dass eine Änderung des
Mikrofibrillenwinkels aufgrund thermischer Behandlung auftritt, allerdings in Abhängigkeit
vom ursprünglichen Wert der unbehandelten Proben. Kleine Winkelwerte zeigen eine Tendenz
zu schrumpfen, wohingegen große tendenziell größer werden. Weiters zeigt sich, dass
der Wert des mittleren Mikrofibrillenwinkels mit steigender Behandlungstemperatur tendenziell
abnimmt.
Abstract (eng)
Thermal treatment of timber is a common method of preservation, but has several effects on
the structural integrity. The cellulose microfibril angle, which plays a major role in the mechanical
strength of wood, is likely to be affected by high temperature treatment. A common
method to investigate changes in the microfibril angle of cellulose in the secondary (S2) layer
of the wood cell wall is small angle X-ray scattering (SAXS). In the present study SAXS was
applied to samples of selected annual rings of a cross section of a trunk of Picea abies. This
procedure was repeated for four temperatures: 20°C (reference sample), 160°C, 190°C and
220°C. Because of their different cell structure the obtained data was separated into early-and
latewood. It was found that a change in the microfibril angle occurs due to thermal treatment,
depending on the value of the initial microfibril angle (in the reference samples). Small initial
angles decrease, whereas large initial angles increase. Furthermore, the mean microfilbril angle
shows a tendency to shrink with increasing treatment temperature.
Keywords (eng)
SAXSWAXScellulosemicrofibril anglePicea abiesthermal treatmentwood
Keywords (deu)
SAXSWAXSZelluloseMikrofibrillenwinkelPicea abiesthermische BehandlungHolz
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1313123
Number of pages
210
Association (deu)
License
Citable links
Other links
Managed by
Details
Metadata
Export formats
Universitätsring 1, 1010 Wien | T
T +43-1-4277-0