1.2 木材組分對日光的吸收及光老化機理

木材具有吸收紫外線、減少日光對人體輻射的特性。木材中的纖維素對200nm以下的光線具有很強的吸收能力，對波長為200～300nm之間的光有吸光的表現，吸收尾帶可以延長到400nm；半纖維素對光能的吸收特性與纖維素類同；木質素對200nm以內的光線具有很強的吸光能力，在280nm處有強峰，之后吸收能力下降；抽提物通常在波長300～400nm之間具有吸光能力?？梢?，木材中的大部分成分均有較好的吸光性能，但當木材吸收的紫外光和可見光達到一定程度時，木材將會發(fā)生光化學反應，產生老化。

對木材日光老化機理的研究表明，吸收紫外光，會使木材表面形成自由基類物質，在氧氣和水的作用下，形成過氧化氫類物質。自由基類物質和過氧化氫類物質可以引發(fā)一系列的分子鏈斷裂，從而降解木材中的木素、纖維素和半纖維素，很大程度上影響木材的穩(wěn)定性和耐久性。

纖維素光降解是化學變化，早期研究發(fā)現，在真空中，照射光波長＞340nm，對純纖維素沒有影響。而在空氣中，當照射光波長＞340nm時，暴露的纖維素以較慢的速度降解，其配糖鍵斷裂，導致強度損失和聚合度下降；當纖維素受到波長＞280nm的光線照射時，除了發(fā)生化學鏈斷裂外，還會發(fā)生C—1和C—5位的脫氫反應；當照射光波長＞254nm時，由于纖維素側鏈C—5—C—6鏈的斷裂，發(fā)生脫羥甲基反應。

在光降解過程中，氧起到非常重要的作用。因為纖維素中的碳自由基較不穩(wěn)定。在氧存在的條件下，會脫氫而變得穩(wěn)定，隨后，這些自由基會很快轉化成氫過氧化物自由基，生成氫過氧化物。

木素中的反應基由各種類型的醚、一次和二次羥基、羰基和羧基所組成，其中存在大量的酚位、芳香位和能與光作用產生自由基鏈發(fā)言的活潑位置。木素內部的反應。但通過選擇模型化合物，對自由基反應的研究結論顯示：在光的作用下，酚羥基極易生成苯氧自由基，即木素降解的主要中間產物，與氧作用，可誘發(fā)木素中愈瘡木基的脫甲基反應，產生鄰醌型結構。醌型結構被認為是導致木質材料變色的主要發(fā)色團；與a-基相鄰接的C—C鍵，經過Norrish第一類反應被光離解；與a-羰基相鄰的醚鍵化合物不會發(fā)生Norrish第一類反應，光離解發(fā)生在醚鍵上