木材的化学性质分析

木材是由多种复杂有机物质组成的复合体，其中绝大部分是高分子化合物的混合物，各种化学成分的分布很不均匀，而且并不是简单的物理混合，某些化学成分之间还存在着某种化学连接。木材的化学性质，不仅取决于木材中化学成分的种类和含量，而且还取决于各种化学成分的分布及其相互之间的联系。因此研究木材的化学组成就显得很有必要了。

1.木材的化学组成

构成木材的化学成分可分为主要成分（也称细胞壁成分）和次要成分（也称少量成分）两大类。木材的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素等三种高分子化合物；次要成分包括浸提物和无机成分等。

纤维素、半纤维素和木质素是构成木材细胞壁的高分子化合物，存在于所有木材中。从三种主要成分在木材中的功用看，可以把纤维素看作是构成木材细胞壁的骨架物质，主要作用是使木材具有韧性和挠曲性；骨架周围是半纤维素和木质素，半纤维素起将纤维素粘接在一起的作用；木质素则起包埋作用，使木材具有刚性和增水性。这些成分以一定形式紧密结合，形成木材这种性能独特的天然高分子复合材料。

主要成分约占温带树种木材绝干重量的90%～95%，热带树种木材绝干重量的90%左右，针叶树材和阔叶树材的木质素及半纤维素的化学成分和结构有显著不同，但纤维素却没有差别。

浸提物和无机成分都是低分子量化合物。浸提物是树木生长的二次代谢产物，受树木遗传控制。不同树种木材中的浸提物成分的种类和相对含量因树种不同而有较大变化。从总体上说，浸提物成分包含的天然化合物种类很多，有脂肪族化合物、芳香族化合物、萜烯类、含氮化合物、果胶质等，填充在某些特化的细胞组织中或沉积在木材细胞腔和胞间隙内，赋予木材以材色、气味，使某些木材具有耐腐、防虫性能，以及影响木材的胶合、涂饰及对切割刀具的化学腐蚀等。无机成分主要是钙、钾、镁等金属的盐和二氧化硅等，在木材化学成分分析时以灰分表示。温带树材的灰分含量通常只有0.1%～1.0%，热带和亚热带树种材可达5%。

2.木材的酸度(www.xing528.com)

木材的酸度是指木材在一定含水率时的氢离子浓度的负对数值，用pH值表示。在正常条件下，绝大多数木材的pH值都在3～6之间变化，呈弱酸性。热带树种材的pH值比温带树种材略高，个别热带树种材，如榄仁树材（Terminalia Superba）pH值可高达8.2，非洲黑木（Dalbergia Meanoxy-lon）pH值为8.0，呈弱碱性；但也有pH值很低的，如树状黄牛木Geronggang（Cratoxylon Arbores-cens）的pH值只有2.55，欧洲栎SweetChestnut（Castanea Sativa）pH值为2.6。国产青杨（Popu-lus Cathayana）木材的pH值为7.5～8.0，呈弱碱性，是温带树种材中pH值偏高的一种木材。

木材pH值与木材的变色、酸污染、胶合及油漆性能、对金属的腐蚀以及防腐剂在木材上的保留等有密切关系，对纸浆、纤维板和刨花板生产、木材塑化等加工均有显著影响。

木材构造成分中的半纤维素和木质素分子，带有羧基和酚羟基等酸性基团，呈弱酸性。木材的水浸提液中含有水溶性多酚和有机酸、无机酸盐，这些成分共存，使含水木材成为一种十分复杂的缓冲溶液体系。不同树种的木材，酸性成分的种类和相对含量不同，强弱各异，因而呈现不同的酸度。木材酸度实际上是其中各种酸性成分和无机盐溶液体系相互作用的总体反映。

木材的酸度与树木的生长条件、树龄、心、边材、取样部位、含水率、木材的贮存环境、存放时间长短、是否变色、有无生物危害发生等多种因素有关。在潮湿条件下存放木材，酸度会缓慢增高。存放温度越高，湿度越大，酸度增高越快。这是由于湿热环境能加速半纤维素分子链上乙酰基的水解，生成乙酸造成的。有些真菌在木材上生长，分泌的代谢产物能中和酸性成分，抑制木材酸度的增高。木材的化学变色有时导致酸度变化，通常会使酸度下降。有些变色材的pH值可达到9，但也有下降的实例。栎属木材在潮湿状态能加速金属腐蚀。

潮湿木材可被看作是一种缓冲溶液体系，具有抵抗酸度改变的能力。通常把这种能力的大小叫做该木材的缓冲容量（The buffering capacity of wood）。缓冲容量的大小对木材的胶合强度，胶合时固化剂的添加量，胶合剂的胶凝时间，木材化学加工工艺条件的控制等都有显著影响，是与木材酸度性质有关的一项重要指标。