白桦木材的变色类型及变色前后化学成分分析

通过化学方法、材面色差分析法、扫描电镜观察和化学成分分析,研究了白桦木材的蓝变和黄变,探讨了变色的原因及主要类型。研究结果表明:白桦蓝变材的变色是由变色菌侵蚀木材引起的,变色深入木材内部。木材薄壁细胞腔内充满了大量的变色菌丝体,菌丝体本身的颜色及其分泌的色素是木材变色的原因。蓝变材部分半纤维素发生降解,其各项抽提物含量比正常材高;而黄变材是由于自然环境变化引起的创伤性木材变色,存在于木材局部区域,其部分导管和少量木纤维细胞被胶状物所填充,内含物增加,木材三大组分没有明显变化。     

白桦木材生物制浆的木材腐朽菌菌种选择

采用5种木材腐朽菌,分别对30株天然林白桦木材进行木材腐朽处理,检测并比较腐朽木材和新鲜木材中未质素、纤维素等主耍化学成分的变化。结果表明,木蹄层孔菌腐朽后的白桦木材其重量、木质素和纤维素损失率最高,桦剥管菌次之,白囊耙齿菌最低;木蹄层孔菌腐朽后的白桦木材纤维素含量略高于新鲜白桦木材,其他4种茵腐朽后的白桦木材纤维素含量都低于新鲜白桦木材,其中桦剥管菌和彩绒革盖菌腐朽后的白桦木材纤维素含量较低。木蹄层孔菌腐朽后的白桦木材1％NaOH抽出物含量最低,苯醇抽出物含量中等,纤维素含量最高,木质素含量较低,相比之下它腐朽白桦木材的能力较强,适用于以白桦木材为原料的生物辅助造纸。     

人工林米老排木材化学成分及其在树干高度上的变异

采用我国木材化学成分分析国家标准,对人工林米老排木材化学成分进行了测定和研究分析.结果表明:人工林米老排木材冷水抽提物含量和热水抽提物含量分别为2.67%和3.12%,1%NaOH抽提物含量为17.08%,纤维素含量为47.49%,综纤维素含量为80.42%,木素含量为28.80%,pH值为5.44;木材冷水抽提物和综纤维素含量在树干的不同高度上略有差异,但方差分析检验,差异不显著,热水抽提物、1%NaOH抽提物、纤维素和木素含量在树干的不同高度上差异显著,达到1%显著性水平;由树基往上,热水抽提物含量略呈两端高、中间低的趋势,冷水抽提物、1%NaOH抽提物和木素的含量逐渐降低,综纤维素含量和木材pH值逐渐升高;纤维素含量在树干上的分布规律为中间高、两端低,而且从树干中部往上的降低幅度较大.     

薄壁型巨龙竹秆材化学成分分析

巨龙竹是至目前为止所发现最粗的竹子,单株竹材生物量居同类竹材之首。对3-5年生薄壁型巨龙竹秆材不同部位的主要化学成分进行了测定,包括灰分、木素、综纤维素、多戊糖、冷水抽出物、热水抽出物、1%Na OH抽出物、乙醚抽出物、苯-醇抽出物。结果表明：薄壁型巨龙竹的木素、综纤维素、多戊糖的含量与常用纸浆造纸原料木材接近,灰分含量介于木材和草类原料之间;除冷水抽出物外,薄壁型巨龙竹其它抽出物含量在秆高方向上均表现出递增的分布规律。     

施肥处理对尾叶桉木材化学成分含量的影响

通过对５种施肥处理下的９年生尾叶桉纸浆材的主要化学成分含量进行测试,以此为基础,进而分析讨论施肥处理对尾叶桉木材化学成分含量的影响规律。结果表明：施肥处理对尾叶桉纤维素含量和木素含量没有显著影响,而对抽提物含量和戊聚糖含量有极显著影响;施肥处理会显著提高木材中冷水抽提物,热水抽提物,１％ＮａＯＨ抽提物和戊聚糖含量,而且施肥量愈大,木材中戊聚糖含量愈高。     

尾叶桉纸浆材化学成分等在树干高度上的变异

分析了５个试验地尾叶桉纸浆材的主要化学成分含量和ｐＨ值在树干高度上的差异和变化趋势．结果表明,在５个试验地中,尾叶桉材的化学成分含量及ｐＨ值在树干高度上的变异情况大致相同．在不同的树干高度上,木材热水抽提物含量、纤维素含量和木素含量的差异达１％显著性水平;质量分数为１％ＮａＯＨ抽提物含量和戊聚糖含量的差异达５％显著性水平;冷水抽提物含量和ｐＨ值无统计上的显著性差异．由树基向上,冷水抽提物、热水抽提物和木素的含量呈渐低趋势;戊聚糖含量和木材ｐＨ值呈渐高趋势;１％ＮａＯＨ抽提物含量树干中部较低,两端较高;纤维素含量树干中部稍高,两端稍低．     

杉木间伐材高温热处理后化学成分的变化

以空气和菜子油为介质,分别用180,200和220℃处理杉木间伐材2和4 h,测定处理样综纤维素、纤维素、Klason木质素和苯醇抽出物相对含量的变化,并用傅里叶变换红外光谱分析高温热处理过程中木材内综纤维素的变化规律.结果表明:热处理后试材综纤维素含量均有不同程度的降低、纤维素总体降低较少,相应的苯醇抽出物含量、Klason木质素含量增加;温度升高、处理时间延长,木材主要化学组成的变化程度增大;在隔氧的油介质中进行热处理,试件的化学成分变化程度低于空气介质中热处理材;方差分析表明不同温度、时间、介质对主要化学组成产生极显著的影响;FTIR分析表明,180℃热处理时开始发生半纤维素分解,到200℃时纤维素也开始分解;氧气氛围对糖残基的热分解具有促进作用.在3 412,1 050,898 cm~(-1)附近相关糖残基,1 736 cm~(-1)附近相关C=O以及2 907 cm~(-1)附近对应C-H的吸收强度的变化也表征出热处理过程中各化学成分的变化规律.     

三种阔叶树树瘤化学成分的研究

利用自然生长的、带有树瘤的毛白杨、旱柳、洋槐为研究材料,对各树种的正常材、瘤材的化学成分进行对比研究.结果表明:瘤材中的水抽提物含量、1%氢氧化钠抽提物含量、苯醇抽提物含量、木素、聚戊糖的含量有所增加,但纤维素含量却有所减少.     

微波处理对樟子松木材化学组分含量影响

微波处理对木材化学组分含量影响的研究有助于了解木材微波处理机理。以樟子松为原料,使用隧道式微波设备处理木材,在试验条件下,木材中心最高温度可达183℃;微波功率密度和初含水率及二者的交互作用,对樟子松木材中三大素成分含量变化具有显著影响。处理后木质素相对含量增加,纤维素和半纤维素含量降幅小于5%;冷水抽提物、苯醇抽提物和1%NaOH抽提物含量降低;处理材pH值升高,但仍处于酸性范围;灰分含量保持不变。     

檫树人工林和天然林木材纤维形态和化学成分的比较研究

通过对檫树人工林和天然林木材纤维形态和化学成分的测定和比较分析 ,结果表明 :檫树人工林木材纤维长度和长宽比小于天然林 ,宽度大于天然林 ;纤维素、戊聚糖和木素的含量均稍高于天然林 ,灰分和抽出物含量均低于天然林     

马尾松木材化学组分的遗传控制及对木材育种的意义

本文利用 1 3年生马尾松子代测定林的 2 0个自由授粉家系的木材试样 ,着重研究木材化学组分的遗传学问题。研究结果表明 ,木材化学组分、基本密度和生长性状在家系间的差异都达到了极显著水平 ,并受中等至强度的遗传控制。在 6个木材化学组分中 ,灰分、戊聚糖和 1 %NaOH抽出物含量的遗传力较高 ,木质素、综纤维素和热水抽出物含量的遗传力稍低。生长性状与木材密度呈显著的负相关 ,而与木材化学组分相关性很小 ,似相互独立。遗传相关认为灰分和热水抽出物含量可分别作为综纤维素和木质素的间接选择指标。由于综纤维素和木质素含量在家系间的绝对差异较小 ,仅为 2 %～ 3% ,对选育的实际意义不大。可选择综纤维素含量高的优株进行无性繁殖加以利用     

Characterization of Brauns’ lignin from fresh and vacuum-dried birch (Betula pendula) wood

Brauns’ lignins present in the methanol extracts of fresh birch (Betula pendula) xylem and of sawn birch board subjected to vacuum drying were characterized by ¹H and ¹³C NMR spectroscopy (1D and 2D), IR spectroscopy, gel permeation chromatography (GPC) and colour measurements (CIELab) in order to find out whether Brauns’ lignin could contribute to the colour change of sawn timber that occurred during vacuum drying. The two Brauns’ lignin samples contained about equal amounts of syringylpropane and guaiacylpropane units linked with β-O-4 and β–β side-chain structures. Molecular weight of the Brauns’ lignin of vacuum-dried birch board (acetylated: 5,200 g mol⁻¹) was higher than that of the Brauns’ lignin of fresh birch wood (acetylated: 4,400 g mol⁻¹). The Brauns’ lignin of vacuum-dried wood was also clearly darker and more prominently yellow and red; between the Brauns’ lignin samples was 23.59. The differences in the molecular weights and colours suggest that the Brauns’ lignin underwent a chemical change during vacuum drying of the wood and that this change may have affected the colour of the wood.     

4种木材腐朽菌对白桦木材降解能力的比较

木材腐朽大多数由侵蚀木材的真菌所造成(李坚,2002;池玉杰,2003).这些菌能分泌多种酶,把木材中的纤维素、半纤维素和木质素分解为简单的碳水化合物作为生活的养料(Kirk et al.,1987;Higuchi,1990).由于不同的木腐菌的生理特性同,所分泌的酶及酶的活性各不相同(刘欣等,2008),因此,不同的木腐菌所分解木材的各种成分及相对速度就各不相同(Buswell,1987).     

茯苓褐腐过程中木材化学成分的变化

用褐腐真菌茯苓按常规栽培方法对木材进行降解,对比研究了正常材和不同腐朽程度木材化学组成之间的差异,用傅立叶红外光谱仪(FTIR)对样品进行表征.结果发现,腐朽初期,综纤维素和戊聚糖的含量及纤维素结晶度随腐朽时间的延长逐渐降低,木质素和1%NaOH抽出物的相对含量却逐渐升高.当腐朽进行到15周时,综纤维素含量、戊聚糖含量和纤维素结晶度分别由正常材的72.80%、14.95%和40.3%下降到18.57%、8.58%和16.1%,木质素含量和1%NaOH抽出物含量分别从27.30%和12.89%增加到43.88%和70.07%.之后,随着腐朽时间的延长,木材的组成几乎保持不变.FTIR结果证实了相同的变化趋势.     

A mid-IR multivariate analysis study on the gross calorific value in longleaf pine: impact on correlations with lignin and extractive contents

Twenty 70-year-old longleaf pine trees from a spacing, thinning, and pruning study were harvested, from which samples were analyzed for gross calorific value (GCV). A strong correlation was found between GCV and extractive contents for the unextracted wood samples. Although lignin content should impact GCV, no correlation was found between the variation in GCV with lignin content for the extractive-free wood samples. Mid-IR spectroscopy coupled with multivariate analysis provided strong correlations between the mid-IR-predicted and calorimetry-determined values for the unextracted wood samples. Plotting the regression coefficients for GCV and extractive contents showed that the same mid-IR bands were responsible for the strength of these models. Spectral differences were observed between the different extract samples, and relative peak intensities appeared to be dependent upon the extractive contents from the wood samples. Thus, models were also built based on the corresponding wood extractive contents using the actual extracts. These provided good correlations, suggesting a proportional change in extractive compositions coinciding with the total amount of extractives present in the unextracted wood samples.     

FeCl2处理麻栎木材化学变色工艺及变色机理研究

通过化学试剂与木材中木质素、抽提物等成分发生反应,可以改变木材的颜色,从而达到对木材表面修饰的目的。以氯化亚铁(FeCl2)为变色剂,通过浸渍的方式获得了变色麻栎(Quercus acutissima)单板。利用正交试验研究了亚铁离子的质量分数、处理温度、处理时间以及干燥温度对麻栎单板变色的影响,获得了最佳处理工艺;利用色差仪对麻栎表面的色度系数进行了测试,并通过紫外漫反射光谱和红外光谱对麻栎变色的原因进行了探究。实验结果表明:经氯化亚铁溶液处理后,麻栎单板表面变为蓝黑色,颜色均匀,纹理清晰;影响麻栎单板变色的各因素主次顺序为氯化亚铁质量分数>干燥温度>处理温度>处理时间。氯化亚铁对麻栎进行化学变色处理的优化工艺参数为:氯化亚铁质量分数为1.0%、处理时间为10 min、处理温度为80℃、干燥温度为40℃。碱抽提可以去除麻栎单板表面大部分可以与铁离子发生变色反应的木质素或酚类物质,碱抽提后的麻栎不再发生明显的变色反应;麻栎与铁离子的变色反应,主要发生在木材的酚羟基和芳香环取代基上,木材中的酚类物质与铁离子络合反应是其变色的主要原因。     

Chemical composition of wood and its connection with wood anatomy in Betula pubescens

ABSTRACT

The connection between chemical composition and anatomy of wood is poorly studied. Abiotic and biotic growth conditions affect the synthesis of structural compounds and the anatomy of wood at the same time as they affect growth. In this study, the wood chemical composition, and connections between wood chemistry and anatomy were studied in downy birch (Betula pubescens Ehrh.) grown on four growth sites possessing mineral and peat soils. Lignin, holocellulose, extractive and ash contents, and effective heating value were analysed and compared with libriform fibre double wall thickness and lumen diameter, vessel size and number, and ray and axial parenchyma numbers. Measured lignin and extractive contents were exceptionally high and holocellulose content low. Correlations between wood anatomy and effective heating value were partly different on different soils. Correlations between holocellulose and anatomy were the opposite of the correlations between other chemical compounds and anatomy. The significant correlations between chemical composition and anatomy were commonly opposite in trees grown on peat than in trees grown on mineral soil. Particularly, vessel characteristics and fibre wall thickness correlated significantly with wood chemistry in trees grown on mineral soil. The connections between wood anatomy and chemistry proved to be soil-dependent.     

马尾松种子园家系木材化学组分的株内纵向变化规律

利用3个22年生马尾松初级种子园自由授粉家系1.3 m、5.3 m和10.0 m 3个高度圆盘,研究3个家系纵向木材化学组分的变化规律。结果表明:综纤维、酸不溶木素、冷水抽提物、热水抽提物、苯醇抽提物、1%NaOH抽提物、灰分和水分等8个化学组分含量指标在树干纵向高度间差异显著。纤维素、综纤维、酸不溶木素、热水抽提物、苯醇抽提物、1%NaOH抽提物、灰分和水分等8个化学组分含量均随着树干高度的增加不断下降。混合取样数据接近整株化学组分的平均水平,因而宜采用混合样分析马尾松化学组分变化。不同家系木材化学组分的纵向均匀性以169号最好,159次之,162最差。     

蓝桉树龄对化学组成及其硫酸盐法制浆特性的影响

蓝桉是最适合制浆造纸工业要求的优良树种之一,在硫酸盐法蒸煮过程中不仅得率高,而且耗碱量也低。蓝桉的制浆性能与其树龄有密切的关系。本研究选择树龄分别为６年、１０年和１８年的蓝桉为实验材料,一方面通过硫酸盐法蒸煮实验了解它们的制浆特性。另一方面通过研究原料化学组分探讨影响制浆特性的主要因素。结果在用碱量相同的条件下,卡伯值的顺序为６年生〉１０年生〉１８年生。而在相同卡伯值下,纸浆得率的顺序为１８年生〈