木材的化学性质省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第五章第五章 木材化学性质木材化学性质第1页 第一节第一节 木材化学组成木材化学组成 木材是一个天然材料,由高分子物质和低分木材是一个天然材料,由高分子物质和低分子物质组成。子物质组成。木材细胞壁主要由三种高分子物质木材细胞壁主要由三种高分子物质纤维素、纤维素、半纤维素和木质素组成,它们约占木材重量半纤维素和木质素组成,它们约占木材重量9799%。另外,木材中还有少许低分子物。另外,木材中还有少许低分子物质质抽提物和灰分抽提物和灰分。第2页 木材化学组成木材化学组成:木木 材材高分子物质高分子物质低分子物质低分子物质多糖多糖木质素木质素有机物有机物无机物无机物纤维素纤维素半纤维素半纤维素抽提物
2、抽提物灰分灰分第3页一一 高分子物质高分子物质 1 纤维素纤维素:是木材主要组分,约占木材重量:是木材主要组分,约占木材重量50%,是由,是由DD葡萄糖组成高分子聚合物,在木材细胞壁葡萄糖组成高分子聚合物,在木材细胞壁中起骨架作用。中起骨架作用。2 半纤维素半纤维素:与纤维素紧密联结,起粘结作用,主要由:与纤维素紧密联结,起粘结作用,主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖五种单糖组葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖五种单糖组成成,另外,还有少许糖醛酸。阔叶材中半纤维素较针,另外,还有少许糖醛酸。阔叶材中半纤维素较针叶材多。叶材多。3 木质素木质素:属于芳香族化合物,由苯丙烷单元组成,
3、在:属于芳香族化合物,由苯丙烷单元组成,在细胞形成过程中,木质素最终沉积在细胞壁中,起强化细胞形成过程中,木质素最终沉积在细胞壁中,起强化细胞壁作用。针叶材中木质素较阔叶材多。细胞壁作用。针叶材中木质素较阔叶材多。第4页二二 低分子物质低分子物质 分有机物和无机物,有机物包含芳香族化合分有机物和无机物,有机物包含芳香族化合物、有机酸、醇、萜烯化合物;无机物即木材物、有机酸、醇、萜烯化合物;无机物即木材燃烧后灰分,包含燃烧后灰分,包含S、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu等各种元素。等各种元素。第5页 第二节第二节 木质素木质素 木质素是天然高分子物质,在自然界中不单独木质素是天然高分子
4、物质,在自然界中不单独存在,而是与纤维素、半纤维素共同存在于植物存在,而是与纤维素、半纤维素共同存在于植物细胞壁中,它在细胞壁中起硬固作用,是结壳物细胞壁中,它在细胞壁中起硬固作用,是结壳物质。质。第6页 一一 木质素分离木质素分离 因为木质素在自然界中不是单独存在,为了便于因为木质素在自然界中不是单独存在,为了便于研究,必须将其从植物中分离出来。分离方法有两研究,必须将其从植物中分离出来。分离方法有两类:类:1 将多糖溶解,木质素作为不溶残渣被分离。将多糖溶解,木质素作为不溶残渣被分离。2 将木质素溶出而与木材多糖分离。将木质素溶出而与木材多糖分离。每一类中又有几个详细分离方法,但用不一样方
5、法每一类中又有几个详细分离方法,但用不一样方法分离出来木质素,其组成、性质都有差异,而且都分离出来木质素,其组成、性质都有差异,而且都与植物中原来木质素不完全相同,所以在记述木质与植物中原来木质素不完全相同,所以在记述木质素时,必须注明植物品种和分离方法。素时,必须注明植物品种和分离方法。第7页二二 木质素结构木质素结构 木质素属于芳香族高分子化合物,含有三维空木质素属于芳香族高分子化合物,含有三维空间结构,其基本结构单元为苯基丙烷。间结构,其基本结构单元为苯基丙烷。(一)木质素基本结构单元(一)木质素基本结构单元 有三种:愈创木基丙烷有三种:愈创木基丙烷()、紫丁香基丙烷、紫丁香基丙烷()、
6、对羟苯基丙烷对羟苯基丙烷()。第8页(二)结构单元间(二)结构单元间 连接类型连接类型 有两种:有两种:1 醚键醚键 2 碳碳碳键。碳键。(三)木质素官能团(三)木质素官能团 主要有:主要有:1 甲氧基甲氧基(OCHOCH3 3)、2 羟基羟基(OH OH)、3 羰基羰基(=O)。第9页 三三 木质素主要性质木质素主要性质(一一)木质素与木材分类木质素与木材分类 可可用用木木质质素素显显色色反反应应莫莫尔尔反反应应判判别别针针、阔阔叶叶材,这与依据木材结构特征对树种进行分类是一致。材,这与依据木材结构特征对树种进行分类是一致。(二二)木质素与木材颜色木质素与木材颜色(三三)木质素与木材胶合木质
7、素与木材胶合1 1 玻璃化转变特征玻璃化转变特征2 2 木质素玻璃化转变特征木质素玻璃化转变特征3 3 木质素自动胶合木质素自动胶合第10页第11页(四四)木质素与木材强度木质素与木材强度(五五)木质素与木材电学性质木质素与木材电学性质 (六六)木质素脱除(制浆)木质素脱除(制浆)木材制浆也就是木质素脱除,在生产上分为两类:木材制浆也就是木质素脱除,在生产上分为两类:1 酸法(亚硫酸法)酸法(亚硫酸法)2 减法:又分为两种方法:减法:又分为两种方法:苏打法苏打法 硫酸盐法硫酸盐法第12页 第三节第三节 纤维素纤维素 在木材三种细胞壁成份在木材三种细胞壁成份纤维素、半纤维素纤维素、半纤维素和木质
8、素中,纤维素占和木质素中,纤维素占50%左右,是细胞壁骨架左右,是细胞壁骨架物质,在整个植物界中分布非常广泛。物质,在整个植物界中分布非常广泛。第13页 一一 纤维素分子结构纤维素分子结构 纤维素是不溶于水均一多糖,是由大量吡喃型纤维素是不溶于水均一多糖,是由大量吡喃型 D D-葡萄糖基以葡萄糖基以-1、4糖苷键相互联结所组成直链大分糖苷键相互联结所组成直链大分子化合物,所以其简单分子式为子化合物,所以其简单分子式为(C6H10O5)n 。第14页纤维素化学结构式特点纤维素化学结构式特点:1 纤维素大分子中葡萄糖基为六环吡喃式葡萄糖纤维素大分子中葡萄糖基为六环吡喃式葡萄糖基,构型为基,构型为-
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