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《木材学》——李坚木材学笔记(完整)

1、画出针叶树材交叉场纹孔类型图。

木材学笔记:(有整理的一定要会,其他的还要自己结合书和笔记)第一章:木材的宏观构造与识别1、树木生长是高生长(顶端生长、初生长)和直径生长(次生长、侧向生长)的共同作用结果。

树木的生长包括高生长和直径生长。

树木中木质部的绝大部分是由直径生长形成,它是形成层原始细胞分生的结果。

所以木材的形成主要经过三个重要过程:形成层母细胞的分裂形成新(子)细胞;新生细胞和组织充分分化和成熟;成熟细胞的蓄积。

2、形成层原始细胞分为:1)射线原始细胞-分生出木射线和韧皮射线; 2)纺锤形原始细胞-分生出导管、管胞、木纤维等。

3心边材对材性和加工工艺的影响心边材在解剖构造上变化有限,在含水率相同时,心材由于浸渗物质较多,有时比边材材色深、重量略高(5%以上)、心材略硬、重、质脆,由于边材含有适于菌虫生长的养料故而招致腐朽、虫蛀。

心材浸渗物对菌虫有毒,故键全心材较边材耐久。

心材物质沉积在胞腔对气体和液体的渗透有不良影响,防腐改性等影响药液的渗透,心边材颜色的差异是细木工镶嵌工艺的很好材料。

但对胶合板制造因材色不一,会影响板面外观,对造纸纤维工业来说,需增加漂白工艺,否则会影响产品表观质量。

4、早晚材比较(1)构造上①早材在年轮内侧,生长初期形成,颜色浅,晚材则相反。

②早材细胞腔大壁薄,长度略短于晚材,宽度大于晚材。

如:水曲柳、柞木的早材导管的细胞腔肉眼下都能看见。

(2)材性上①早材较松软,密度小,晚材较致密,硬重,密度大。

②早材强度小耐磨性差,晚材强度大耐磨性好。

③早材横向干缩小,晚材横向干缩大。

5、阔叶材管孔的排列及分布:(1)环孔材(2)散孔材(3)半环孔材或半散孔材(4)辐射孔材(5)切线孔材(6)交叉孔材(或称花样孔材)6、阔叶材管孔的组合(1) 单管孔(2) 复管孔(3) 管孔链(4) 管孔团7、环孔材晚材管孔排列:①星散排列:管孔大多单独,分布均匀或比较均匀,呈星散排列如:水曲柳,橡树。

②径、斜列:管孔沿径向或斜向排列,可进一步区分为:a、单径列:管孔单引向排列、光叶黄、野梧桐。

b、火焰状:径向之变态,舌部分叉成火焰状,苦楮,槲栎,麻烁。

d、斜列:管孔排列与射线成倾斜角如:栗木、钧栗。

③弦向排列(切线状、榆木状)包括波形,晚材管孔呈弦向排列与年轮略呈平引或呈波形,如:榆、榉、朴。

④团型(丛聚型)若干个相聚成团,如桑树、拓树,剌槐⑤图案型:呈《形黄连木,按一定图案,有规则排列。

8、宏观:轴向薄壁组织的类型(包括傍管型和离管型)(1)傍管型薄壁组织:(2)离管型薄壁组织:(环绕于导管周围(与导管没有联系)与导管相连生)①环管束状:如水曲柳。

①切线状:如苦槠。

②翼状:如泡桐。

②网状:柿树。

③聚翼状:如洋槐。

③离管带状:黄檀。

④宽带状:如铁刀木。

④轮界状:柚木、杨木。

微观:针:星散状切线状轮界状阔:傍管:①环管束状②翼状③聚翼状④宽带状5稀疏傍管状6单侧傍管状离管:①切线状②网状③离管带状④轮界状5梯状6星散状9、胞间道胞间道——指由分泌细胞围绕而成的长形细胞间隙(特殊孔道)。

树脂道——贮藏树脂的胞间道。

存在于部分针叶树材中。

(红松)树胶道——贮藏树胶的胞间道。

存在于部分阔叶树材中。

具有正常树脂道的针叶树材主要有松属、落叶松属、云杉属、黄杉属、银杉属及油杉属。

前五属具有轴向与径向两种树脂道,而油杉属仅有轴向树脂道。

10、树皮的形成树皮形成三阶段:(1)由顶端(原)分生组织向外分生初生韧皮部(与表皮、皮层很难分开)。

(2)由形成层射线原始细胞向外分生次生韧皮部。

(3)由皮层的最外侧形成木栓形成层向外、内分生木栓层、栓内层,形成周皮。

11、针叶材不具有假宽射线,只有单列或者纺锤形,而阔叶材有单列,多列,假宽木射线(聚合木射线),栎木射线。

12、检索表的类型木材检索方法有三类:对分检索表,穿孔卡检索表,计算机木材识别系统。

对分检索表是使用最广泛的方法。

概念:边材和心材的定义边材:在木质部中,靠近树皮(通常颜色较浅)的外环部分,含水率高,立木时具生理功能的木材称边材,担负着由下往上输送水分和养分。

心材:在靠近髓心周围与边材之间(通常颜色较深)的木质部,在立木时已不具有生理功能的。

生长轮、年轮:通过形成层的活动,在一个生长周期中所产生的次生木质部,在横切面上呈现一个围绕髓心的完整轮状结构,称为生长轮或生长层。

温带和寒带树木在一年里,形成层分生的次生木质部,形成后向内只生长一层,将其生长轮称为年轮。

早材:在一个生长轮内,靠近髓心一侧,是树木生长季节早期形成的部分,材色较浅,组织松软,又称为春材。

晚材:在一个生长轮内,靠近树皮一侧,是树木生长季节后期形成的部分,材色较深,组织紧密,材质坚硬,又称为秋材。

导管与管孔:组成木材的细胞大多数是纵向排列的,其内部中空。

阔叶材各类纵向细胞中有一种直径较大,专门承担输导作用的组织叫导管;导管在横断面上的孔穴状称管孔。

木射线:在木材横切面上有颜色较浅的,从髓心向树皮呈辐射状排列的组织。

第二章:木材细胞1、形成层有两种原始细胞:纺锤形原始细胞和射线原始细胞。

2、纹孔的组成部分纹孔主要由纹孔膜、纹孔环、纹孔缘、纹孔腔(纹孔室、纹孔道)以及纹孔口(内、外口)组成。

在立木时期,纹孔对两侧细胞的压力不一样,将纹孔塞推向一侧,堵住纹孔口,称为闭塞纹孔。

3、管胞细胞壁壁层结构:从四个方面了解各壁层:厚度比例、薄层数、化学组成、纤丝倾角。

P <1% / 木素60~90% 松散不规则S1 10~22% 4~6 木素40%半:阔>针纤:针>阔50~70°S2 70~90% 早30~40晚150 纤为主阔:半>木针:木>半10~30°S3 2~8% 1~6层纤维素>半>木素(最少)60~90°纤维素分子(链)—基本纤丝—微纤丝—纤丝—大纤丝—薄层—各层—细胞壁—细胞—组织—器官—树干—树木概念:结晶区与非结晶区结晶区——沿基本纤丝的长度方向,纤维素大分子链的排列状态并不都相同。

在大分子链排列最致密的地方,分子链规则平行排列,定向良好,反映出一些晶体的特征,所以被称为纤维素的结晶区。

非结晶区——当纤维素分子链排列的致密程度减小、分子链间形成较大的间隙时,分子链与分子链彼此之间的结合力下降,纤维素分子链间排列的平行度下降,此类纤维素大分子链排列特征被称为纤维素非结晶区(有时也称作无定形区)。

在一个基本纤丝的长度方向上可能包括几个结晶区和非结晶区。

基本纤丝:木材细胞壁的组织结构,是以纤维素作为“骨架”的。

它的基本组成单位是一些长短不等的链状纤维素分子,这些纤维素分子链平行排列,有规则地聚集在一起称为基本纤丝(又称微团)。

第三章:木材显微构造1、针叶材早晚材管胞区别:早材管胞,两端呈钝阔形,细胞腔大壁薄,横断面呈四边形或多边形;晚材管胞,两端呈尖削形,细胞腔壁厚,横断面呈扁平状2、树脂道是如何形成的以及它的组成:树脂道——由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道,是具有分泌树脂功能的一种组织,为针叶树材构造特征之一。

根据树脂道发生和发展可分为正常树脂道和创伤树脂道。

树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管胞所组成。

3、射线管胞与射线薄壁细胞的区别:射线管胞——木射线中的横向管胞,为松科木材特征射线薄壁细胞——横向生长的薄壁组织,是组成木射线的主体。

4、阔叶材导管分子的形状 :常见有鼓形、纺锤形、圆柱形和矩形等,一般早材部分多为鼓形,而晚材部分多为圆柱形和矩形。

5、交叉场纹孔:在径切面,射线薄壁细胞和早才轴向管胞的相交区域内观察的纹孔式。

常见类型:窗格状 云杉型 柏木型 杉木型 松木型6、名词解释:穿孔:穿孔-两个导管分子纵向相连时,其端壁相通的孔隙称为穿孔。

同胞射线:在针叶材中木射线都为射线薄壁细胞组成,没有射线管胞。

异胞射线:在针叶材中木射线都为射线薄壁细胞和射线管胞组成。

同型:在阔叶材中,木射线都是由横卧射线细胞组成。

异型:在阔叶材中,木射线由方形的或直立的射线细胞与横卧射线细胞组成。

木纤维:约占木材体积的50%。

木纤维是两端尖削,呈长纺锤形,腔小壁厚的细胞。

7、针阔叶材的组成分子:针:轴向:厚壁:轴向管胞 树脂管胞 索状管胞薄壁:轴向薄壁细胞 轴向树脂道泌脂细胞 伴生薄壁细胞横向:厚壁:射线管胞薄壁:射线薄壁细胞 横生树脂道泌脂细胞 伴生薄壁细胞阔:轴向:厚壁:导管管胞 木纤维薄壁:轴向薄壁细胞 轴向树胶道的泌胶细胞横向:厚壁:无薄壁:射线薄壁细胞 横生树胶道的泌胶细胞第四章:木材的化学性质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。

2、木材三要素的结构单元,结构特点,分布纤维素: 图4-1 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、脂肪族等化合物)纤维素是由D-葡萄糖基构成的直链状高分子化合物。

纤维素的化学结构是1,4-β-D-吡喃式失水聚葡萄糖组成。

结构特点:①葡萄糖基的连接为1、4-β-甙键联结。

②单元是D—葡萄糖基,相邻的葡萄糖基旋转180度。

③葡萄糖基包含三个醇羟基,分别位于2、3、6三个碳原子上。

④C1位置具隐性醛基,显还原性。

⑤葡萄糖基为环式结构。

半纤维素:是由两种或两种以上的糖基所组成分子量较小的高分子化合物,其结构型为支链型,常带有各种短侧链。

仅含有150-200个半纤维素糖基。

针叶树材(softwood)与阔叶树材(hardwood)两者的半纤维素虽然有些差异:阔叶树材的半纤维素,高聚糖主要有两种:木糖和葡甘聚糖,约占20-35%。

针叶树材的半纤维素,高聚糖主要为:①半乳糖基葡萄糖基甘露聚糖。

②阿拉伯糖基-4-氧-甲基-葡萄糖醛酸基木聚糖,前者约占15-35%,后者约占5-10%。

半纤维素在细胞壁中的分布和作用:1.分布模式:①围绕纤维轴成同心薄层状态集聚的,常与非结晶态的纤维素交织在一起。

②分散分布。

2.分布浓度:经研究指出S1层最高,内向逐渐降低,在S2的中部浓度较低,且恒定。

半纤维素一般为非结晶状态,存在于纤维素微纤丝之间。

化学性质有些与纤维素相同。

木质素:是由苯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)。

C CCOCH 3OH C C C OCH 3OH CCC OHH 3CO 木质素的分布 :木质素在木材中的分布不均匀,一般采集部位愈高,木质素含量愈低。

木质素在植物结构中的分布是有一定规律的,胞间层的木质素浓度最高,细胞内部浓度则减小,次生壁内层又增高官能团 :甲氧基 羟基 羰基羧基 ( 一般认为木质素中是不存在羧基的,但在磨木木质素中存在0.01-0.02/OCH3。

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