| 一、木材的主要化學(xué)成分
木材的化學(xué)成分（組分）可分為主要成分和次要成分。其中木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木素三種高分子物質(zhì)，主要構(gòu)成木材的細(xì)胞壁和胞間層。而果膠、淀粉、灰分、浸提物等，為木材的次要成分，主要存在于木材細(xì)胞腔，有時(shí)亦沉積于木材細(xì)胞壁中。
（一）木材的主要化學(xué)成分
1．纖維素(Cellulose)
纖維素是木材細(xì)胞壁的主要成分，屬多糖類，占楊樹(shù)木材全量的40％－50％（α－纖維素）以上。由C（44.2％）、H（6.3％）、O（49.5％）三種化學(xué)元素組成。無(wú)味無(wú)嗅，不溶于水、稀酸、稀堿及一般溶劑。但可溶解于72％的硫酸(H2SO4)、41％的鹽酸（HCl）和85％的磷酸(H3PO4)。
纖維素在木材細(xì)胞壁中呈微纖絲狀，由纖維素分子組成的長(zhǎng)束，其束間略成平行排列，這是纖維素的主要特征之一。在纖維素的微纖絲中，具有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)（無(wú)定形區(qū)），結(jié)晶區(qū)占纖維素整體的百分率稱纖維素的結(jié)晶度。測(cè)定纖維素結(jié)晶度的方法很多，X－射線衍射法、密度法和水解法等。
纖維素從木材中提純出來(lái)而保持天然是困難的，只能將木粉做成無(wú)定向的粉末薄片，固定在X－射線衍射儀的支架上，從而求出纖維素的相對(duì)結(jié)晶度（表2－10）。通常隨著纖維素結(jié)晶度的增加，纖維的抗張強(qiáng)度、模量、硬度、密度及尺寸的穩(wěn)定性等均隨之增加；而保水值、伸長(zhǎng)率、染料吸著度、潤(rùn)漲度、柔軟性及化學(xué)反應(yīng)活性隨之減少。同時(shí)，纖維素的結(jié)晶度與樹(shù)齡、纖維種類和纖維的介電常數(shù)等有關(guān)。因此，了解纖維素的相對(duì)結(jié)晶度對(duì)于林副產(chǎn)物的利用和造紙、水解都具有實(shí)際的意義。
2．半纖維素（Hemicellulose）
半纖維素是除纖維素以外的全部碳水化合物（少量的果膠質(zhì)和淀粉除外），即非纖維素碳水化合物，又稱戊聚糖，占木材全量的25％－35％，其中大多數(shù)不溶于水，但溶于堿液，遇酸極易分解。它與纖維素不同，半纖維素由兩種或兩種以上單糖基組成的不均聚糖，大多帶有短側(cè)鏈。在制漿造紙工業(yè)上用化學(xué)漿生產(chǎn)普通用紙時(shí)，應(yīng)適當(dāng)多保留些半纖維素，這既能提高制漿得率，又能對(duì)紙漿的打漿性能及成紙性質(zhì)有良好的影響。
3. 木素(Lingnin)
木素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的天然高分子化合物。它在自然界中不能單獨(dú)存在，而是與纖維素、半纖維素共存于木材細(xì)胞壁內(nèi)，它是細(xì)胞的結(jié)殼物質(zhì)。在楊屬木材中，木素含量一般在30％以下。
（二）楊樹(shù)木材的次要化學(xué)成分
楊樹(shù)木材的次要化學(xué)成分主要為抽提物，抽提物可以用水、酒精、苯、乙醇、醚等有機(jī)溶劑浸提，也可用稀堿浸提或蒸汽蒸餾。抽提物的提取，不會(huì)引起木材結(jié)構(gòu)和組成的改變。
木材抽提物是多種類型有機(jī)化合物的統(tǒng)稱，包括常見(jiàn)的多元酚類、萜類、樹(shù)脂酸類、脂類和碳水化合物等。這些物質(zhì)不僅與木材的色、香、味和耐久性有密切關(guān)系，而且對(duì)加工利用有重要影響。
二、我國(guó)主要楊樹(shù)木材的化學(xué)成分
木材的化學(xué)成分與木材利用關(guān)系十分密切。我國(guó)主要楊樹(shù)木材化學(xué)成分如表2－12所示。
1、纖維素
以克-貝纖維素進(jìn)行分析比較，從表2-12可見(jiàn)，測(cè)定樹(shù)種的纖維素平均值為57.20%，最大值為響葉楊，65.22%，最小值為產(chǎn)于河南洛寧的沙蘭楊，為48.66%。
2、木素
木素是影響制漿造紙的重要指標(biāo)，木素含量高，則制漿時(shí)消耗的化學(xué)藥品多，生產(chǎn)成本大，而木素含量低，則減少化學(xué)藥品使用，降低成本，并減低環(huán)境污染。
所測(cè)定的楊樹(shù)樹(shù)種的木素平均值為22.76%，最大值為新疆楊，35.18%，最小值為歐美楊，為19.77%。
3、半纖維素（戊聚糖）
表2-12可見(jiàn)，所測(cè)定樹(shù)種的半纖維素平均值為23.12%，最大值為加楊，32.47%，最小值為中東楊，為19.33%。
4、綜纖維素
綜纖維素是纖維素與半纖維素之和，其含量越大，越有利于造紙。從表2-14可見(jiàn)，測(cè)定樹(shù)種的綜纖維素平均值為79.43%，最大值為I-69和I-214楊（一部分），85.96%，最小值為中東楊72.92%。
三、楊樹(shù)木材的酸堿性
1.酸堿性
木材的酸性來(lái)自其化學(xué)組成，一些是鹽類和抽提物以及半纖維素的糖醛酸等。木材各部分化學(xué)組成變化很大。由邊材轉(zhuǎn)化為心材時(shí)，邊材射線薄壁細(xì)胞的死亡和心材形成亦同時(shí)發(fā)生，闊葉材侵填體的形成，貯藏的淀粉耗盡，木材的酸度常常向樹(shù)木中心增大，這是由于乙酰基逐漸水解且伴隨著醋酸的形成。
木材的堿性，可能系某些特殊內(nèi)含物所形成，如多酚類的沉積。多酚的總量自樹(shù)木中心向心邊材交界處增加，心材里面的多酚比邊材部分的多酚的分子量高。 |
