木材学复习资料全讲解文档格式.docx
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位于形成层和髓之间,是形成木材的主要部分,根据细胞的来源分为:
初生木质部:
起源于顶端分生组织,由原形成层分生形成。
与髓紧密相连,
占树木的体积很少;
次生木质部:
是次生分生组织—形成层活动的结果,占树木体积的绝大部
分,是木材利用中最主要的部分。
(四)髓:
位于树干的中心,是被木质部包围的薄壁组织,其功能是贮存养分供
树木生长,在木材利用上价值很小,但其颜色、大小、形状、质地因树种不同而有差异,所以在木材识别上有特征意义。
1.4.形成层带:
形成层原始细胞的重复分裂产生木质部母细胞和韧皮部母细胞,这些母细胞和形成层原始细胞形态相似,也可以进行几次分裂,然后才进入到成熟阶段,所以把这层未分化的细胞带叫形成层带,一般有6~8层细胞。
1.5.高生长(顶端生长、初生长):
即长高,是顶端分生组织分生的结果;
1.6.直径生长(次生长):
即长粗,是形成层原始细胞平周分裂的结果。
1.7.幼龄材与成熟材的区别:
(一)在结构方面:
1幼龄材的纤维长度短,直径小;
2幼龄材晚材百分率低;
3幼龄材出现螺旋纹理的倾向较大;
4幼龄材细胞次生壁中层的微纤丝角较大。
(二)在物理力学性质方面1幼龄材的密度低;
2由于S-2微纤丝角度大,造成它的纵向收缩大,横向收缩小,干燥时容易翘曲,降低锯材质量;
3力学强度降低约15%~30%,由于由于S-2微纤丝角度增大,顺纹抗拉强度明显降低。
第二章木材的宏观构造
2.1.2木材的三个切面:
1.横切面:
指与树干主轴或木纹方向垂直锯剖所得的切面,也称横截面,端面。
2.径切面:
指沿树干长轴方向且通过髓心的纵截面。
3.弦切面:
指沿树干长轴方向且与半径方向相垂直的纵截面。
2.1.2心、边材概念
边材:
指靠近树皮部分材色较浅、水分含量较多的木材;
心材:
指靠近髓心部分材色较深、水分含量较少的木材;
边材经过各种生理生化变化形成心材。
形成层经过分生形成边材,边材形成:
心、.
边材转变为心材过程中发生的变化:
1生活的薄壁细胞失去生理作用,变为死细胞;
2细胞中水分含量降低;
3阔叶树材导管中可能形成侵填体,针叶树材产生纹孔闭塞,形成对输导线路的堵塞;
4细胞中沉积树脂、单宁、色素、矿物质等,形成木材抽提成分;
2.1.3根据心、边材颜色的差异对木材进行分类
1.显心材树种(心材树种):
心、边材颜色区分明显或比较明显;
如图
2.隐心材树种(熟材树种):
心、边材颜色没有区别,但心、边材含水率不相同;
3.边材树种:
心、边材颜色没有区别,心、边材含水率也没有不同。
2.1.4年轮在木材三切面上的表现特征
横切面:
年轮呈围绕髓心的同心圆;
径切面:
年轮呈明显平行的条状,称之为生长带;
弦切面:
年轮呈抛物线型或倒“V”字型美丽花纹。
2.1.5木射线在木材三切面上的反映:
1.横切面:
呈浅色细线,显示其宽度和长度;
2.径切面:
呈深色宽带状,有光泽,又称射线斑块,显示其长度和高度;
3.弦切面:
呈深色纺锤状或短线,显示其宽度和高度。
2.1.6早晚材
早材:
指年轮中靠近髓心,颜色较浅,材质较松软的部分木材,其细胞腔大壁薄,又称春材。
.
晚材:
指年轮中靠近树皮,颜色较深,材质较硬的部分木材,其细胞腔小壁厚,又称秋材。
早、晚材急变:
早、晚材间分界明显;
早、晚材缓变:
早、晚材间分界不明显。
晚材率:
指早晚材急变的针叶材其晚材在一个年轮内所占的比例。
2.1.7导管与管孔:
导管是阔叶树材中输导水分和营养物质的细胞,它们上、下相连形成细长、中空的组织叫导管(水青树、昆兰树除外);
管孔是木材横切面上呈孔穴状的导管;
在木材横切面上管孔的排列型式叫管孔式。
阔叶材管孔式一般分为三类:
1.环孔材:
早材管孔的直径明显大于晚材管孔,且都沿年轮呈环状排列。
但其晚材管孔有不同的排列,如星散状、弦列状、径列状、斜列状及不规则状。
如:
水曲柳、榆木等。
2.半散(环)孔材:
早材到晚材管孔直径逐渐由大到小,数量也由多变少。
核桃木、柿树、枫杨等。
3.散孔材:
早、晚材管孔大小在一个年轮内无显著差别,分布也比较均匀。
槭木、桦木、杨木。
侵填体是导管内的泡沫状填充物。
当阔叶树边材转变为心材时,由于导管内水分的丧失,使
其周围的薄壁细胞及其原生质挤入导管,局部或全部占据管腔。
2.1.8轴向薄壁组织
1概念:
是一串薄壁、长方形、具有单纹孔的细胞。
细胞腔大壁薄且上下成串,成串的两端细胞形体尖锐。
2来源:
由形成层中一个纺锤形原始细胞经横向分裂形成。
3在阔叶材中的分类:
根据其与导管在横切面上的连生情况分两类:
离管薄壁组织:
单独分布于木质部内,不与导管连生。
傍管薄壁组织:
环绕于导管周围并与管孔连生。
2.1.9木射线:
(一)概念
树干横切面上沿半径方向辐射的线条称射线,包含在木质部中的射线称木射线,它是木材中唯一横向排列的组织。
(二)木射线在木材三切面上的反映:
第三章木材细胞
3.1.1形成层原始细胞的分裂
平周分裂:
分生出次生木质部和次生韧皮部,使细胞层数增加,即径向增加;
垂周分裂:
使形成层的细胞数增加,即增大形成层的周长。
3.1.2形成层原始细胞种类
1纺锤形原始细胞(a)—长轴沿树高方向,两端尖削,呈纺锤形,是木质部中纵行细胞的来源;
2射线原始细胞(b)—形体小,聚集成射线状,是木质部中横行细胞的来源。
木材细胞壁壁层结构(以管胞和纤维为例)3.2.3
1.胞间层:
2.初生壁(P):
3.次生壁:
包括三S1、S2、S3三层。
4.瘤层
3.1.4纹孔:
是在木材细胞壁加厚产生次生壁时,初生壁上未被加厚的部分,即次生壁上的凹陷。
第四章木材的显微结构
4.1针叶树材的显微结构:
4.1.1轴向管胞(即管胞):
管胞是针叶树材中的一种纵行的纤维状厚壁细胞,两端封闭尖锐,占木材总体积的90%以上,是组成针叶树材的主要细胞。
4.1.2木射线:
位于形成层以内的木质部中,呈带状并沿径向延长的薄壁细胞集合体。
分为单列木射线;
纺锤形木射线.
4.1.3轴向薄壁组织:
来源于形成层同一个纺锤形原始细胞。
在横切面上的分布类型有三种:
星散型、切线型、轮界型
4.1.4树脂道
树脂道概念:
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。
具有正常树脂道的:
落叶松属、云杉属、黄杉属、银杉属、油杉属、松属。
阔叶树材的显微结构:
导管:
20%木纤维;
50%木射线;
17%轴向薄壁组织;
2~50%阔叶树材管胞;
树胶道
4.2.8阔叶材与针叶材显微结构的区别
1在组织结构上的区别:
有无导管;
构成细胞种类、多少;
细胞的排列;
2在所含矿5在胞间道上的区别;
4在薄壁组织上的区别;
3射线组织上的区别;
物质不同。
针叶树材:
1不具有导管;
2管胞木纤维:
管胞是主要分子,构成木材体积的90%以上。
管胞横切面呈四边形或六边形。
年轮中早晚材的管胞差异较大。
3构成细胞类型:
少,主要构成细胞是管胞,占体积的90%以上4细胞排列:
横切面上管胞呈径向排列,每一径列行的细胞来源于同一个纺锤形原始细胞。
5轴向薄壁组织:
不发达,有的树种甚至没有,横切面上呈单个细胞,有星散型、切线型和轮界型。
6木射线:
不发达,多数是单列,具有横向树脂道的树种会形成纺锤形木射线。
组成射线的细胞都是横卧细胞,松科部分树种具射线管胞7胞间道:
仅松科某些属具有树脂道,其分布多为星散,或短切线状(轴向正常的为两个树脂道隔着木射线并列,而创伤树脂道呈短切线状弦向排列)。
8矿物质:
仅少数树种细胞含有草酸钙结晶,不含二氧化硅。
阔叶树材:
1具有导管2具有阔叶材管胞,但木纤维(纤维状管胞和韧性纤维)是主要分子,占木材体积的50%左右。
细胞横切面形状不规则,早晚材之间差异不大。
3多,除导管和木纤维外,轴向薄壁组织和木射线也占了一定比例。
4横切面上各种类型细胞排列无规则,但同一树种内排列有规律。
5较发达、发达至很发达,根据其与导管的连生情况分为离管和傍管两类。
每一类又有多种分布类型6仅为单列的树种少,多数为多列射线,有些含聚合射线。
组成射线的细胞有都是横卧的,但多数是横卧和直立都有,不具射线管胞。
7具有树胶道。
某些树种具有轴向和横向两种。
有些仅有轴向,而多数仅有横向。
轴向胞间道的排列有同心圆状、短切线状或星散状等。
8在不少树种细胞中含有草酸钙结晶,结晶形状多样。
有些热带树种细胞中含有二氧化硅。
木材的化学性质第五章.
5.1木材的化学组成:
主要组分:
木材细胞壁主要由三种高分子物质—纤维素、半纤维素和木质素构成,它们约占木材重量的90~99%,是木材的主要化学组分。
少量组分:
木材中还有少量的非细胞壁成分—抽提物和灰分,是木材的少量化学成分。
5.2半纤维素对木材材性和加工利用的影响
半纤维素:
与纤维素紧密联结,起粘结作用,主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、岩藻糖等几种单糖组成,另外,还有少量的糖醛酸。
阔叶材中的半纤维素较针叶材多。
1对木材强度的影响:
半纤维素在细胞壁中起粘结作用,赋予木材一定的刚性和剪切强度,半纤维素损失会使木材韧性、硬度、耐磨性及其它强度降低。
2对木材吸湿性的影响:
半纤维素是木材中吸湿性强的组分,是木材产生吸湿膨胀、变形开裂的因素之一。
对木材进行加热处理,使半纤维素发生降解可降低木材吸湿性,减少膨胀与收缩。
3对木材酸碱度的影响:
半纤维素具有较多还原性末端,易被氧化成羧基;
同时在潮湿环境中,乙酰基易于发生水解生成醋酸,使木材酸性增强。
4对纤维板生产工艺的影响:
由于半纤维素的热塑性及水解作用,有利于湿法纤维板工艺中原料的软化处理和磨浆过程中纤维的分离;
热压过程中,半纤维素的热解产物与木质素及其降解产物具有良好的粘结作用,是湿法纤维板无胶胶合的原理。
5阿拉伯半乳聚糖使落叶松属木材渗透性降低,导致其难以浸注和改性处理效果不好;
对水泥固化产生不良影响,延缓水泥固化并降低固化强度.
5.3木材中的抽提物
概念:
是指用水或乙醇、苯、乙醚、二氯甲烷等有机溶剂从木材中抽提出来的物质的总称。
木材抽提物对材性、加工和利用的影响
1对木材颜色的影响2对木材气味、滋味的影响3对木材强度的影响4对木材渗透性的影响5对木材胶合性能的影响6对木材涂饰性能的影响7对木材接枝聚合作