1、第一章 木材宏观构造第一节 树干的组成1. 种子植物门（裸子植物亚门和被子植物亚门）。种子植物分为裸子植物（针叶树）和被子植物。被子植物又分为单子叶植物和多子叶植物。而两者中的木本称为阔叶树。2. 裸子植物就是针叶树，被子植物就是阔叶树。（）（但这话反过来是可以的：针叶树是裸子植物，阔叶树是被子植物。）3. 树木可分为树根、树干和树冠三部分。树根：支持立木于土地上，保持树木垂直，并从土壤中吸收水分，矿物质，储藏备用养料。树干：把水分和矿物质通过边材从到树木，同时也把养料沿韧皮部送至树木，并与树根共同支撑树木。树冠：把根部吸收的水分和矿物质养分以及叶子吸收的二氧化碳，通过光合作用，制成碳水化合物
2、，同时呼吸，蒸腾。树冠的范围是由树干上部第一个大活枝算起，至树冠顶梢为止。4. 边材：水分矿物质运输韧皮部：养料运输5. 树木的生长是高生长和直径生长共同作用的结果。高生长是顶端分生组织活动的结果，将新长出的细胞留置在下方，生长点向上抬高。直径生长是形成层分生活动的结果，向内形成次生木质部，向外形成次生部。10 米高的树，钉子钉在 2 米处，当树长到 20 米高时，钉子在哪儿？（主要就是考高生长是顶端分生，和已分生细胞无关。）初生长（高生长）vs 次生长（直径生长）树木开始直接生长的标志是形成层向外生成次生韧皮部，向内生产次生木质部。直径生长主要是侧向加粗分生组织，所形成的组织为次生组织。次生
3、组织主要加强树干对外界的应力。（注意，次生组织的作用）树木生长的详细过程6. 树干的四个部分：树皮，形成层，木质部和髓。树皮:贮藏养分，防止树木生活组织受外界湿度剧烈变化或机械损伤的影响分为内皮（活皮），外皮（死皮）占树干总体的 6%-25%作为原木识别的主要依据形成层位于树皮和木质部之间 肉眼不见由具有细胞分裂机能的细胞构成向内分裂次生木质部 向外分裂次生韧皮部木质部初生木质部起源于顶端分生组织 次生木质部起源于形成层分生木质部明显多于韧皮部的原因。壮龄树的树干由 90%的木质部和 10%的韧皮部组成。髓 :由薄壁细胞组成 功能:在树木生长初期，贮存养分供给树木生长。髓与初生木质部共同组成髓
4、心髓心组织松软 强度低 易开裂 在附近多节 质量要求较高的木材，不允许带有髓心偏心材：树木受生长环境影响，髓偏离中心而移向一侧。 髓 vs 髓心一切组织均起源于形成层。（ ）形成层是产生木材的源泉。（）髓的形状和大小可作为鉴别木材的特征之一。（）（是髓心，而不是髓）最外层的生长层是最新的木质部。（）7. 木材的三切面三切面的定义:横切面 与树干纵轴或木纹方向相垂直的切面（该面用作砧板，铺路木砖）。径切面: 与树干纵轴或木纹方向相平行，沿树干半径所作的切面（该面用作地板 木尺 乐器用处的共鸣板）。弦切面: 与树干纵轴或木纹方向相平行，于树干半径相垂直，与年轮相切的切面（该面用作家具，桶板，甲板）
5、。板厚的中心线与年轮的切线，两直线所成夹角大于 60 度，称为径切板，小于 30 度，称为弦切板。斜切板：夹角介于 30 度和 60 度之间的，也称半径切板或半弦切板。通常用弦切板用作乐器的共鸣板。（）（径切板的用处）以水曲柳为例，画出径切面和弦切面示意图 （主要是导管槽，水曲柳晚材导管呈星散状排列，书上有特别提到，旋切单板美观）或比较水曲柳和水青冈的弦切面花纹 （一个是导管的作用，一个是粗木射线的作用）。第二节 木材的宏观构造（归纳总结哪些是横向细胞，哪些是轴向？哪些一定存在，哪些是可能存在，联系微观构造，厚壁&薄壁及作用。）宏观构造指在肉眼或扩大镜下能观察到的构造和外貌特征，分为构造特征和
6、辅助特征两大类。（注：原木的材表特征也属于宏观构造范畴，作为识别参考依据。）1. 心边材木材中心边材颜色有显著差别的，称显心材树种（心材树种）。心边材颜色无明显差别，但含水率有差别的，称隐心材树种（熟材树种）。心边材颜色无明显差别，且含水率无差别的，称边材树种。树木在幼龄时期全部由边材构成边材的宽度与树木在林分里的优势程度有关，活力大的树木有较宽的边材。在树木内部，树冠的边材最宽，向下到树干基部宽度减小。* 树木从边材到心材的转变过程： 1.生活细胞失去作用 2.细胞壁中水分大大减少 3.营养物质自细胞中移去 4.导管中侵填体形成 5.细胞壁中浸提物质沉积 6.纹孔处于闭锁状态假心材（伪心材）
7、：某些心边材颜色无明显差别的树种，菌类寄生，使木材变色，中心部分成为假心材，山杨最易形成。 vs 隐心材内含边材：在心边材有明显差别的树种中，心材部分偶现材色较浅的环带，称为内含边材。是由于菌类或气候影响形成的，在栎木中常见。髓心 vs 髓斑（树木生长过程中，形成层受到昆虫损害后形成的愈合组织）看不到髓心的树种，称为隐心材。（）所有树种的边材含水率都是高于心材的。（）（我国东北次生林中的水曲柳，柞木，白桦正好相反。）以新采伐的木材颜色作为识别依据，识别较为准确。（）（树木初伐后，心材无色或浅色，暴露相当时间后，心材中有机物质氧化，变为深色。）边材的宽窄，为鉴定木材的特征之一。（）2. 生长轮，
8、早晚材在同一树木中，其垂直分布大致是越近树基年轮越窄，越近树梢年轮越宽，水平分布大致是越近髓心年轮越宽，越近树皮年轮越宽。（从生长速度分析）*在木材利用上，以横切面上垂直年轮方向 1cm 内年轮的树木来估计木材的物理力学性质。一般来说，针叶树材以每厘米内年轮树木均匀者强度为大，而阔叶树材的环孔材则是年轮越宽，强度越大。在一个年轮内，早材至晚材的转变程度是识别针叶树材的重要特征之一。生长论的形成是缘于外界环境变化造成木质部的不均匀生长现象。*软松（早晚材缓变）华山松 红松 锯齿状加厚 瘤层 硬松（早晚材急变）马尾松 油松 如何区别软松和硬松 软松是松属中的单维管束松亚属，一般早晚材缓变，射线管胞
9、内壁平滑，无锯齿状加厚出现，瘤层存在于管胞表面角隅处。而硬松是双维管束松亚属，早晚材急变，在射线管胞的径切面内壁上，有锯齿状加厚，瘤层普遍出现于管胞内表面和纹孔缘，纹孔室表面，纹孔膜等处。软松商品名为红松，硬松商品名为松木。晚材率 晚材率的多少是衡量木材强度大小的一个重要标志（主要是衡量针叶树材和阔叶树环孔材*因为对于散孔材和半散孔，早晚材转变不明显。），晚材率越高，密度越大，木材强度越大。晚材率计算公式：（晚材宽度/年轮宽度）100% 。晚材率自髓心向外逐渐增加，但达到最大限度后便开始降低，所以，年轮越靠近树皮，晚材率越小（对老龄木而言）。假年轮：由于菌害，气候原因，致使同一生长周期内，形成
10、两个或更多年轮，其中不完整的年龄成为假年轮。靠近树干根部的横切面上的年轮树木，可以代表树木年龄。（）（必须加上幼苗年龄）针叶树材的早晚材差别显著，故其轮界线较阔叶树材明显。（）在散孔材中，生长在温带和寒带的树种，其轮界线仍然比较明显。（）3. 管孔导管 导管分子的横切面称为管孔。椭圆形管孔的径向直径大于弦向，但管孔大小以弦向直径为准。管孔的分布类型是识别阔叶树材的重要特征之一。导管分子在纵切面上呈细沟状，称为导管槽。导管槽是形成木材花纹的主要因子之一。导管内通常含有侵填体和树胶等内含物。侵填体 横切面呈泡沫状 纵切面管槽内呈有光泽的薄膜 是识别阔叶树材的特征之一胶体 肉眼观察呈暗褐色块状 无光
11、泽阔叶材称为硬材，针叶材为软材，这里的硬材和软材是作为木材商品上的名称。（）软材的硬度都要小于硬材。（）（红豆杉，紫杉较硬，白杨，泡桐，巴塞木较软）4. 轴向薄壁组织（也称木薄壁组织）轴向薄壁组织对宏观识别木材具有重要的特征意义，是阔叶树材的重要特征之一。注:是组织，不是细胞。结合第三章导言。*轴向薄壁组织是树木生长时的贮藏养分的组织（在边材中贮存养分），也是构成花纹的主要因子之一，但其本身会导致木材的开裂和强度的降低。5. 木射线木射线是木材中唯一呈辐射状的横线排列组织。木射线在横切面呈细线辐射状，反应宽度和长度。在径切面呈或断或续的丝带装或片状，反应其长度和高度。在弦切面呈短竖线状或纺锤状
12、，反应其高度和宽度。木射线在树木生长时起横向输导和贮藏养料的作用。某些宽木射线的木材，其径切面常呈现银光纹理（也称银光花纹），构成美丽花纹，适作家具和细木工材料。*木射线的优缺点：优 1 有利于横向渗透 2 限制木材径向变形和提高木材径向抗压强度缺 1 木射线是薄壁细胞组织，强度低 2 木材干燥时，常沿木射线开裂髓射线：从髓心放射出来的射线 vs 木射线：位于木质部 vs 韧皮射线：位于韧皮部初生木射线（始于髓心，直至树皮） vs 次生木射线（不连接髓心，始于木质部，直至树皮）波痕：木射线或轴向细胞叠生排列所形成的，又称布格纹或叠生构造。（只有阔叶材具有。）针叶材木射线均为单列木射线，宏观下宽
13、度极细。（）（后半句是对的，前半句错了。要区别细不代表是单列，概念混淆。但针叶树材木射线均为极细。）6. 胞间道（也称细胞间隙道） 由分泌细胞围绕而成的长形细胞间隙树脂道 是泌脂细胞所围成的充满树脂的孔道为某些针叶树材所特有，晚材中最为明显。具有树脂道的树种，其木材易于燃烧且热力较高，但不利于油漆，且易遇热渗油，受伤树脂道 由 2 个或以上的树脂道组成，位于早材部分，常出现在年轮开始生长处，呈短切线状排列。在春季采割松脂时，易形成受伤树脂道，所以轴向受伤树脂道常分布于早材内。正常树脂道 vs 受伤树脂道：树木受机械损伤，菌害气候等影响，凡破坏树木正常生理活动的，均足以引起受伤树脂道。具有树脂道
14、，说明具有树脂细胞。但不具有树脂道的树种，同样也有树脂细胞。（如柏木杉木）松科六属木材的树脂道在横切面上呈浅色小点，观察须凭借显微镜。（）（松属木材树脂道大而多，无需显微镜。）正常树脂道为针叶材材正常生理现象，轴向树脂道都只是星散分布在年轮中。（）（后半句是错的，也有断续切线状分布。）受伤树脂道的生成，不仅发生在具有正常树脂道的树种中，也可能发生在无正常树脂道的树种中。（）通常根据有无正常树脂道和树脂香气的大小，将针叶材分为有脂材和无脂材两类。（）（前半句分类标准是对的，分为脂道材（松科六属），有脂材（无树脂道但有树脂香气，流出树脂的，如柏木杉木），无脂材。） 脂道材 vs 有脂材7 木材的颜
15、色和光泽，滋味颜色 木材的颜色作为木材的识别特征之一。木材细胞本身无明显颜色，但因细胞内含有各种色素及其他，致使木材呈现各种颜色。zty7 同一树种的木材，也因木材干湿，空中暴露的久暂，有无腐朽及树龄，部位等的不同而不同。识别木材要看新切削材面的颜色。长期至于阳光下的木材，由于风化和氧化作用，会变为浅灰色，长期贮存于水中的木材，由于鞣质和铁盐的作用，材色会变深。（所以，锯解木材含鞣质多的湿材，板面会出现黑色斑纹。）*木材初期腐朽的标志：马尾松边材常带青变色，水青冈变为浅黄色，桦木变为淡红褐色，色木常有杂色斑纹。*木材的漂泊方法：双氧水（30%）100 克，水 100 克，氨水（ 25%）20
16、克混合涂在木材表面。光泽 木材的光泽多呈现于纵切面上，横切面上不易看见。zty8 光泽反应木材细胞壁的化学组成特点，也反映着木材树种间的差别和树木生长状况。同颜色一样，观察木材的光泽，应该在新切削纵切面上进行。滋味 是可溶物质沉淀或积聚在细胞内或细胞壁上所致，与细胞壁本身无关。由于心材中沉淀物较多，所以木材的心材滋味较边材显著。（）（引起滋味的物质是可溶性的，在边材细胞内可以呈溶液状态，所以边材显著。）8 木材结构纹理，花纹结构 木材细胞直径越大，结构越粗。直径越小，结构越细。阔叶材以导管的弦向直径为标准，针叶材以管胞的弦向直径为标准。斜纹理可分为以下几种:螺旋纹理，交错纹理，波浪纹理和皱状纹
17、理。第三节 木材识别1 树木分类知识三名法：属名+种加词+命名人或属名+种加词+变种名。在科学研究和市场贸易zty9 中，必须要求木材名称是拉丁学名。2 成为商品材的特点：1 多年生 2 须具直立多年生主茎 3 生长过程中不断生存新木质层和树皮层，使主茎直径逐渐增大。第二章 木材细胞壁第一节 、第二节 细胞壁的微观构造 细胞壁的超微结构在结构上可以分出细胞壁的层次，是因为各层的化学组成不同和微纤丝的排列方向不同。胞间层 主要由木素和果胶质物质组成，高度木质化。在成熟细胞中很难区分出胞间层。初生壁 细胞增大期间形成的壁层，也是高度木质化。次生壁 在细胞成熟以后形成的壁层 细胞体积不变，向内加厚。
18、当细胞腔内的原生质体停止活动，次生壁就停止沉积，细胞腔形成中空。细胞壁的厚薄主要由次生壁中的 S2 层厚度决定。胞间层 初生壁 P S1 S2 S3（有时不存在） 瘤层分层含量 木素 果胶 三大素 木素多 三大素 三大素 纤维素多 同 S2各层厚度 1% （0.1um） 1%-22%（ 0.5um）70%-90%（5um） 2%-8%（0.1um）角度 无角度 无规则 50-70 度 10-30 度 60-90 度其他 无纤维素 无规则交叉网状 存在于某些针叶树材杉科当木材切片染色后，在显微镜下可以见到胞间层，初生壁，S1,S2,S3 层。（）（胞间层和初生壁的分界很难区分，所以镜片观察只能见
19、到复合胞间层）分析次生壁较初生壁规则的原因 初生壁多呈不规则的交错网状，而次生壁往往比较有规则。细胞生长过程中，微纤丝由横向改变为纵向的过程。（主要是在初生壁形成过程中的）细胞生长过程中，微纤丝沉积在细胞壁内壁，并随着细胞壁的伸展而改变其排列方向。刚开始的时候，微纤丝是沿着细胞轴横向平行围绕，这样限制了细胞的侧面生长，于是细胞伸长，微纤丝的方向就逐渐趋于与细胞长轴平行。试以管胞和纤维为例论述壁层结构理论 （把上面全部讲一遍）纤丝单元 光学显微镜下观察 可见 0.4-1.0um 粗纤丝 （光学显微镜虽然不能直接观察到微纤丝，但可间接地知道微纤丝的排列方向。）电子显微镜下观察 可见 10 -30
20、nm 微纤丝 （微纤丝间大约 10nm 空隙，木素及半纤维素聚集于空隙中）电子显微镜下观察 可见 3.5-5.0nm 基本纤丝纤维素zty10 的最小组成单元是基本纤丝。基本纤丝 微纤丝 纤丝 粗纤丝 薄层细胞壁层结晶区（微晶） 纤维素分子链平行排列 在 x 射线衍射图反应是高度结晶非结晶区（无定形区）纤维素分子链排列疏密程度减少 分子链间形成较大间隙 通常在微纤丝可以通过 x 射线图看到结晶区和非结晶区，二者逐渐过渡，无明显界限。（）（混淆概念：结晶区与非景区是构成基本纤丝的，并不是微纤丝。）微纤丝倾角的测定方法 (考过的 )将细胞壁脱木素后，再用碘处理，其间隙往往有碘的针状结晶。碘结晶的长
21、度方向即显示微纤丝的排列方向，即倾角大小。第三节 细胞壁上的特征纹孔次生壁上的凹陷结构，也就是次生壁在增厚过程中所遗留的局部未增厚的部分。相邻细胞间的水分和养料通道。纹孔的利用 1 在立木中，纹孔是相邻细胞间的水分和养分通道。2 在加工过程中，对木材干燥，胶粘剂渗透和化学处理剂浸注有较大影响。3 木材识别 纹孔是细胞壁上的重要特征，在木材显微识别上有重要作用。Ps 渗透性的相关因素：纹孔 管孔侵填体 木射线 心边材纹孔由纹孔腔 纹孔膜和纹孔口三部分组成纹孔腔：一个纹孔从纹孔膜到细胞腔的全部空间 （纹孔室+纹孔道）纹孔膜：一对纹孔之间的隔膜，由两个细胞的初生壁间层所组成纹孔口: 通入细胞腔和纹孔
22、室的空口纹孔塞zty11 ：纹孔膜中央的加厚部分纹孔环：纹孔膜的边缘纹孔缘：拱形次生壁纹孔室：纹孔膜和纹孔缘之间的空间纹孔道：细胞腔和纹孔室之间的通道纹孔内口：纹孔道通向细胞腔的开口（注：通向细胞腔的是内口，通向纹孔的是外口）根据纹孔腔的形状不同，将纹孔分为单纹孔和具缘纹孔。单纹孔：特点是纹孔腔的宽度内外大致相等，常见于薄壁细胞，厚壁细胞中仅见于韧型纤维。具缘纹孔：（又称边壁孔或重纹孔）主要存在于木质部的组成分子中，指在次生壁增厚时骤然收缩，纹孔膜被环形次生壁环抱的纹孔。在显微镜下，可以看见到的是纹孔环，纹孔塞和纹孔口三个环中的任意两个环，和剖面无关，是因为焦距的问题。所以改变焦距，就可以看见
23、三个环中的任意两个。早材看不出外口内口，易形成闭塞纹孔 原因：早材管胞壁较薄，所以纹孔缘没有明显加厚，看不到内外口，另纹孔塞较为柔软，所以易发生闭塞纹孔。半具缘纹孔zty12 存在于早材管胞与射线薄壁相交的交叉场纹孔（鉴别针叶树材的重要特征之一），轴向薄壁细胞与管胞之间，射线薄壁细胞与射线管胞之间 单纹孔对的纹孔膜上发现有原生质痕迹的小孔。导管间具缘纹孔的不同形状和排列是鉴别阔叶材的重要特征。盲纹孔：在薄壁组织中，纹孔靠近细胞间隙，或其他部位的细胞壁上，单纹孔仅在一侧，另一侧不显出凹陷构造。分歧纹孔 vs 筛状纹孔 内含 vs 外延 （显微镜下的观察，不一定纹孔环是最大的那个环，也有可能是纹孔
24、外口。）如果某些薄壁细胞没有真正意思上的加厚，那么也就没有显著纹孔。（ ）纹孔道通向纹孔室的开口称为纹孔外口。（）具缘纹孔一般构造较单纹孔要复杂，其中具缘纹孔都有纹孔塞结构。（）（纹孔塞是针叶材管胞的特有结构，在阔叶材中是没有纹孔塞的，但也有例外。）螺纹加厚次生壁内表面上，由微纤丝局部聚集而形成的屋脊状凸起。聚集覆盖于 S3 层上，呈 S 型或 Z 型缠绕。通常，螺旋倾角与细胞腔直径大小呈反比。螺纹加厚常出现于针叶材管胞，射线管胞，也可以存在于某些阔叶材的导管，木纤维，导管状管胞等厚壁细胞中，偶见于薄壁细胞。（推：螺纹加厚一般出现在厚壁细胞中）螺纹加厚的有无，显著程度，形状等均可作为鉴别木材的
25、参考依据。区别螺纹加厚和螺纹裂隙螺纹加厚 螺纹裂隙倾斜度 小于 45 度 大于 45 度发生不问 只在 S3 层 穿透次生壁至复合胞间层存在树种 多发于厚壁细胞 任何生长不良的针叶材（应压木）识别价值 有 无说明螺纹裂隙只发生于针叶材。瘤层无定形，一般存在于细胞腔和纹孔腔内壁。瘤层是区别针叶材中一些科属及亚属的重要标志。第三章 木材的显微构造导言木材细胞：轴向细胞：由纺锤形原始细胞产生径向细胞：由射线原始细胞产生 全部横行细胞存在于木射线中木射线是木材中唯一的横行细胞（x）（木射线是组织，不是细胞。）木材细胞在立木中的作用：机械支持，输导和贮存，分泌。细胞形态可分为纤维状（管胞，木纤维）和非纤
26、维状两大类。木材中只有导管分子是唯一相通，呈孔状的。第一节 针叶弦向直径，因为径向直径从早材到晚材变化由大到小，无参考意义。树材的显微构造1、管胞 90平均长度 3-5mm，长宽比 100：1 ，平均直径 40um。早晚材管胞比较 试比较早晚材管胞构造特点，并结合各自作用加以分析长度 纹孔 弦向直径 胞壁厚度 断面形状 端部形状 作用早材 小 多 小 多边形 径钝 弦尖 输导晚材 大 少基本相等大 扁平状 径尖 弦尖 机械支持管胞上的纹孔主要分布在径面壁上，且集中于管胞两端。由于管胞从早材到晚材变化增厚，故针叶材早晚材转变度都明显。（x ）（早材到晚材变化，但实为年轮界限明显。，而早晚材转变有
27、的急变，有的缓变。）2、轴向胞壁细胞（因为常含深色树脂，又称树脂细胞）三类胞壁细胞：射线薄壁细胞，分泌细胞，轴向薄壁细胞。部分针叶材中不存在轴向胞壁细胞3、泌脂细胞 树脂道 0.1-0.7%树脂道的组成：管胞，泌脂细胞，死细胞，伴生薄壁细胞拟侵填体（树脂道填充物）vs 侵填体联系 p3，软松，硬松。画出具拟侵填体的横向树脂道和纵向树脂道示意图拟侵填体 泌脂细胞 死细胞 伴生胞壁细胞（和泌脂有空隙）管胞/射线管胞（注拟侵填体，以及横向树脂道的射线管胞和纵向树脂道的管胞不要忘画）创伤树脂道可发生在全部针叶树种。4、木射线 7木射线中包含的细胞种类：射线薄壁细胞，射线管胞和泌脂细胞。射线管胞：存于松
28、科五属交叉场纹孔：在径切面上，由射线薄壁细胞和轴向管胞相交区域内的纹孔式，通常在早材部分。类型：窗格状，松木型，云杉型，杉木型，柏木型。（ 各种类型特点及名词解释）第二节 阔叶材1、 导管（水青树，昆栏树无导管） 20早材鼓形，晚材圆柱形和矩形。同管胞一样，测量直径以弦向直径为准。根据管孔的分布状态，分为环孔材，散孔材，半散孔材。组合，分为单管孔，复管孔，管孔链，管孔团。复管孔 vs 管孔链 （后者形状不变，前者端头仍为圆形，中间扁平状。）穿孔：两个导管分子之间底壁相通的空隙 （源于纹孔膜的消失）穿孔板：连接部分的细胞壁 单穿孔根据穿孔膜的消失，穿孔分为： 进化导管和导管之间的纹孔， 梯状穿孔
29、 程度为木材鉴定的重要特征之一 复穿孔 网状穿孔 趋高 纹孔排列形式：梯状纹孔 麻黄穿孔 长度近似导管直径对列纹孔互列纹孔螺纹加厚 环孔材常见晚材，散孔材早晚材都有。导管内含物：侵填体形成过程只形成于导管与薄壁组织的相邻之处，是在薄壁组织具活力时，由导管周围的薄壁细胞或射线薄壁细胞经纹孔口挤入导管，以至填塞细胞腔而形成。红橡 vs 白橡 （白橡具侵填体，透水性好，适做桶材船舶用材）第四章 联系力学性质木材的化学性质第一节 粉末状，颗粒状木材的化学组成纤维素 微骨架结构 钢筋 （骨架作用） 赋予木材弹性和强度木质素 结壳物质 混凝土 （硬骨作用） 赋予木材硬度和刚性半纤维素 填充物质 细铁丝 （
30、粘结作用） 赋予木材剪切强度木材中的主要成分为纤维素，半纤维素和木素，次要成分为抽提物和内含物。在针叶材中，心边材差异较大，而阔叶材则差异较小。（ ）zty13 第二节 每个晶胞具有 4 个葡萄糖基纤维素纤维素的结构单元是葡萄糖基（吡喃型 D-葡萄糖基）重复单元是二糖单元（二者注意区分）纤维素分子结构式纤维素的物理结构，及氢键与吸湿机理、差异干缩、吸湿滞后及力学强度等的相互关系试从天然纤维素晶胞模型的角度说明木材各向异性的基本原因模型 a 轴：氢键（因为距离短） b 轴:共价键 c 轴：范德华力 因此纤维素的力学强度在各轴方向上也不同，这是木材各向异性的基本原因。a 轴：径向 b 轴：顺纹方向
31、 c 轴：弦向结晶区与非结晶区：水分只能进入非结晶区，因为结晶区中无自由羟基。试写出纤维素的吸湿过程 1 非结晶区的羟基以氢键的形式结合水分子（使其具有极性）2水分子以范德华力吸附水分子（有了第一步，才有第二步。）试从纤维素的吸湿机理解释木材的横向与纵向的差异干缩 水分只能进入非结晶区的分子链之间及结晶区的表面，因此水分的增减会引起链分子间距离的增多或减小，从而导致纤维素的横向膨胀或收缩，而纤维素的轴向尺寸却无明显变化。试从纤维素的角度分析木材力学强度为什么在纤维饱和度下随水分子的减少而增加？纤维素大分子间形成氢键。“有效羟基说”，更好理解试从纤维素的吸湿机理解释吸湿滞后的原因吸湿过程中发生的
32、润胀破坏了氢键，游离出羟基吸着水。在解析过程中，部分羟基重新形成氢键，但受到内部阻力的抵抗，已被吸着的水分不易蒸发，形成的氢键较少，吸着水的量也相应较多。在吸湿过程中，由于部分羟基和羟基之间形成相互间的氢键结合，当开始吸着水分时，一些氢键结合分离，但是另一部分仍然保持氢键结合状态，因此木材中能吸着水分的有效羟基数目减少，从而降低了由吸着达到的平衡含水率，而解吸不存在这个问题。木材干燥过程中，初期水分较易蒸发，而后期因为水分与木材间的氢键，导致较难干燥。考过干燥过程中，水分从 25%降至 20%和从 10%降至%5 哪个需要热量大纤维素的微细结构 在原细纤维的周围存在半纤维素，而由原细纤维所组成
33、的微纤维周围存在木质素。因此，微纤维只有在脱木质素后才能观察到，原细纤维在半纤维素水解后才能观察到。纤维素的化学性质（主要反应基团：苷键，羟基）木材水解制取酒精：纤维素在酸性溶液中受热水解，引起苷键断裂，最后水解产物是葡萄糖，发酵得酒精。纤维素与浓碱反应，生成碱纤维素纤维素的热解纤维素的酯化和醚化纤维素分子中基环上的羟基的氢被酸根取代生成酯。好处：吸湿性降低，体积稳定性，耐湿性，耐腐性，耐热性和耐磨性均有所改善。（木素也可以进行乙酰化处理，因为也含羟基。）第三节 半纤维素 （分子量较低的非纤维素的碳水化合物）针叶材：主要己糖阔叶材：主要戊糖通过碱液处理的木材细胞壁中所抽提出的非纤维素聚糖类，统
34、称为半纤维素。（）（果胶和淀粉等不属于半纤维素）半纤维素的命名方法：首先列出支链的糖基，当含有多个支链时，将含量少的支链排在前面，将含量多的支链排在后面，而将主链的糖基列于最后，并于支链糖基前加“聚” 字，如聚 C 糖 B 糖 A 糖。比较纤维素和半纤维素的异同点 （徐永吉书 p67）半纤维素在木材加工过程中的变化 1 在高温处理中的变化 2 在水热处理中的变化 3 与纤维板生产工艺的关系半纤维素的一些特点：1 在“三大素”中吸湿性最强2 在“ 三大素” 中耐热性最差3 在“ 三大素“中最易分解第四节 木素 （不是单一物质，而是一群物质）结构单元：愈疮木基丙烷（针叶材为主）、紫丁香基丙烷（阔叶
35、材为主）、对羟基苯丙烷主要功能基：甲氧基（-OCH3），羟基木材细胞中的木素绝大多数分布在胞间层内。（）（木素在胞间层中占三大素的浓度比例最高，但 S2 层厚度占绝大多数，所以绝大多数木素在 S2 层中）云杉硫酸木素 vs 云杉碘酸木素 云杉硫酸木素：用硫酸法从云杉中分离出来的木素云杉碘酸木素：用高碘酸钠处理云杉木材后得到的木素分离木素的溶解度取决于是否具有空间结构，分子量大小，所含的功能基。“三大素”中只有木素有颜色。木素的颜色反应木素的颜色反应可以作为鉴定木材组织中或机械纸浆中有无木素存在的一种可行方法。第五章 木材的物理性质第一节 水分立木中水分是树木生长中必不可少的物质，也是树干输送各
36、种物质的载体，以树液形式出现。水分存在状态：自由水 细胞腔细胞间隙 纹孔腔 （游离水，毛细管水）吸着水（结合水） 存在于细胞壁中 微纤丝基本纤丝间隙 木素内部间隙 纹孔膜小孔 和羟基结合化合水 温度达到使木材破坏，才会逸散 （不属于物理性质，对物理性质无影响）吸着水按其在细胞壁内的位置和接着方式的不同分为：（1）表面束缚水 -OH 以氢键结合水分子 在微毛细管的最内表面 一水分子膜水层厚度（0-6%）（2）被吸束缚水 以范德华力吸附在表面束缚水的表面 多分子层水膜（6-15%）（3）凝结水 由微毛细管张力所凝结的水 （15-30%）影响凝结水的数量的因素:1 微毛细管直径 2 相对湿度无论是大
37、毛细管内的自由水，还是微毛细管内的吸着水，都受到毛细管张力的束缚，只是张力与毛细管直径成反比。自由水并非都是液体形式，包括液态水和腔内水蒸气两部分。在木材干燥过程中，大毛细管中的水分移除完后，再蒸发微毛细管中的水。（X）这只能针对单个细胞，对于整块木材是错的。 含水率测定方法：重量法 蒸馏法 电测法 微波法吸湿的根本原因:空气中的水蒸汽压力大于木材表面水蒸汽压力时，木材从空气中吸水。(注)木材的吸湿性不仅指吸湿，包括解吸。平衡含水率随相对湿度增加而增加，随温度增加而减少。解释为什么纤维饱和点随温度的升高而减少？ 温度升高，被吸附水分子动能增加，易摆脱束缚，另被吸附水分子在木材表面停留时间短，吸
38、附能力减弱。所以温度升高，被吸附的水减少。关注表述，参照木材干燥。细管间隙变小，胞壁紧密，强度增加。另：纤维素分子链中的自由羟基互相连接，形成氢键增加强度。）水分的移动 ：纵向水分移动速度较横向大，横向中径向大于弦向。水分移动的驱动力：含水率梯度 1 水蒸气压力差（水蒸汽扩散 自由水）2 微毛细管张力差（液态水移动 吸着水）在 F.S.P 以上时，仅由水蒸汽压力差引起液态水以水蒸汽形式蒸发。在 F.S.P 以下时，由水蒸汽压力差引起的水蒸汽移动和微毛细管张力引起的液态水移动。解释为什么针叶材水分速度大于阔叶材？ 尽管阔叶材又专司输导的导管，但板材的水分主要靠横向传导，而木纤维直径较管胞小，纹孔
39、小而少，所以阔叶材水分传导困难。水分移动速度：针叶材软阔叶材 硬阔叶材第二节干缩湿涨干缩 vs 湿涨 （注：干缩湿涨都是发生在纤维饱和点下的，这个条件不能忘）短而宽的射线比长而细的射线更能减少径向干缩，但随密度的增加，这种能力减弱。差异干缩机理：纵向远小于横向：1 纤维素纵向吸水几率远小于横向。（非结晶区 纤维素长宽比） 四条理由2 微纤丝主要是横向干缩 每条都是由前一条推出来3 细胞的纵向干缩远小于横向干缩 4 木材的纵向干缩远小于横向干缩 弦向大于径向： 1 木射线2 早晚材 晚材胞壁实质多 干缩大；径弦向的串并联 3 纹孔 纹孔主要存在于径面壁上减少径向胞壁实质；并使微纤丝绕过纹孔，倾角
40、增大，干缩减少 (细胞壁厚度方向上的干缩与纹孔无关)影响因素：密度晚材率 树种（针叶材干缩小于阔叶材）涨缩三大后果:1 尺寸改变 2 开裂(应力) 3 翘曲变形( 含水率不均, 干缩各向异性)提高尺寸稳定方法:1 表面涂饰 2 高温干燥 3 化学处理 4 机械抑制 5 用径切板解释基本密度常用的原因(最稳定的原因)第三节密度常用气干密度和基本密度,运输建筑用生材密度,比较材性用基本密度。密度测定方法直接测量法，水银测容器法，排水法，快速测定法排水法如何”称” 试材体积 快速测定法方法（参尹思慈版 p116 图 6.3）。基本密度 vs 实质密度（由绝干重和液体置换法测出的体积确定）阔叶材密度大
41、于针叶材密度. （X） (不一定,最重最轻的都是阔叶材)区别心边材,幼龄材和成熟材.辨认心边材的关键在于木材距形成层的远近辨认幼龄材和成熟材的关键在于分生该木段的形成层的年龄,即距离髓心的形成层距离怎样区别幼龄材和成熟材,幼龄材有哪些性质? 结合第一章, 性质(结构, 物理力学,化学)怎样识别,怎样利用.解释为什么未经干燥的气干材密度随含水量的增减变化比湿材慢？（湿材体积不变的）第六章 木材的力学性质第一节 基本概念木材的力学性质包括弹性，塑性，蠕变，硬度，韧性，各类强度和工艺性质，按力学性质分，分为强度，硬度，刚性，弹性。应力(在外力作用下，单位面积所受的内力)vs 应变（外力作用下，单位长
42、度所产生的变形）弹性（卸载之后，恢复其原有形状，尺寸或位置的能力）vs 塑性（外力消失后，木材所产生的永久残留的变形部分）弹性模量:柔量的倒数，是在弹性限度范围内，物体抵抗外力改变其形状或体积的能力，是材料刚性的指标。极限荷载（试件达到最大应力时的荷载）vs 破坏荷载（试件完全破坏时的荷载）（气干材，二者重叠。湿材材，二者不一样，破坏荷载小于极限荷载。）第三节 各向异性和正交对称性第四节 塑性，蠕变及松弛木材由受到方向相反的重量荷载而削弱其强度，称疲劳。在恒定的压力下，木材的应变随时间增长而增长的现象成为蠕变。木材在受外力作用时，由三种变形：顺时弹性变形，粘弹性变形及塑性变形。蠕变曲线 详细解
43、释蠕变曲线各段含义蠕变规律 1 施载产生瞬间变形后有一随时间增大而变形增加的蠕变变形过程。2 卸载后有一瞬间弹性恢复变形，在数值上就等于施载时瞬间变形。3 卸载后有一随时间增长而变形减少的蠕变回复，蠕变回复过程中反应出变形称初次蠕变。4 卸载回复至一定时间后，变形不再回复，而残留的变形成为永久变形（塑性变形），数值上等于二次蠕变变形。5 蠕变变形等于初次蠕变变形和二次蠕变变形值之和。蠕变：（在恒定压力下，应变随时间的延长而逐渐扩大的现象）vs 松弛：（应力不变的情况下，应力随时间的延长而减少的现象成为应力松弛）（松弛系数：和密度成反比，和含水率成正比。）木材之所以会产生蠕变和松弛两种现象，归根到底是因为木材是既具有弹性，又具有塑性的粘弹性材料。第五节 单轴应力下木材的变形特点顺纹压缩：通常破坏线出现在弦面上，形状与部位取决于木材含水率和硬度，（湿材，软材端部易压溃破坏。）（对于早晚材急变的针叶材和环孔材，破坏主要在早材。）横纹压缩：三段式曲线：第一段:早材弹性曲线 第二段：早材压损过程曲线 第三段：晚材弹性曲线横纹压缩有两种应变曲线，针叶材所具有的常规型和阔叶材所具有的三段型曲线。（x ）（常规型曲线通常为散孔材具有）
