半纤维素
半纤维素—命名法与分枝度
分子链很短,具有分枝度,主要为线型,具有多而短的支链(150-200),不均一聚糖,多种糖基组成
特点
吸湿性强、耐热性差、容易水解;
相同溶剂在相同条件下,同一聚糖,分枝度高的溶解度大
基本糖基
戊糖、己糖、己糖醛酸、脱氧己糖
C支链
-A-A-B-B-主链
聚C糖-A糖-B糖
C糖-A糖-B聚糖
半纤维素——阔叶树材
酸性木聚糖
线性;主链:1→4联结的β-D-吡喃木糖基其聚合度(DP)较低,无定形物质,移出部分侧链后转化为结晶结构
葡甘露聚糖
β-D-吡喃葡萄糖基与β-D-吡喃甘露糖基1→4联结而成,比例1:2
补充:针阔叶材中,半纤维素含量、组成及糖基比例不同;
针叶材:甘露糖、半乳糖较多
阔叶材:木糖单元、乙酰基较多
半纤维素——针叶树材
主要多糖
半乳葡苷露聚糖15%-20%
主链:β-D-吡喃葡糖基与β-D-吡喃甘露糖基1→4联结
(葡萄糖:甘露糖=1:3)
木聚糖10%
主链:β-D-吡喃木糖基1→4联结
阿拉伯半乳聚糖
(叶松属5%-30%)
高度分枝度聚合物
主链:β-D-吡喃半乳糖基1→3联结
细胞壁外之物,存在于心材中的管胞和射线细胞腔内(分子大小不同,均易流动,酸性水解)
3木材热处理过程中,其中多糖裂解产物会聚合生成不溶水聚合物,降低吸湿性,减少木材的膨胀与收缩
木材酸度影响
潮湿、温度高的环境中,半纤维素上乙酰基易水解成醋酸,使酸性增大。因此在窑干过程中,喷蒸和升温加速水解生成游离酸,出现干燥室墙壁和干燥设备腐蚀现象
木浆质量影响
半纤维素含量适当的木浆,打浆时易吸水润胀,易于细纤维化,增加纤维比表面积,利于纤维间形成氢键结合,增加产品强度
阿拉伯半乳聚糖对落叶松属木材影响
(5%-30%)
木材渗透性
大量分布在管胞胞腔中,阻碍材内水分以液态向外扩散和改性药液注入渗透,导致木材难干、易裂、难浸注改性处理不佳
制浆工艺影响
阿拉伯半乳聚糖消耗了大量蒸煮药剂,影响浆料质量;同时自身水解增加黑液中单糖、有机酸含量,加剧环境问题
水泥固化
水泥刨花板制造工艺中,阿拉伯半乳聚糖对水泥水化结晶过程有严重不良影响,延缓水泥凝结并降低了水泥固化的强度
聚-4-氧-甲基葡萄糖醛酸木糖
木糖是主链糖基
4-氧-甲基葡萄糖醛酸是支链糖基
4-氧-甲基葡萄糖醛酸木聚糖
半纤维素——半纤维素对木材材性和加工利用的影响
木材强度影响
1半纤维素在细胞腔中起粘接作用,受热分解后削弱木材内部强度(韧性、抗弯强度、硬度、耐磨性)(阔叶材韧性降低剧烈,其纤维素含戊聚糖多)
2半纤维素无定形物质,具分枝度,并由2种或多种糖基组成,主链和侧链含亲水性基团,因此为材中吸湿性最大组分