《木材化学性质》PPT课件

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1、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5.1木材的化学组成5.2木质素5.3纤维素5.4半纤维素5.5木材抽提物5.6木材的酸碱性质5.1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）5.1.1木材的主要化学成分木材主要化学成分是构成

2、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%。纤维素－微骨架结构；半纤维素－填充物质；木质素－结壳物质。1.纤维素2.半纤维素3.木素1235.1.1.1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

3、-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5.1.1.2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。5.1.1.3木质素(lignin)木质素是一种天然的高分子聚合物。是由苯

4、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±227±228±345±230±520±41.中间薄层2.初生壁3.原生质膜4.果胶5.纤维素6.半纤维素121234565.1.2木材的抽提物抽提物：木材的少量化学成分是一组不构成细胞壁、胞间层的游离的低分子化合物，可被极性和

5、非极性有机溶剂、水蒸汽或水提取，所以称抽提物或浸出物。一般约占绝干木材的2%-5%。木材抽提物种类庞多，因树木的种类不同而差异很大，有些抽提物是各科、属、亚属等特有的化学成分，可以作为某一特定树种分类的化学依据。木材抽提物化学也是植物化学研究领域的一个分支。木材抽提物包括的化学成分组成复杂，经鉴定，已有近800种化合物存在于木材抽提物中，主要有：（1）脂肪族化合物包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、脂肪、蜡、低聚糖、果胶质、淀粉、蛋白质。（2）萜烯及萜烯类化合物包括单萜（松节油等）、倍半萜、树脂酸、植物甾醇等。（3）芳香族化合物包括黄酮类化合物、单宁、芪等。5.1.3树木的化学组成5.1.3.1木质

6、部的化学组成差异树种与产地：由于树种不同，木材的化学组成有很大差别，如针叶树材与阔叶树材。同一种树木，产地和生长环境不同，化学组成也有差异。边材与心材：在针叶树材中，心材比边材含有较多的有机溶剂抽提物，较少的木质素与纤维素。在阔叶树材中，心材与边材差异较小。无论是针叶树材或阔叶树材，边材中乙酰基的含量较心材高。早材与晚材：由于晚材管胞的细胞壁厚度大于早材的细胞壁，并且晚材胞间层占的比例较少，细胞壁成分的大多数为纤维素，胞间层物质大多数为木质素，所以，晚材比早材常含有较高的纤维素与较低的木质素。在树干的不同高度处，木材的化学组成也略有差异。5.1.3.2树干与树枝化学组成的区别树干与树枝化学组成

7、差别较大，不论是针叶树材还是阔叶树材，树枝的纤维素含量较少，木质素含量较多，聚戊糖、聚甘露糖较少，热水抽提物含量较多。几个树种树干与树枝化学组成分析（%）化学组成云杉松青杨树干树枝树干树枝树干树枝纤维素木质素聚戊糖聚甘露糖聚半乳糖乙醚抽提热水抽提灰分58.8-59.32810.57.62.61.01.70.244.834.312.83.73.01.36.60.3556.5-57.62710.571