5、木质素的化学性质

5、木质素的化学性质 &第14次课 授课时间：2006年4月13日（星期四）1、2节 课程名称 木材学 年 级 木材科学与 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 04 专业层次 本科 专业技术职教 师 罗蓓 讲师 学 时 40 务 第五章 木材的化学性质（半纤维素的结构、命名及分支度、授课题目（章、节） 分离与提取、性质及其对加工利用的影响、抽提物） 《木质资源材料学》刘一星 赵广杰主编 基本教材参考用书 中国林业出版社2004年8月第一版 教学目的与 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ： 半纤维素是木材高分子聚合物中对外界条件最敏感、最易发生变化和反应的主要成分。 它的存在和损失、性质和特点对木材材性及加工利用有重要影响。通过本节的学习要求学生 了解不同树种中半纤维素的主要结构及其性质和分离 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，为半纤维素的加工利用打下坚实 的基础。此外木材中的抽提物和酸碱性质对于木材材性、加工及其利用亦会产生一定的影响。 教学内容与时间安排： 1. 半纤维素的结构。 10 min 2. 半纤维素的命名及分支度。 10 min 3. 半纤维素的分离与提取。 20 min 4. 半纤维素的性质及其对加工利用的影响。 10 min 5. 半纤维素的利用。 10 min 6. 木材抽提物。 40 min 教学重点、难点： 1. 半纤维素与纤维素化学结构的比较。 2. 半纤维素的命名。 3. 木材抽提物对材性、加工和利用的影响。 授课方法及手段： 授课方法: 以课堂讲授、自由提问和老师解答为教学方法，以及多媒体图片演示等手段 相结合，着重在于引导。 105 4. 1 木材细胞壁中的在一起的，这种聚糖混合物被称为半纤维素。当时之所以这样命名，是因为发现在细胞壁中这些聚糖总是与纤维素 在一起，所以人们误认为这些聚糖是纤维素合成过程中的。现在已经证明，半纤维素并不是纤维素合成的前期物质，它的合成于纤维素的合成无关。它是来源于植 物的，它们由， 。 2 半纤维素不是均一的聚糖，而是一群的总称，根据原料的不同，复合聚糖的 组分也不同。一般来说，组成半纤维素的主要有： 等。这些结构单元构成半纤维素时，一般是由2~4种结构单元组合在一起构成。 需要注意的是：针叶树材、阔叶树材和禾本科植物中所含的半纤维素的是不同的。 的半纤维素以为主， 的半纤维素主要是， 植物的半纤维素主要也是。 3 3.1 半纤维素的命名法主要有2种： ? 命名时将构成半纤维素的，，当有时，将 ，，而将，若主 链时，将，词首加“聚”字。 举例：请同学对下面的分子链进行命名： 106 A、B、C、均为糖基，A糖基为构成半纤维素主链的糖基，枝链B糖基多于C糖基，则此 半纤维素可称为聚C糖B糖A糖。因为此命名法能，所 以目前应用较广。 ? 这种方法在命名时而，在主链糖基前冠以“聚”字。 举例：请同学对下面的分子链进行命名： 这3个分子链均可称为聚A糖，因为此命名法不能表示出枝链糖基，所以同样命名的半 纤维素结构可以差别很大。这种命名法有一定的局限，一般不常用。 3.2 在半纤维素的分子结构中，虽然的，但。所以我们引用 的概念来，枝链多则分枝度高。分枝度的高低对 半纤维素的有很大影响。例如：用相同溶剂在相同条件下进行溶解时，分枝度高的 半纤维素的溶解度较大。 4 半纤维素在木材细胞壁中的分布可以通过“”和“”来确定。 4.1 木材细胞壁中的半纤维素聚糖可，也可以用使之分离，把 试样用，然后用观察除去半纤维素后的“骨架”，与除去半纤维素前的细胞壁相比较，就可以了解半纤维素的分布情况。 （：植物原料除去和后所留下的部分，即。） 4.2 半纤维素的容易被，羧基能与某些金属离子作用而使 。由于重金属离子，在电子显微镜照片上会显出 较深的“颜色”而容易观察。由于半纤维素较纤维素含有较多的还原性末端基（ 20~40），经过氧化后，半纤维素含有的羧基也多，因此其“染 色”的机会也多。从“染色”的深浅程度可观察半纤维素在细胞壁中的分布情况，色深处乃 是半纤维素较多的区域。 人们采用骨架法和染色法对木材细胞壁上半纤维素的分布情况进行了研究，结果 表明：半纤维素在细胞壁上的分布以S1，而且半纤维素存在于 107 ，（换句话说，半纤维素的浓度在S1，S1S2，在S1/S2半纤维素到S1外层水平，在S2到一个水平，并在此水平保持基本恒定，到S2/S3，S3的半纤维素浓度通常与S2）因而将半纤维素后，会使木材细胞。 5 半纤维素存在于各种植物原料中，为了研究它的需要将它从原料中出来，在分离的过程中，要尽量地，并且要尽量。但是，由于 ，虽然没有化学联接，但它们之间的 ，所以，半纤维素的分离是一个比较复杂的工艺。 5.1 （1） 在植物原料中除了三大主成分外，还含有 等。在分离半纤维素之前必须 。 （2） 一般情况下可以用抽提，再用抽提，必要时再用 抽提，具体的进行要根据实验所选用的植物 而定，原料经过这些抽提处理后就成了。 5.2 5.2.1 对于和原料可以从无抽提试样中抽提分离半纤维素，这种 方法叫。 但是。（因为针叶树材管胞 ，使到次生壁将半纤维素抽提出来，所以针叶树 材从无抽提试样中分离出来的半纤维素很少，没有实用价值）所以一 般必须后再抽提分离半纤维素。 总的来说，采用所得到的半纤维素，而且 ，给提纯工作增加了困难。因此，在大多数情况下，不论针叶树材还是阔 叶树材，都是。 108 在时，要尽量使纤维素与半纤维素，所以采取的 ，在制备的综纤维素中一般还1~2%，使半纤维素的 。 5.2.2 分离半纤维素一般是利用不同浓度的碱液与某些助剂作用或某种有机溶剂的单独作 用，将不同的聚糖抽提出来并加以分离。常用的有： 这些方法中的前三种都不可避免的会引起部分。乙酰基是木材细胞壁中相当重要的官能团。而采用分离时，。 5. 1 （1） 木材中的抽提物是采用等有机 溶剂及从木材中抽提出来的。 （2） 它们大多位于木材的中。 （3） 其成因十分复杂，有的是树木； 有的是突然受到而引起。 4并且随着的不同而差异很大，有些抽提物是 化学成分，可以作为的化学依据。根据它们化学结构的不 同，人们将这些抽提物分为了三大类。 5木材抽提物的含量会随着 的不同而不同，含量高的可以超过30%，而含量低的不到 1%，其一般约占木材2~5%。 109 2 木材抽提物是化工、医药及许多工业部门的重要原料，具有很高的经济价值。在木材 加工工业中，抽提物不仅影响木材的，而且也影响木材的，有的还关系到 。 2.1 木材具有不同的颜色与内的多种有关。 （1） 这些抽提物有的是，如等，比如：心材中 含有的。 （2） 有的抽提物在空气中易，比如：中的。 2.2 不同，木材中所含抽提物的，因而木材会具有不同的气味和滋味。 1木材气味的来源主要是什么？木材木材中的 被寄生于木材中的进行，生成的具有 的气味。 2木材滋味的来源主要是什么？木材中。如将这些木材用水抽 提，木材的滋味便可减淡或消失。 抽提物对木材强度的影响随着而不同。受木材抽提物含量的影响，，而介于两者之间。 木材抽提物，木材的，对。 木材抽提物，木材的，，。因此，用于制作乐器的木材一般都要经过相当长时间的“”。 110 使木材表面污染。 P101 （1） 改变胶粘剂的特性，指的是什么？指的是会改变 及其，从而会妨碍和延长界面间胶层的固 化。 有人研究了木材对单板表面胶合的影响，结 果发现单板在时，会在表面产生一层，钝化了木材表面，从而 木材，使。其原因在于在，木材 抽提物，，， 。 2.7 ? 等木材中常含有一种水溶性抽提物，这种抽提物常常到木材 表面，从而使和产生由。 ? 在心材的抽提物中，有一些化学成分对具有较强的 的作用。 2.8 人们在采用与木材接枝共聚生产时，发现木材中的 对反应有。同样的反应结果，在生产时也有发现，由于有的存在，木材的三大主成分发生以后，成大分子高聚物。而随着酚类物质含量的降低， 其产物的分子量和聚合度也逐步增加。 2.9 在下可发生作用，尤其对纤维素的降解更为严重。 ? 而木材表面的抽提物能木材对紫外光的，从而木材表面的 作用。 ? 有些木材抽提物，在同时存在时，也能促使纤维素 发生破坏。 2.10 木材中含量?，在加工过程中易使切削刀具磨损。比如： ? 当锯剖的美国西部木材时，发现刀具齿尖的特别高。 ? 切削时易使刀具，并有现象，锯剖面易，但刨后板面光滑，触 之有油性感。 111 ? 越南木材因含，在锯剖或旋切单板时，容易。 若在加工时碰到这种情况应该如何解决？可以向锯条或刀片上 ，都可以消除此现象。 2.11 2.12 ? 美国西部所含有的抽提物，可以使木材具有，但是在 时这种物质会。 ? 中含有35，虽然使木材的，但是 这种物质即使在低含量时，也会有效的抑制的作用。 半纤维素是由多种糖基组成的聚糖混合物，它的分离提纯是结构及化学、物理性小 质研究的基础，也是必须要掌握的内容。本节的另一重点是木材中的抽提物对木材加 工利用的影响。 结 1.木质素的显色反应。 复 2.半纤维素的分离提纯方法。 习 3.抽提物对木材加工利用的影响。 思 考 题 112