§5木材的化学性质 (The Chemical Properties of Wood) ●木材是天然高分子有机体,和低分子物质组 成。构成木材细胞壁(clwa)的主要物 质是由纤维素( cellulose)、半纤维素 ( hemicellulose)、木素( lignin)等组成 这三种物质的分子结构和性质以及它们之间 的关系,决定了木材的各种性质,并且对木 材的加工工艺和木材产品的特性有很大影响 例如:三者都有OH( hydroxyl),这就 决定了木材具有吸湿性,木材在大气中会失 水千缩和吸湿膨胀,产生了木材体积不稳定 性。另外在胶合过程、涂饰过程中,化学处 理有滞火、防腐、改性、制浆等都涉及到许 多木材化学方面的知识
§5 木材的化学性质 （The Chemical Properties of Wood） ⚫ 木材是天然高分子有机体，和低分子物质组 成。构成木材细胞壁（cell wall）的主要物 质是由纤维素（cellulose） 、半纤维素 （hemicellulose） 、木素（lignin）等组成， 这三种物质的分子结构和性质以及它们之间 的关系，决定了木材的各种性质，并且对木 材的加工工艺和木材产品的特性有很大影响。 ⚫ 例如：三者都有—OH（hydroxyl） ，这就 决定了木材具有吸湿性，木材在大气中会失 水干缩和吸湿膨胀，产生了木材体积不稳定 性。另外在胶合过程、涂饰过程中，化学处 理有滞火、防腐、改性、制浆等都涉及到许 多木材化学方面的知识
§5-1木材的化学组成 (The Chemical Composition of Wood 1.组成木材的物质分类 物质的形成—叶吸收二氧化碳+阳光/根吸收水+无机 盐—光合作用 分类(组成木材的物质) ●①多糖类( polysaccharides) 纤维素和半纤维素 (决定木材的物理—化学性质) ②木素属于芳香族化合物(决定木材的物理化学性 质) ●③抽提物( extractive):树脂、挥发性油类、单宁 色素等(属于细胞内含物有时能影响木材的特性,如 木材的维生素B1,是木腐菌赖以寄生的营养物质,若 把B1去掉,则木腐菌无法寄生,木材可免于腐朽 ●④灰分(ash)(矿物质、无机成分)
§5-1 木材的化学组成 （The Chemical Composition of Wood） ⚫ 1．组成木材的物质分类 ⚫ 物质的形成——叶吸收二氧化碳+阳光/根吸收水+无机 盐——光合作用 ⚫ 分类（组成木材的物质） ⚫ ①多糖类（polysaccharides） ——纤维素和半纤维素 （决定木材的物理—化学性质） ⚫ ②木素属于芳香族化合物（决定木材的物理—化学性 ⚫ 质） ⚫ ③抽提物（extractive） ：树脂、挥发性油类、单宁、 色素等（属于细胞内含物有时能影响木材的特性，如 木材的维生素B1，是木腐菌赖以寄生的营养物质，若 把B1去掉，则木腐菌无法寄生，木材可免于腐朽。 ⚫ ④灰分（ash） （矿物质、无机成分）
2.木材的元素组成和化学组分 ●①元素组成( elemental composition)—比较稳定 不随树种而变动(各树种大致相同) ●碳C:50%氢H:6.4%氧O:42.6%氮N:1% ②化学组分 chemical composition) 纤维素、半纤维素、木素、抽提物 42-45%27-30%20-28%3-5% 纤维素( cellulose):线型大分子结构、结构单元为 链节(葡萄糖基) 半纤维素( hemicellulose):支链型结构 ●木素( lignin):体型结构(芳香族) 少量的灰分(ash):灰分含量约占绝干材重量的 0.3%-1.0%。还有微量的金属元素。 ●针阔叶材各组分的百分率不同,有一定差别
2．木材的元素组成和化学组分 ⚫ ①元素组成（elemental composition）——比较稳定， 不随树种而变动（各树种大致相同） ⚫ 碳C：50% 氢H：6.4% 氧O：42.6% 氮N：1% ⚫ ②化学组分(chemical composition)： ⚫ 纤维素、半纤维素、 木素、 抽提物 ⚫ 42-45% 27-30% 20-28% 3-5% ⚫ 纤维素（cellulose） ：线型大分子结构、结构单元为 链节（葡萄糖基） ⚫ 半纤维素（hemicellulose） ：支链型结构 ⚫ 木素（lignin）：体型结构（芳香族） ⚫ 少量的灰分（ash）：灰分含量约占绝干材重量的 0.3%-1.0%。还有微量的金属元素。 ⚫ 针阔叶材各组分的百分率不同，有一定差别
§5-2纤维素 ( Cellulose 纤维素约占胞壁物质的50%左右,是胞壁的骨架物 质。是碳水化合物,是高聚糖,其分子含大量糖单元 因此对木材的物理、力学性质影响很大。抗拉强度大 般以纤维状存在,形成胞壁的骨架。既不溶于冷水 也不溶于热水。 4444%、H6.17%、O 49.69%(C6H10O3)n 纤维素的化学结构 ●纤维素为环式吡喃型,由D—葡萄糖基在1-4位置,以 β—甙键联结而成的链状高分子化合物。 ●结构特点:①单元是D葡萄糖基、相邻的葡萄糖 基扭转180度。②葡萄糖基包含三个醇羟基,分别位于 2、3、6三个碳原子上,形成氢键的基本条件。③葡萄 糖基为环式结构。④葡萄糖基的连接为1、4-β-甙键 联结
§5-2 纤维素 （Cellulose） ⚫ 纤维素约占胞壁物质的50%左右，是胞壁的骨架物 质。是碳水化合物，是高聚糖，其分子含大量糖单元。 因此对木材的物理、力学性质影响很大。抗拉强度大， 一般以纤维状存在，形成胞壁的骨架。既不溶于冷水， 也 不 溶 于 热 水 。 C—44.44% 、 H—6.17% 、 O— 49.69%-（C6H10O5）n ⚫ 一、纤维素的化学结构 ⚫ 纤维素为环式吡喃型，由D—葡萄糖基在1-4位置，以 β—甙键联结而成的链状高分子化合物。 ⚫ 结构特点：①单元是D——葡萄糖基、相邻的葡萄糖 基扭转180度。②葡萄糖基包含三个醇羟基，分别位于 2、3、6三个碳原子上，形成氢键的基本条件。③葡萄 糖基为环式结构。④葡萄糖基的连接为1、4-β-甙键 联结
§5-2纤维素 纤维的聚合度 ●聚合度:每一高分子所含的链节的数目。 纤维素分子的聚合度—纤维素分子中葡萄糖基的 数目。 纤维素分子量=聚合度×葡萄糖基的分子量 聚合度是纤维素纤维的重要物理常数之一,直接关 系到纤维的物理、力学及化学性质。 聚合度↑一大分子长度↑一强度↑ 溶解度和反应能力↓ n<200纤维素强度丧失 200<n<700强度随着n的提高而增加 ●n>700强度与聚合度关系不明显
§5-2 纤维素 ⚫ 二、纤维的聚合度 ⚫ 聚合度：每一高分子所含的链节的数目。 ⚫ 纤维素分子的聚合度——纤维素分子中葡萄糖基的 数目。 ⚫ 纤维素分子量=聚合度×葡萄糖基的分子量 ⚫ 聚合度是纤维素纤维的重要物理常数之一，直接关 系到纤维的物理、力学及化学性质。 ⚫ 聚合度↑— 大分子长度↑— 强度↑ ⚫ (n) — 溶解度和反应能力↓ ⚫ n<200 纤维素强度丧失 ⚫ 200<n<700 强度随着n的提高而增加 ⚫ n>700 强度与聚合度关系不明显