Longitudinal shrinkage of wood — Part II: The relation between Longitudinal shrinkage and structure

Summary

Models put forward by Preston and Kelsey to represent the longitudinal shrinkage of wood have been extended to take into account shearing stresses between microfibrils and between fibres. Mathematical relationships have been developed and previous models shown to be approximations to that developed here.

The suitability of the model from various points of view and the variations in the model parameters with changing moisture content are discussed.

The effect of the cross-cutting of the fibres occurring in thin microtomed sections, the effect of delignification and the incidence of an anomalous hysteresis are also discussed.

Curves are given for the parameters of the models developed and these are discussed in the light of the results reported in Part I of this paper.

It is concluded that the non-linearity observed in the longitudinal shrinkage moisture content relationship is due to the development of restraint against slipping of the chain molecules along one another and that this restraint is caused by increasing inter-chain molecular bonding with decreasing moisture content. It is also suggested that the irreversible interfibrillar shearing strain is a cause of the hysteresis.

Zusammenfassung

Die von Preston und Kelsey entworfenen Modelle zur Darstellung der Längsschwindung von Holz wurden von den Verfassern erweitert und zwar im Hinblick auf Scherspannungen zwischen Mikrofibrillen und zwischen Fasern. Es wurden mathematische Beziehungen aufgestellt und gezeigt, daß früher entwickelte Modelle dem hier entworfenen angenähert entsprechen. sprechen.

Die Eignung des Modells wird von verschiedenen Gesichtspunkten aus beleuchtet und die Anderungen der Modellparameter bei wechselndem Feuchtigkeitsgehalt werden erörtert. Der Einfluß des Querschneidens der Fasern beim Mikrotomschnitt, der Einfluß der Delignifizierung und das Auftreten einer anomalen Hysterese werden besprochen.

Die Parameter der entwickelten Modelle sind als Kurven dargestellt; diese werden unter Berücksichtigung der in der ersten Mitteilung veröffentlichten Ergebnisse erörtert.

Als Schlußfolgerung ergibt sich, daß die Nichtlinearität, die in der Beziehung zwischen Längsschwindung und Feuchtigkeitsgehalt beobachtet wurde auf die Entwicklung eines gewissen Widerstandes gegen das gegenseitige Gleiten der Kettenmoleküle zurückkzuführen ist, und daß dieser Widerstand durch eine Zunahme der zwischen den Ketten bestehenden Molekularverbindungen bei abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt verursacht wird.

Ebenso wird vorgeschlagen, die irreversible Scherverformung zwischen den Fibrillen als Ursache für die Hysterese anzusehen.