Water retention of wood particles – characterization of polarity and particle size

Abstract

The basic principle of methods measuring water retention of fibre pulp was adapted for a new method to prove differences in polarity and particle size of wooden particles used for particle board production. With this new method, particles come into contact with the liquid for a short time. Besides the laboratory method, appropriate data analyses of the weight-time curves, including the calculation of a novel polarity coefficient are introduced. The measurement signal was found to be most significantly influenced by the particle properties at the equilibrium of liquid charge and discharge, as well as within the asymptotic levelling phase around 30 s of testing. With increasing particle size, water retention values of both native and thermally modified particles decrease due to reduced specific particle surface. Thermally modified particles show significantly lower water retention values in the range of −28 to −46 % and higher variability which is thought to be related to reduced polarity. The method proved to be quick, easy to handle and reproducible.

Zusammenfassung

Das Grundprinzip von Messmethoden zur Bestimmung des Wasserrückhaltevermögens von Zellstoff wurde für eine neue Messmethode adaptiert, um an Holzspänen, welche in der Spanplattenproduktion verwendet werden, Polaritäts- und Größeneffekte zu erfassen. Bei dieser neuen Methode kommen die Partikel nur kurze Zeit in Kontakt mit der Flüssigkeit. Neben der Labormethode wird auch eine geeignete Methode für die Datenanalyse der Masse-Zeit-Kurven, inklusive einem neu kreierten Polaritätskoeffizienten vorgestellt. Das Messsignal wird im Gleichgewicht zwischen Zu- und Ablauf der Flüssigkeit sowie im asymptotischen Bereich nach etwa 30 s Testdauer am signifikantesten durch die Partikeleigenschaften beeinflusst. Mit zunehmender Spangröße nimmt das Wasserrückhaltevermögen von unbehandelten und thermisch modifizierten Spänen aufgrund der geringeren spezifischen Partikeloberfläche ab. Thermisch modifizierte Späne zeigen aufgrund der geringeren Polarität ein reduziertes Wasserrückhaltevermögen in der Größenordnung von −28 bis −46 % und eine höhere Variabilität des Messsignals. Die Methode ist schnell, leicht zu handhaben und reproduzierbar.