木材请问有谁知道木材的化学成分?
木材是一种天然生长的有机材料,主要由纤维素、半纤维素、木素和木材抽提物组成。
纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物,占植物界碳含量的50%以上。 棉花的纤维素含量接近100%,为天然的最纯纤维素来源。一般木材中,纤维素占40~50%,还有10~30%的半纤维素和20~30%的木质素。此外,麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等,都是纤维素的丰富来源。 纤维素是重要的造纸原料。此外,以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的纤维素(即膳食纤维)对人体的健康也有着重要的作用。...全部
木材是一种天然生长的有机材料,主要由纤维素、半纤维素、木素和木材抽提物组成。
纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物,占植物界碳含量的50%以上。
棉花的纤维素含量接近100%,为天然的最纯纤维素来源。一般木材中,纤维素占40~50%,还有10~30%的半纤维素和20~30%的木质素。此外,麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等,都是纤维素的丰富来源。
纤维素是重要的造纸原料。此外,以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的纤维素(即膳食纤维)对人体的健康也有着重要的作用。
半纤维素(hemicellulose)
是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体,这些糖是五碳糖和六碳糖,包括木糖、阿伯糖、甘露糖和半乳糖等。
半纤维素木聚糖在木质组织中占总量的50%,它结合在纤维素微纤维的表面,并且相互连接,这些纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络。
植物细胞壁构成纤维素小纤维间的间质凝胶的多糖群中除去果胶质以外的物质,是构成初生壁的主要成分。
包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖等,单糖聚合体间分别以共价键、氢键、醚键和酯键连接,他们与伸展蛋白、其他结构蛋白、壁酶、纤维素和果胶等构成具有一定硬度和弹性的细胞壁,因而呈现稳定的化学结构。
原来是从总纤维素中以17。5%NaOH以至24%KOH提取出来的多糖成分的总称,而没有相应的特定的化学结构。碱提取液用醋酸中和沉淀的部分是半纤维素A,上清液用乙醇沉淀的部分是半纤维素B。作为重要的多糖除木聚糖、葡聚糖、阿拉伯木聚糖、葡萄甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖等中性多糖外。
半纤维素具有亲水性能,这将造成细胞壁的润胀,可赋予纤维弹性。在纸页成型过程中有利于纤维构造和纤维间的结合力。因此,半纤维素的加入影响了表面纤维的吸附 ,对纸张强度有影响。[21]纸浆中保留或加入半纤维素有利于打浆,这是因为半纤维素比纤维素更容易水化润胀,半纤维素吸附到纤维素上,增加了纤维的润胀和弹性,使纤维精磨而不是被切断,因此能够降低打浆能耗,得到理想的纸浆强度。
木素lignin
存在于维管束中,木材中含量达20—30%。化学构造如图所示,是以3种类苯丙烷(Ⅰ—Ⅲ)为构成单位的复杂聚合的枝状构造。在天然情况下与纤维素和其它糖类结合在一起,充填在细胞壁的纤维素胶囊中,起着强固组织的作用。
从导管、假导管、纤维初生壁角开始堆积木素,并向中部、细胞间隙扩展,这一过程称为木素化。随着木素的堆积,其甲氧基含有率增加,达到一定量时,细胞壁停止增厚,木素化完毕。木素生成过程一般与类苯丙烷的生物合成相同,芳香族氨基酸特别是苯丙氨酸脱氨生成的桂皮酸,羟基化、甲基化、还原变成松柏醇、芥子醇等桂皮醇类,据说是由这些物质脱氢聚合而生成木素。
针叶树类的木素主要由Ⅰ型构成,阔叶树则Ⅰ、Ⅱ型为其构成成分,这种差别据说是由于针叶树中不存在使5-羟阿魏酸甲基化生成Ⅲ型芥子酸的酶(口隆昌,1973)。裸子植物麻黄纲(麻黄目、买麻藤目、千岁兰目)构成分类学上特殊群,这一纲植物的木素与被子植物的很相似。
木素一面引起细胞壁的次生变化,一面堆积起来起着强固植物的作用,一般认为与陆地上高等植物的进化发生有着密切关系。
木材抽提物是采用已醇、苯、乙醚、丙酮或二氯甲烷等有机溶剂以及水从木材中抽提出来的物质的总称。
比如:用有机溶剂可以从木材中抽提出来树脂酸、脂肪和萜类化合物;
用水可以抽提出来糖、单宁和无机盐类。
木材抽提物包含许多种物质,主要有单宁、树脂、树胶、精油、色素、生物碱、脂肪、蜡、甾醇、糖、淀粉和硅化物等。
这些抽提物主要有三类化合物: 脂肪族化合物、萜和萜类化合物、酚类化合物 。
木材抽提物比较大量的存在与 树脂道、树胶道、薄壁细胞。它们的成因十分的复杂,有的是树木生长正常的生理活动和新陈代谢的产物;有的是突然受到外界条件的刺激引起的。
木材抽提物的含量及其化学组成,因 树种、部位、产地、采伐季节、存放时间及抽提方法 而异。针、阔叶树材中树脂的化学成分不同, 针叶材树脂的主要成分是树脂酸、脂肪和萜类化合物;阔叶树材树脂成分主要是脂肪、蜡和甾醇。
而单宁主要存在于针、阔叶树材的树皮中 ,如落叶松树皮中含有30%以上的单宁。
木材抽提物的含量一般约占绝干木材的2%--5%。收起