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木材资源材料
这是一篇描述木材基本构造的思维导图，主要讲述了木材的基本组成，尤其是关于木材树干除树皮外的部分结构特征。
编辑于2025-03-15 20:10:34- 木材学
- 木材资源笔记
- 木材结构特征
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木材资源材料
木材、钢铁、水泥和塑料是世界公认的四大原材料
相关定义
木材
广义
泛指树木的木质部
狭义
指可用于建筑、结构方面的木质材料，经过加工或制成一定规格的木料
木材科学
广义
指研究木质化的天然材料及其制品的生物学、化学和物理力学性质，以及生产加工工艺的科学
狭义
研究木质原材料的科学，它的范围包括木质结构、（物理、化学和力学）性质缺陷和性能改良理论等内容
木质资源材料
一切能够提供木质部分或植物纤维以供利用的天然物质
优缺点
优点
1||| 易于加工
2||| 强重比高
强重比：每单位质量下强度的值，即强度与密度的比值
木材的质量轻而强度高
3||| 热绝缘与电绝缘特性
木质资源材料中的自由移动电子较少，且多数为具有很多空气孔隙的多孔性材料，因此其导热和导电能力极差
4||| 能引起亲近感的颜色、花纹和光泽
5||| 对紫外线的吸收和对红外线的反射作用
6||| 良好的声学性质
声透射性高
共振性能好
回声小
混响时间长
7||| 纤维素的主要来源之一
8||| 可提供一些保健药品的成分
木糖醇、紫衫醇、阿拉伯半乳聚糖、精油等
9||| 具有吸收能量和破坏先兆预警的功能
缺点
1||| 具有湿胀干缩性
前提：木材含水量降到纤维饱和点以下
2||| 可燃烧性
尺寸越大，越不易燃烧
3||| 易病性
容易腐朽和被虫蛀
4||| 具有天然缺陷
节疤、斜纹、油眼、内应力
5||| 变异性大
不同树种、不同产地、不同气候、不同部位的木材均不一样
来源
森林
三大效应
生态效益
1、涵养水源，保持水土 2、净化空气（吸尘、吸毒、吸二氧化碳）3、降低噪音 4、调节气候 5、保护野生动物
经济效益
提供木材，食材，化工原料，药材，薪碳材
社会效益
森林文化，旅游资源，生活改善
发展中存在的主要问题
1、森林资源总量不足 2、森林资源质量不高 3、林地保护管理压力大 4、营造林难度越来越大
应用
建筑（木屋等）、交通建筑（枕木等）、造纸、家具、乐器（吉他、二胡等）、采掘、农业用材（镐头、锄头等把柄）
树木及其组成
组成部分
树根
定义
树木的地下部分，是主根、侧根和毛根的总称，占立木总体积5%~25%
组成
主根
功能
支持树体，将强大的树冠和树干稳着于土壤，保证树木的正常生长
侧根
毛根
功能
从土壤中吸收水分和矿物质营养，供树冠中的叶片进行光合作用
树冠
定义
树木最上部分生长的枝丫，树叶、侧芽和顶芽等部分的总称，占5%~25%
作用
树冠中的树枝部分把从根部吸收的养分。由边材输送到树叶，再由树叶吸收的二氧化碳，通过光合作用制成碳水化合物，供树木生长
树干
定义
树冠与树根之间的直立部分，占50%~90%
功能
输导、贮存和支撑
结构
树皮
定义
包裹在树木的干、枝、根次生木质部外侧的全部组织的统称
结构
嫩茎或成熟树木的树梢的树皮
表皮
作用
1||| 对树木的嫩茎起到保护作用
2||| 防止水分丧失并避免幼茎受到外界影响
特点
经过一年后会脱落，由新生保护层（新生周皮）代替
新生的周皮产生后，最后形成的木栓层以外的全部树皮组织，因隔绝水分而死亡
外树皮
定义
周皮外侧已经死亡的组织
颜色
各种树皮具有比较固定的表面颜色
外形
不开裂
光滑
粗糙
皱缩
斑驳痕
开裂
纵裂
平行纵裂
交叉纵裂
横裂
纵横裂
不规则裂
深裂
浅裂
微裂
皮孔
皮刺
瘤状突起
剥落
块状
外皮呈方块状剥落
鳞片状
外皮剥落形状不规则，形似鳞片
纸片状
剥落的外皮很薄
条状
因纤维长，呈条状剥落
条片状
外皮呈长而宽的片状剥落
周皮
木栓层
木栓形成层
栓内层
皮层
韧皮部
宏观特征
形成层（侧向分生组织）
特点
具有反复分生的能力
且仅由一层细胞层构成，故肉眼不可见
实质
包裹整个树干、树枝和树根的一个连续的鞘状层
分裂方式
平周分裂
木质部细胞（向内，主）或韧皮部细胞（向外，次）
形成层原始细胞
作用
增大直径
垂周分裂
产生两个新的形成层原始细胞
作用
增大形成层的周长
种类
纺锤形原始细胞
特点
占有形成层的大部分容积
长轴沿树干方向
在形成层的弦切面上呈纺锤形
在形成层的横切面上呈平板状
分布
弦向上，全部木质部和韧皮部组织
作用
生成导管、管胞等轴向细胞
射线原始细胞
特点
在形成层的弦切面上是类似于木射线组织的横切面上的成团细胞
来源
主要由纺锤形原始细胞分成几个近于方形的原始细胞形成
分布
径向上，全部木质部和韧皮部组织
作用
生成射线薄壁细胞等横向细胞
木质部
髓
定义
被木质部包围的一种柔软的薄壁组织
分布
大多数位于树干中心部位
功能
贮存养分供给树木生长
颜色
大多数呈褐色或浅褐色
形状
横切面上，大多数为圆形或椭圆形
缺点
组织松软，强度低，易开裂
生长
初生长（顶端生长、高生长）
定义
自我总结
由生长点及其分裂产生的细胞不断分裂和伸长，使树木长高的过程
在树木的芽上有称为生长点的顶端分生组织，具有强烈的分生能力。由生长点的细胞分裂而产生的细胞，进一步分裂，增加细胞树木，此外，已形成 的细胞本身也伸长，芽也逐渐伸长。
初生分生组织
定义
随着芽的伸长，生长点的下部开始发生变化，细胞形状和大小产生明显的差别，该部分成为初生分生组织
组成
原表皮层、原形成层、初生基本组织
初生永久组织
组成
表皮
维管束
由初生韧皮部、初生形成层、初生木质部组成
基本组织
由初生皮层和中柱组成
根和茎主轴生长点的分生活动
次生长（径生长）
定义
自我总结
形成层细胞通过垂周分裂或平周分裂使树直径增长的过程
种类
按有无管孔分
阔叶树材
针叶树材
按发育阶段分
幼龄材（未成熟材）
错误认识
1||| 把幼龄材只看成是小树的木材，误认为在成熟树干中就谈不上存在幼龄材
2||| 把树株生长最初年份形成的木材看成是幼龄材
分布
位于髓心附近，围绕髓呈柱体
定义
是顶端分生组织活动影响的形成层区域所产生的次生木质部
成熟材
老龄材
木材的性质
酸碱性
世界上绝大多数木材呈弱酸性，仅有极少数木材呈碱性，这是因为木材中含有天然的酸性成分
影响
木材的病腐性
木腐菌生长所需的pH值的最佳范围是4.5~5.5
pH<7时，许多霉菌都不能生长，而木材的pH处于4.0~6.0，大于7.0的是极少数，故木材是真菌寄生的优良场所，常用防腐剂对木材进行处理
木材对金属的腐蚀
绝大多数木材的水抽提物呈酸性，能使金属腐蚀
木材对胶合的影响
只对酚醛树脂胶无影响，对脲醛树脂胶影响大，pH值过高树种越不易胶合
对于碱性高、碱缓冲容量大的树种胶合时，加大酸固化剂用量因为凝胶时间随碱缓冲容量的增加而增长
酸性成分
1、木材的抽提物 2、半纤维素的糖醛酸和乙酰基 3、木质素具有的弱酸性基 4、纤维素含有的羟基
测定指标
1、pH值 2、酸碱缓冲容量 3、酸含量
含水率
绝对含水率（木材工业常用）
水分质量/木材绝干质量
相对含水率（造纸工业常用）
水分质量/含水试材质量
树种差异
针叶材
一般边材含水率高于心材
阔叶材
子主题
状态
饱水状态
生材状态
纤维饱和点
定义
指木材细胞壁中充满水分，而细胞腔中不存在自由水的临界状态
气干状态
绝干状态
测量方法
绝干称重法
缺点
测定时间较长
优点
比较准确、简便易行
操作
测试含水试材的重量
将试材放入温度为103±2℃的烘箱，烘至质量基本达到恒重
蒸馏法
缺点
破坏木材组织，读数比较粗放，不太精确
电测法（电表式水分仪）
测定范围
一般为6~30%
红外线分水仪
平衡含水率
木材在平衡状态下的含水率称为该温湿度条件下的平衡含水率
密度
按含水率分类
生材密度
木材刚砍伐下来时的密度
气干密度
木材在大气条件下经过干燥达到气干状态时的木材的重量与体积的比值
绝干密度
木材在人工条件下干燥至绝干状态时木材的重量与体积的比值
基本密度
木材绝干时的重量与饱水时的体积之比
实质密度
空隙度
水分的吸着和解吸
条件
木材含水率处于纤维饱和点以下
种类
吸着
当空气中的蒸汽压力大于木材表面水分的蒸汽压力时，水分子以气态进入细胞壁，与细胞壁主成分上的吸着点产生氢键结合的过程
解吸
吸着的逆过程
吸收
液体水进入木材的细胞腔，成为木材中的自由水的过程
吸着机理
a. 木材细胞壁中的纤维素、半纤维素等组分中的自由羟基，借助氢键和分子间作用力吸附空气中的水分，形成多分子层吸附水
b. 木材是微毛细多孔体，存在大毛细管系统和微毛细管系统，因此具有很高的孔隙率和巨大的内表面，所以木材具有强烈的吸附性和毛细管凝结的现象
等温吸附
指在一定温度下，木材在不同的相对湿度下所能达到的平衡含水率，体现的是温度一定的条件下平衡含水率和相对温度之间的关系
吸着滞后现象
定义
在相同温湿度条件下，由水分吸着过程达到木材的平衡含水率低于解吸过程达到平衡含水率
原因
经过干燥后的木材，有效羟基数目减少
微毛细管内空隙一部分被进来的空气占据
许多联结的价键比较牢固，即使木材再吸收水分子亦不能打断，即木材塑性造成缩小的间隙不能完全恢复
水分移动
路径
针叶树材
主要为树脂道，管胞内腔和具缘纹孔对组成的毛细管体系
阻碍因素
纹孔的闭塞对水分移动的阻力很大
阔叶树材
主要为导管、导管状管胞和纹孔组成的毛细管体系
阻碍因素
导管内的侵填体
形式
自由水在细胞腔表面的蒸发和凝结
细胞壁中的吸着水的吸着和解吸
基于压力差的毛细管的移动
可把导管、管胞、树脂道、射线细胞、纤维等管状元素看作毛细管
基于浓度差的扩散
移动
纤维饱和点以上
木材表面先失去水分，使木材表面和内部形成压力差，因此木材内部的自由水依靠毛细管的张力差由内向外移动
纤维饱和点以下
木材表面失去水分，形成含水率差，在水蒸汽梯度压的作用下，毛细管从细胞内壁向外扩散，然后在细胞腔表面蒸发
在毛细管力的作用下，吸着点的水分子以跃迁形式从细胞壁内部微内细管系统向外移动
干缩湿胀
定义
木材在绝干状态至纤维饱和点的含水率范围内，水分的解吸或吸着会使木材细胞壁产生干缩或湿胀的现象。当木材含水率过于纤维饱和点时含水率的变化不会使木材产生干缩湿胀
干缩率
线性干缩率
径向干缩率、弦向干缩率
体积干缩率
径向干缩率+弦向干缩率
湿胀率
成因
木材在失水或吸湿时，使细胞壁内非结晶区的相邻纤丝间、微纤丝间和微晶间水层变薄（或消失）而靠拢或变厚而伸展，从而导致细胞壁乃至整个木材尺寸发生变化
由游离的羟基与水分子形成氢键结合或打开引起
各向异性
轴向干缩率：0.1~0.3% 径向干缩率：3~6% 弦向干缩率：6~12%
原因
轴向与横向差异
主要细胞轴向管胞、木纤维的长度方向和直径方向
S₂层中微纤丝方向是沿轴向排列，木材吸水时，水分会进入到S₂层中非结晶区的微纤丝中，因此S₂层中的微纤丝沿木材直径方向撑开，从而使木材在吸水或失水时，在横向的变化会更大
径向与弦向差异
受射线细胞影响
受木材的早晚材率影响
受径向壁和弦向壁中木质素含量差别的影响
受径壁、弦壁纹孔数量的影响
一般规律
弦向≈2*径向>>轴向
阔叶树材>针叶树材
含水率相同的条件下，密度越大，横向干缩越大
密度越大，单位体积中的非结晶区的占比越高，从而能够吸收（或失去）更多水分，体积变化更大
晚材率越高，横向干缩越大
减小干缩湿胀的方法
合理的干燥工艺
用憎水物遮盖木材表面，堵塞水的通道，组织水分子进入细胞壁
用极性较小或非极性基团取代羟基或其他方法降低羟基的数量
充胀细胞壁
减小外部尺寸膨胀量
测定
干缩率
湿胀率
导电性
导电原理
木材中几乎不含有导电性良好的自由电子
木材在电场下产生微弱的电离现象，木材的导电性主要是靠自由离子进行的，一般在细胞壁的非结晶区发生
木材的含水率在0~20%，影响电导机理的主要因子是木材中的自由离子的浓度；在更高的含水率范围内，被吸着的束缚离子的解离度很高，离子迁移率上升为界定电导的主要因子
影响木材直流电导率的因素
含水率
温度
纹理方向
密度
木材中电解质的含量
介电性
定义
指物质受到电场的作用时，构成的带电粒子只能产生微观上的位移而不能进行宏观上的迁移的性质
指标
介电系数
表征木材在交流电场的作用下介质的激化强度
介电系数越小，电绝缘性越好
子主题
影响因素
含水率+
密度+
频率-
纹理方向
介电损耗
偶极子运动时的内摩擦阻力等相互间的作用
影响因素
含水率
频率
对介电损耗的影响与含水率有关
含水率低时影响较小，含水率较高时影响较大
密度+
物质的量越多，摩擦生热越多
纹理方向
应用
交流介电时分水仪
高频热固化胶合工艺
高频电（1~10MHz）加热干燥技术
原理
利用湿木材中的水分子在高频电场中的极化运动，使得分子间产生内摩擦加热，来加快干燥进程
优点
干燥速度快、加热均匀、热效率高、木材变形小
缺点
能耗大、操作危险性高
微波干燥技术
原理
优点
干燥速度快、木材变形小、干燥质量好、热能利用率高、适用于自动化
缺点
耗电大、成本高及设备原件耐久性差
压电效应
界面动点性质
热学性质
比热
定义式
绝干材
比热随温度的升高而增大
湿木材
比热含水率的增加而增大
热容量
导热系数
定义
物理意义
表征物体以传导方式传递热量的能力
测定方法
稳态
非稳态
影响因素
树种
密度
随密度的增加而成比例增加
含水率
随含水率的增加而增大
温度
随温度的升高而增大
热流方向
顺纹>横纹，比值约1.8~3.5
径向>弦向，相差约12.7%
木材导热系数相对较低，因此是热的不良导体
作用
在建筑中用作保温隔热材料、民用品中的炊具把柄等
导温系数（热扩散率）
物理意义
表征材料在冷却或加热的非稳态过程中，各点温度迅速趋于一致的能力
定义式
子主题
影响因素
密度
密度越大，导温系数越小
含水率
含水率越大，导温系数越小
温度
温度越高导温系数越小
热流方向
蓄热系数
物理意义
表征在周期性外施热作用下，材料蓄热量能力的热物理参数
影响
蓄热系数越大，则
热膨胀与热收缩
热膨胀
定义
固体的尺寸随温度升高而增大的现象
热膨胀系数
木材热膨胀系数数量级
-5~-6
热收缩
原因
木材在加热过程中，水分会被蒸发出来，导致木材体积减小
正温度下
负温度下
热对木材性质的影响
部分结晶化效应
吸湿性上升，弹性模量下降
部分物质挥发
木材收缩
组分
影响木质素中发色基团，导致变色
影响半纤维素，糖分，导致吸湿性下降
水热
降解，失重，力学强度下降，释放内应力，吸湿性下降
高温
燃烧
评价指标
失重率
热处理
颜色稳定视觉舒适
尺寸稳定性良好
生物耐久性提高
水热软化
使木材弯曲
声学性质
振动特性
受迫振动
共振
指物质在强度相同而周期变化的外力作用下，能在特定频率下振幅急剧增大并得到最大振幅的现象
固有频率
由几何形状、形状尺寸、材料本身的特性和振动方式决定
振动方式
纵向振动
横向振动
扭转振动
振动发声
振动能量消耗
声辐射能量消耗
内摩擦能量消耗
声阻抗
传声特性
纹理方向
通常顺纹方向声速大于横纹方向声速
径向、弦向间的差异
含水率
纤维饱和点以下，声速随含水率的增加而急剧增加；纤维饱和点以上这种变化缓和很多
声学性能评价
对振动效率的评价
指标
声辐射品质常数
比动态弹性模量
损耗角正切
振动每周期内能量损耗
声阻抗
影响振动效率的因素
密度
结晶度
微纤丝倾角
生长轮宽度
晚材率
对音色的振动性能品质的评价
分析在频率轴上基频与个高层次谐频的幅值分布
分析在工作频率范围内的连续频谱
对发音效果稳定性的评价与改良
评价
抗吸湿能力和尺寸稳定性
改良
用甲醛化处理和水杨醇处理、水杨醇-甲醛化等方法处理木材能提高发音的稳定性和声学性能的品质
热处理
激光处理
使木材表面碳化
作用
对木材进行无损检测
原理
利用木材的基本共振频率公式
方法
声传播法
测声音传播速度
声振动法
测共振频率，计算弹性模量，推断力学性能
声发射法
测声波能量的时、频信号，测出临界状态
视觉特性
木材的光反射
光的波长越长，反射率越高
红外线区域的反射率高，紫外线区域的反射率低
表面光泽度
定义
子主题
特征
横切面没有光泽；弦切面稍显光泽；径切面具有较好的光泽
各向异性
平行>垂直
涂饰作用
涂饰前
涂饰后
颜色
测定方式
指标
明度
色调
饱和度
影响颜色的因素
热处理
紫外线照射
纹理
力学性质
粘弹性
基本概念
黏弹性形变
塑性变形
蠕变
定义
恒定应力下，木材应变随时间延长而逐渐增大的现象
木材四大属性
1、生物学属性 2、材料学属性 3、 商品学属性 4、环境学属性
木材构造
宏观构造
特征
主要宏观特征
1||| 边材和心材
边材（活细胞）
定义
在木质部中，靠近树皮的外环部分称为边材
特点
通常颜色较浅
作用
1、机械支撑 2、水分输导 3、矿物质和营养的运输和储藏
心材（死细胞）
定义
髓心与边材之间的木质部
特点
通常颜色较深
心材形成过程导致1、水分输导系统阻塞 2、材质变硬 3、密度增大 4、渗透性降低 5、耐久性提高
区分树种
心材树种
心、边材的颜色有明显区别的树种
边材树种
心、边材的颜色和含水率都没有明显区别的树种
熟材树种
心、边材的颜色无明显区别，但在立木中心材的含水率较低的树种
2||| 生长轮、年轮
生长轮
定义
通过形成层的活动，在一个生长周期中产生的次生木质部，在横切面上呈现一个围绕髓心的完整轮状结构
对人类的作用
1、识别树种 2、鉴别树木年龄 3、判定树木的生长速率及生长规律 4、建立某地气候与各种灾害的档案库
结构
早材和晚材
轮界线
某一年晚材与翌年早材之间的分界线
年轮
定义
温带和寒带树木在一年里，形成层分生的次生木质部，形成后只向内生长一层，将其生长轮成为年轮
假年轮（伪年轮）
3||| 早材和晚材
早材
定义
温带和寒带树木在一年内早期（生长季早期）形成的木材，或热带树木在雨季形成的木材
特点
微观上
细胞壁薄，形体较大
宏观上
材质松软，材色浅
原因
环境温度高、水分足，细胞分裂速度快
晚材
定义
温带和寒带的秋季或热带的旱季（生长季晚期）所形成的木材
特点
细胞腔小而壁厚，材色深，组织较紧密
早材与晚材的过渡
急变
急骤变化，界线明显
缓变
平缓变化，界线不明显
4||| 管孔
定义
绝大多数阔叶树材所具有的中空状轴向输导组织
导管线
纵切面上呈沟槽状的导管
管孔的组合
即相邻管孔的连接方式
单管孔
指一个管孔周围完全被其它细胞所包围，各个管孔单独存在，与其他管孔互不连接
径列复管孔
指两个或两个以上管孔相连成径向排列，除了在两端的管孔仍为圆形外，在中间部分的管孔则为扁平状
管孔链
指一串相邻的单管孔，呈径向排列，管孔仍保持原来的形状
管孔团
指多数管孔聚集在一起
管孔的排列和分布
即管孔在木材横切面上的排列方式
排列类型
星散状
径列或斜列
溪流状（辐射状）
管孔径列，似小溪流水一样经过几个生长轮
Z字形（之字形）
“人“字形或”<<“形
火焰状
树枝状
弦列
花彩状（切线状）
波浪状（榆木状）
分布类型
散孔材
星散状
溪流状
花彩状
树枝状
半散孔材（半环孔材）
环孔材
星散状
径列
斜列
火焰状
团状
波浪状
形状、大小与数目
形状
绝大多数在横切面上为椭圆形，且椭圆的直径径向大于弦向
大小
分为极小、小、中、大、极大五个等级
数目
分为甚少、少、略少、略多和甚多六个等级
管孔内复合物
侵填体
定义
在某些阔叶树材的心材导管中常含有的一种泡沫状填充物
影响
降低了气体和液体在木材中的渗透性
木材的天然耐久性提高
但同时也难以进行浸渍处理和药剂蒸煮处理
树胶和其他沉积物
树胶
呈不定形的褐色或红褐色的胶块
5||| 轴向薄壁组织
定义
由形成层纺锤状原始细胞分裂所形成的薄壁细胞群
特点
颜色比横切面上其他组织的颜色浅
在阔叶树材中比较发达
在针叶树材中不发达或者没有
明显度
不发达
在放大镜下看不见或不明显
发达
在放大镜下可见或明显
很发达
在肉眼下可见或明显
排列
离管型轴向薄壁组织
星散/聚合状
独立带状
轮界状
网状
梯状
带状
傍管型轴向薄壁组织
稀疏状
帽状
环管状
翼状
聚翼状
6||| 木射线
定义
横切面上，从树干中心向树皮方向呈辐射状排列的细胞构成的颜色较浅的组织
分类
髓射线
处于髓心
木射线
处于木质部
韧皮射线
处于韧皮部
射线
射线是树木的横向组织，由薄壁细胞组成
作用
横向运输和储藏养料
类型
聚合木射线
宽木射线
7||| 胞间道
定义
由分泌细胞围成的长形细胞间隙
种类
树脂道
定义
储藏树脂的胞间道
存在于部分针叶树材中
具有正常树脂道的针叶材
松属、云杉属、落叶松属、黄衫属、银衫属及油衫
分类
脂道材
具有天然树脂道的木材
有脂材
无正常树脂道而具有树脂香气，初伐时常有树脂流出的木材
无脂材
无树脂道又无树脂香气的木材
创伤树脂道
生活的树木因受气候、损伤或生物侵袭等刺激而形成的非正常树脂道
横切面上呈弦向排列
树胶道
定义
储藏树胶的胞间道
存在于部分阔叶树材中
创伤树胶道
与创伤树脂道相似，横切面上呈长弦线状排列
次要宏观特征（辅助宏观特征）
1||| 颜色和光泽
颜色
成因
由于各种色素、单宁、树脂、树胶及油脂等物质沉积于木材细胞腔，并渗透到细胞壁中，使木材呈现不同的颜色
应用
1、装饰 2、染色再加工 3、提取色素作为染料 4、木材识别
光泽
定义
光线在木材表面反射时所呈现的光亮度
2||| 气味和滋味
3||| 纹理、结构和花纹
纹理
定义
构成木材主要细胞（纤维、导管、管胞等）的排列方向
花纹
定义
木材表面因生长轮、木射线、轴向薄壁组织、颜色、节疤、纹理等而产生的图案
4||| 材表
5||| 质量和硬度
硬度测定
试验机测定
6||| 髓斑和色斑
髓斑
定义
树木生长过程中形成层受到昆虫损害后形成的愈合组织
色斑
定义
立木受伤后，在木质部出现的各种颜色的斑块
7||| 乳汁迹
定义
一种沿着木材径向呈裂隙状的孔穴
形状
透镜状
起源
叶及轴芽迹
8||| 内含韧皮部
定义
在少数阔叶树材的次生木质部中所具有的韧皮束或韧皮层
定义
能够直接用肉眼或在十倍放大镜下能够直接观察到的宏观特征
微观构造
木材细胞
细胞生长阶段
木质部子细胞扩大阶段
时段
形成层原始细胞分裂出木质部子细胞后
主要表现
细胞尺寸增大
直径增加
长度伸长
木质部子细胞胞壁增厚阶段
原生质全部转化为胞壁物质
厚壁细胞
原生质部分转化微胞壁物质
薄壁细胞
时段
木质部细胞停止增长后
细胞壁结构结构
超微构造
成分
组织结构
基本纤丝
定义
有规则地聚集在一起的平行排列的纤维素分子链
基本组成单位
长短不等的链状纤维素分子
被认为是在电子显微镜下观察到的组成细胞壁的最小单位
微纤丝
定义
由基本纤丝组成一种细丝状的微团系统
纤丝
由微纤丝集合组成
可继续组成粗纤丝
微纤丝角
细胞壁中微纤丝排列方向与细胞轴向所成的角度
结晶区与非结晶区
结晶区
大分子链排列最致密，分子链规则平行排列，定向良好，反应出一些晶体的特征
非结晶区
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，纤维素分子链间的平行度下降
两者间无明显的绝对界线
壁层结构
胞间层（ML）
主要由一种不定形的、胶体状的果胶物质组成
复合胞间层
由相邻细胞间的胞间层和其两侧的初生壁组成
初生壁（P）
形体扩大阶段形成的细胞壁
定义
细胞分裂后，在胞间层两侧最早沉积，并随细胞继续增大所形成的壁层
次生壁
细胞壁的厚或薄主要由S2层决定
定义
细胞停止增大以后，在初生壁上继续形成的壁层
结构特征
纹孔
定义
木材细胞壁加厚产生次生壁时，初生壁上未被增厚的部分，即次生壁上的凹陷
作用
在立木中，纹孔是相邻细胞间的水分和养分的通道
在木材被伐倒加工时，纹孔对木材干燥、胶粘剂渗透和化学处理剂浸注等有较大影响
在木材识别中，纹孔是木材细胞壁的重要特征，在木材显微识别中有重要作用
组成部分
纹孔膜
纹孔环
纹孔缘
纹孔腔
纹孔室
纹孔道
纹孔口
类型
单纹孔
特点
纹孔腔宽度无变化
具缘纹孔
定义
具有纹孔缘的纹孔
特点
纹孔腔宽度有变化
纹孔对
定义
细胞上一个纹孔与相邻细胞的另一个纹孔构成的对
类型
单纹孔对
两个单纹孔所构成的纹孔对
具缘纹孔对
两个具缘纹孔所构成的纹孔对
半具缘纹孔对
具缘纹孔与单纹孔所构成的纹孔对
眉条
定义
在针叶树材管胞径面上下边缘有弧形加厚的部分（形似眉眼）
作用
加固初生纹孔的刚性
螺纹加厚
定义
在次生壁内表面上，由微纤丝局部聚成而形成的屋脊状突起，呈螺旋状环绕着细胞内壁，这种加厚组织称为螺纹加厚
锯齿状加厚
瘤层
定义
细胞壁内表面的微细突起物和包括覆盖它的附加层或结壳层
特点
无定形
针叶树材
轴向管胞
木射线
轴向薄壁组织
树脂道
阔叶树材
导管
木纤维
轴向薄壁组织
木射线
树胶道
管胞
分子结构
组成元素
C（50%），O（46.2%），H（6.4%），N（1%）
作用
构成碳基生命
碳水化合物
吸收CO₂→节能减排→低碳经济→固碳、碳汇
碳源
-OH，醇，清洁能源
组成物质
抽提物
定义
木材抽提物是采用乙醇、苯、乙醚、丙酮或二氯甲烷等有机溶剂及水从木材中抽提出来的物质的总称
特点
1||| 种类繁多
2||| 不同树种的抽提物差异很大
3||| 可以作为某一些特定树种分类的依据
有些抽提物是各科、属、亚属等特有的化学成分
种类
1、脂肪族化合物 2、萜和萜类化合物 3、酚类化合物
对木材材性、加工及其利用的影响
对木材颜色的影响
木材具有的不同颜色与细胞腔、细胞壁内填充物或沉积的多种抽提物有关
心材的颜色往往比边材深得多
原因
分布在心材中的抽提物明显高于边材的抽提物
对木材气味、滋味的影响
影响
1||| 有耐腐作用
2||| 对胶合剂的固化有影响，使胶合性能变差
3||| 对油漆有影响，抽提物渗出使漆膜变色，树脂酸作用使油漆早期变坏
4||| 对木材表面的光化学反应起着促进作用
5||| 抽提处理后的乐器用材共鸣板音响质量提高
少量组分
无机物
灰分
水分
自由水
结合水
吸附水（24%）
吸附在结晶区的表面和无定形区域内纤维素分子游离羟基上的水分
微毛细管水（约6%）
存在于组成细胞壁的微纤丝、大纤丝之间所构成的微毛细管系统内
有机物
脂肪族化合物、萜烯及萜烯类化合物、芳香族化合物
主要组分
碳水化合物
纤维素
定义
由许多吡喃型D-葡萄糖基在1→4位彼此以β-苷键联结而成的高分子聚合物
主要功能基
羟基
超分子结构二相理论
1||| 结晶区与非结晶区（无定形区）共存，且交替存在
2||| 结晶区
大分子链排列方向相同，定向程度好，分子间的羟基形成氢键。大分子结构紧密牢固，构成一定的结晶格子，大分子的稳定性提高，吸湿性低，对力学强度贡献高
3||| 非结晶区
纤维素大分子排列不呈定向，无规律，分子间距离较大，不构成结晶格子
4||| 结晶区与无定形区之间无严格的界面，是逐渐过渡的。
聚合度
7000~15000
结晶度
定义
纤维素结晶区占纤维整体的百分率
作用
反应了纤维素聚集时形成的结晶度
结晶度增加，纤维的抗拉强度、硬度、密度及尺寸的稳定性均随之增大，而纤维的吸湿性、染料的吸着度、润胀度、柔顺性及化学反应活性均随之减小
氢键
分子内氢键
作用
能赋予单一分子链一定的刚度
分子间氢键
作用
对纤维素超分子结构的形成有重要作用
与木材材性、木质材料的加工工艺有密切的联系
结构
化学结构特点
1||| 纤维素大分子仅由一种糖基构成
2||| 基本重复单元
纤维素二糖基
3||| 除两端的葡萄糖基外，每个葡萄糖基具有3个游离的羟基
4||| 纤维素大分子两端的葡萄糖末端基，其结构和性质不同
5||| 除了还原性末端基在一定条件下氧环式和开链式结构能够相互转换外，其余每个葡萄糖基均为氧环式结构，具有较高的稳定性
6||| 纤维素链上存在很多羟基
7||| 分子链间有许多氢键
物理结构
概念
基原纤
一般由几根至几十根长链分子，相互平行或螺旋状地按一定距离、相位稳定地结合在一起的大分子束，直径1~3nm，具有一定的柔曲性
原纤、微原纤
由若干基原纤平行排列在一起的较粗的大分子束，直径为12~30nm
巨原纤
由多个微原纤或原纤维砌成的结构体。横向尺寸0.1~0.6μm
性质
物理性质
吸湿与解吸
定义
吸湿
当吸收水蒸气时为吸湿
解吸
当蒸发水蒸气时为解吸
影响吸湿性的因素
无定形区的大小
随无定形区的增加及结晶度的降低而增大
游离羟基的数量
纤维素表面的电化学性质
纤维素大分子中的羟基和醛基，可使纤维素表面在水溶液中带负电
化学性质
纤维素的降解
酸性水解
定义
纤维素在酸性水溶液中受热，引起苷键断裂，聚合度降低，这种反应成为酸性水解
过程
木材水解制取酒精的过程
碱性降解
剥皮反应
150℃下引起纤维素降解的原因
碱性水解
150℃时发生，170℃左右反应激烈，引起苷键的断裂，生成碱化纤维素
氧化降解
纤维素经氧化剂作用后，羟基氧化成醛基、酮基或羧基，形成氧化纤维素
热解
光降解
微生物降解
1、木材腐朽的主要起因 2、采用生物技术加强植物资源降解利用的依据
纤维素的酯化和醚化
酯化
醚化
纤维素与碱溶液反应生成碱纤维素，碱纤维素与一氯醋酸钠的醚化
纤维素的接枝共聚
接枝共聚
是合成高分子化合物的方式之一，也是纤维素改性的一种途径
半纤维素
定义
植物组织中聚合度较低的非纤维素聚糖类
利用
1、生产乙醇 2、生产木糖和木糖醇
命名
先列出支链的糖基
当含有多个糖基时，将含量少的支链排在前面，将含量多的支链排在后面
将主链的糖基列于最后
并与支链糖基之前加“聚”字
分布
种类和结构
针叶树材中
聚半乳糖、葡萄糖、甘露糖类和聚木糖类
阔叶树材中
聚-O-乙酰基-4-甲基葡萄糖醛酸基木糖和聚葡萄糖甘露糖
特点
由两种或两种以上的糖基构成
线性但带有短侧链
聚合度低，仅150~200
一般无结晶区
无定形物质，水分子易进入，吸湿性和润胀度比纤维素高-
分子间的氢键较少，故容易与水分子间形成氢键，从从而是吸湿性和润胀性提高
可被稀碱溶液抽取出来
是构成植物细胞壁的主要组分
在细胞壁中起填充物质的作用
主要单糖
主链
木糖、甘露糖和葡萄糖
支链
半乳糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、岩藻糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸
分枝度
性质
天然状态下为无定形物，聚合度低，可反应的官能团多，化学活性强
所以化学反应比纤维素复杂，副反应多，且反应速度快
苷键断裂
剥皮反应
碱性水解
羟基
酯化反应
醚化反应
接枝共聚反应
制备各类高分子化合物
对木材改性的影响
对木材强度的影响
对木材吸湿性的影响
半纤维素是木材吸湿性强的组分，是使木材产生吸湿膨胀、变形开裂的因素之一
对木材酸度的影响
半纤维素使木材呈现弱酸性的主要原因之一
具有较多还原性末端基，易氧化为羧基
对纤维板生产工艺的影响
对湿法纤维素工艺的影响
软化
磨浆
热压
废水
木质素
实质
天然高分子聚合物
特点
1、由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳-碳键连接而成 2、具有三维结构，且属于芳香族高分子化合物
主要存在于木质化植物的细胞壁中，强化植物组织
针叶树材中的木质素含量高于阔叶树材
结构单元
愈疮木基丙烷（G）
一个甲氧基
紫丁香基丙烷（S）
两个甲氧基
对羟苯基丙烷（H）
无甲氧基
分离
方法
将植物中木质素以外的成分溶解除去，木质素作为不溶性成分被过滤分离出来
将木质素作为可溶性成分溶解，纤维素等其他成分不溶解进行分离
影响因素
1、木质素分离过程的多样性 2、木质素的降解 3、木质素的缩合，特别是在酸性条件下 4、木质素在溶液中易变性
相对分子质量测定方法
1、渗透压法 2、光散射法 3、超速离心法 4、凝胶渗透色谱法 5、高效液相色谱法
性质
物理性质
一般物理性质
颜色
（原本木质素）白色或接近无色
相对密度
1.35~1.50
光学性质
不含不对称碳，没有光学活性
燃烧热
燃烧热值较高
溶解度
原本木质素不溶于任何溶剂
热性质
无确定熔点，具有玻璃态转化温度或转化点
玻璃态就是指没有延展性，与之相对应的是高弹态
化学性质
显色反应
原因
具有发色基团和助色基团
作用
木质素的定性和定量分析
摩尔氏反应
步骤
用1%高锰酸钾溶液处理5min
水洗后用3%盐酸处理，再用水冲洗
然后用浓氨水溶液浸透
最终颜色
黄色或黄褐色
针叶树材
红色或红紫色
阔叶树材
氧化反应
作用
漂白
碱性介质中，H₂O₂不能氧化木质素结构，但能氧化侧链的羰基结构和醌型结构，破坏木质素的发色基团，达到漂白的目的
抗氧化措施
刷油漆
还原反应
水解反应
光解反应
照射光线波长
<385nm
木质素颜色变深
385~480nm
木质素颜色开始时变深，然后变浅
>480nm
木质素颜色变浅
接枝共聚反应
显微构造
树种及其命名
中国特有树种
裸子植物
银杏科（含一属一种）
被子植物
杜仲科
珙桐科
伯乐树科
大血藤科
共5科86属
植物分类
根据自然界植物有机体的性状分门别类，并按照一定的分类等级和分类原则进行排列，从而建立一个合乎逻辑的、能反映各类植物间亲缘关系的分类系统
阶层
由大到小：界、门、亚门、纲、目、科、属、种
植物名称
学名
双命名法（两段命名法）
属名+种加词+命名人
属名
常斜体、首字母大写
种加词
常斜体、首字母小写、形容词
命名人
最早给这个植物命名的人；若该植物有多个命名人，且无法证实谁是第一个发现并命名该植物的人，则可将这几个命名人的名字都写上
常正体、首字母大写、缩写
提出人
瑞典植物分类学家林奈
对于变种树种则采用三段命名法
即属名+种加词+变种名
优点
不仅科学、不会产生木材种类上的混淆，而且利于国际、国内学术交流和木材贸易
缺点
名称组成过于复杂，不够通俗易懂
俗名
优点
便于大众理解
缺点
名称不统一，常常造成混乱，妨碍国内和国际间的学术交流
词义欠明确、欠严谨之虞
商品名
缺点
木材名称不规范，易误导消费和引起争议，不利于企业经营和消费者利益的保护
植物分类系统
裸子植物分类系统
1||| 苏铁纲
2||| 银杏纲
3||| 松杉纲
4||| 红豆杉纲
5||| 买麻藤纲
乔木
被子植物分类系统
木兰纲
百合纲
我国第一部木材学专著
《中国木材学》
1936年唐耀编写