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第五章木材化学性质
重点介绍木材三大成分木质素、纤维素及半纤维素的的结构、物理性质、化学性质。并简要介绍木材中的抽提物、木材的酸碱性质。
目录
木材的化学组成
木质素
纤维素
半纤维素
木材抽提物
木材的酸碱性质
木材的化学组成
木材化学成分,有细胞壁物质和非细胞壁物质之分,或称为主要化学成分和少量化学成分。
图5-1 木材的化学组成
木材
木质素
碳水化合物
半纤维素
(水解单糖—D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-木糖、L-阿拉伯糖)
纤维素
(水解单糖—D-葡萄糖)
细胞壁
主要组分
少量组分
无机物(灰分)
有机物(芳香族、萜烯类、脂肪族化合物)
木材的主要化学成分
木材主要化学成分是构成木材细胞壁和胞间层的物质,由纤维素、半纤维素和木质素三种高分子化合物组成,一般总量占木材的90%以上,热带木材中高聚物含量略低,在高聚物中纤维素和半纤维素组成的多糖含量居多,占木材的65%-75%。
Wordrop提出:
纤维素-微骨架结构;
半纤维素-填充物质;
木质素-结壳物质。



1
2
3
纤维素(cellulose)
纤维素是由D-葡萄糖基构成的直链状高分子化合物。纤维素大分子中的D-葡萄糖基之间按着纤维素二糖连结的方式联结。纤维素二糖的C1位上保持着半缩醛的形式,有还原性,而在C4上留有一个自由羟基,纤维素具有特殊的x射线图。它是不溶于水的均一聚糖。
纤维素的化学结构是1,4-β-D-吡喃式失水聚葡萄糖组成。但在自然界中它的性质和功能是通过纤维素分子聚集体所形成的结晶态和细纤维结构决定的。
纤维素微纤丝
葡萄糖单体链
半纤维素
中性果胶
酸性的果胶
糖原蛋白质
半纤维素(hemicellulose)
半纤维素是除纤维素和果胶以外的植物细胞壁聚糖,与纤维素不同,半纤维素是两种或两种以上单糖组成的不均一聚糖,分子量较低,聚合度小,大多带有支链。
构成半纤维素的主链的主要单糖是:木糖、甘露糖和葡萄糖,构成半纤维素的支链的主要单糖是:半乳糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、岩藻糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸等。
木质素(lignin)
木质素是一种天然的高分子聚合物。是由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳-碳键联接而成、具有三维结构的芳香族高分子化合物。
苯基丙烷单元分成三类:愈疮木基丙烷(G)、紫丁香基丙烷(S)和对羟基丙烷(H)。
针叶树材和阔叶树材中纤维素、半纤维素和木质素的含量见表。
一般针叶树材中纤维素和半纤维素的含量低于阔叶树材中的含量,但是针叶树材中木质素含量高于阔叶树材中木质素的含量。
主要成分
针叶树材
阔叶树材
纤维素
半纤维素
木质素
42±2
27±2
28±3
45±2
30±5
20±4