《南林大2012木材学大题(小疯疯整理).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《南林大2012木材学大题(小疯疯整理).doc(3页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、纤维素和半纤维素的主要异同点? 答:相同点:(1)半纤维素和纤维素两者同属于多聚糖,(2)同是苷键连接的,(3)皆可酯化或醚化,在适当的条件下可以水解,在碱性条件下可以降解。 不同点: (1)纤维素是由单一糖基构成的高聚物,半纤维素是由两种或两种以上的糖 基构成。(2)纤维素是线形高聚糖,半纤维素是线形的带有各种短侧链的多聚糖。(3) 纤维素具有结晶区和非结晶区结构,形成纤丝存在于细胞壁,为骨架物质,半纤维素为基 质物质,包围在纤维素纤丝外面,在外界条件影响下,半纤维素要比纤维素容易起化学反 应。(4)半纤维素的吸湿性和润胀度均比纤维素高。什么是木材的“吸着滞后”现象? 答:在木材被水浸透的情
2、况下,纤维素和木素的羟基几乎完全为吸着水所满足,当木材干燥时,一部分羟基自由释放,但由于干缩作用,这些羟基便靠拢的很近,有许多羟基仍相互吸引而满足,这部分相互吸引而满足的羟基不能再自由的吸附水分,吸附量便降低了。因此,吸附和退吸等温线会形成一个回线,其含水率差称为“滞后,这种现象称为“吸着滞后”。说明影响木材力学性质的因素主要有哪些。答:影响木材力学性质的因素主要有:密度:木材的强度与刚性随着木材密度的增大而增大。含水率:在纤维饱和点以上,当含水率改变时,木材的强度几乎无变化。在纤维饱和点以下,随着含水率的升高木材的强度降低。温度:木材温度升高,强度即随之降低,湿材降低的程度大于干材。温度在
3、20160之间强度均匀降低,温度160强度降低的速度加大。载荷作用时间:在载荷的长期作用下木材的强度会逐渐降低,所施加的载荷越大木材能经受的时间越短。纹理:斜纹理对木材顺纹抗拉强度影响最大,斜率 1/25 强度变会明显下降。对顺纹抗压强度影响较小,斜率不超过 1/10 强度下降的程度不十分明显,斜率对横纹剪切强度的影响可以忽略不计。解释木材干缩湿胀各向异性及其形成原因。答:表现(1)纵向收缩小0.10.3%(2)径向收缩大36%(3)弦向收缩更大612%。原因:横向大于纵向:水分进入时横向距离变大。弦向大于径向:(1)射线组织的影响:由于木射线在径向的抑制作用,径向的干缩率和湿胀率较弦向的小(
4、2)早、晚材差异的影响:由于晚材的干缩与湿胀比早材大,所以晚材弦向的胀缩促使早材的胀缩加大,因为早、晚材是并列的,所以相互有抑制作用,在径向早、晚材是串联的,因此相互没有牵制(3)微纤丝倾角差的影响: 由于纤维在径面上有较多纹孔存在,致使微纤丝的排列不如弦面上的纤丝接近于平行纤维的长度,所以弦向的干缩率和湿胀率大于径向的(4)细胞壁的量尤其是胞间层量的影响:由于木材弦向单位尺寸中含的胞间层物质和胞壁物质比径向单位尺寸中的含量大,所以干缩率和湿胀率弦向比径向大。木材有哪些优缺点? 答:木材的优点:(1)易于加工(2)木材的某些强度与重量的比值较一般金属的比值高(质轻而强度高)(3)气干木材是良好
5、的热绝缘和电绝缘材料。(4)木材有吸收能量的作用(5)木材是弹性塑性体,在损坏时有一定的预警(6)木材具有天然的美丽花纹,光泽和颜色,能起到特殊的装饰作用。木材的缺点:(1)木材会发生各向异性的干缩湿胀(2)木材容易腐朽和虫蛀(3)木材用作沿海水工建筑材料或木船等,常为海生钻孔动物所侵害。(4)木材易于燃烧(5)木材的变异性很大(6)木材有许多不可避免的天然缺陷。试述管胞和木纤维的壁层结构理论。答:组成木材的细胞中,针叶树材的管胞占绝大部分,阔叶树材是木纤维占大部分。这些细胞壁的壁层结构对木材各种性质具有很大影响。管胞和木纤维的细胞壁都包括初生壁和 次生壁的 S1、 S2、 S3 层,其中 S
6、2 层的厚度约占整个壁厚的70%以上,为胞壁中最厚的一层,成为细胞壁的主体。管胞和木纤维的初生壁中的微纤丝排列基本呈无定向的网孔状结构,其表面的微纤丝排列的主方向与细胞略成直角。次生壁 S1 层与 S3 层缓倾斜,S1 层与细胞 轴成 5070 度角,S3 层成 6090 度角,S2 层陡倾斜,与细胞轴成 1030 度角,基本平行。简述纤维素的化学结构特点。 答:(1)纤维素大分子仅由一种糖基即葡萄糖基组成,糖基之间以 1,4 苷键连接。 (2)纤维素链的重复单元是纤维素二糖基,长度为 1.03nm,每一个葡萄糖基与相邻的葡萄糖基依次偏转180度。 (3)除两端的葡萄糖基外,中间的每个葡萄糖基
7、具有三个游离的羟基,分别位于 C2、C3、C6 位置上,纤维素的分子式可以表示为:C6H7O2(OH)3n,第 2、3 碳原子上的羟基为仲醇羟基,第 6 碳原子上的羟基为伯醇羟基。(4)纤维素大分子右端的葡萄糖末端基上的羟基具有潜在的还原性,被称为隐性醛基,左端的葡萄糖末端基是非还原性的,由于纤维素的每一个分子链只有一端具有还原性,所以纤维素分子具有极性和方向性。(5)除了具有还原性的末端基在一定的条件下氧环式和开链式结构能互相转换外,其余每个葡萄糖基均为氧环式椅式,具有较高的稳定性。论述木材抽提物对木材材性和加工利用的影响。答:(1)抽提物对木材颜色的影响:色素的存在可使木材呈现各种色调,有
8、些色素能吸收太阳光中的紫外线,可增加木材表面抗光化降解作用(2)抽提物饿木材气味、滋味的影响:从木材中逸出的挥发性物质不同而使木材具有不同的气味,未挥发的成分具有不同的滋味。具有香味的木材可用来气熏物品或制成工艺美术品(3)抽提物对木材强度的影响:含树脂和树胶较多的热带木材其耐磨性较高。 抽提物对木材强度的影响随作用力的方向有变异。顺纹抗压、抗弯强度和和冲击强度随着木材抽提物含量的增加而增加(4)抽提物对木材渗透性的影响:抽提物的存在可使木材的渗透性降低,心材的渗透性小于边材,是因为心材所具有的抽提物高于边材(5)抽提物对胶合性能的影响:a 抽提物可使木材表面污染:大量抽提物沉积于木材表面,增
9、加了木材表面的污染程度,从而降低界面间的胶合强度。憎水性抽提物降低木材表面润湿性,破坏木材表面反应场所,不利于木材胶粘剂的界面胶结。抽提物的氧化有增加木材表面酸性的趋势,促使木材表面降解,降低表面强度。b 抽提物使胶粘剂固化不良:抽提物移向木材表面,可干扰木材胶粘剂界面形成,阻止材面润湿使胶合强度变低,改变胶粘剂的特性(6)抽提物对涂饰性能的影响:抽提物会是漆膜变色,漆膜早期变坏,妨碍漆膜固化(7)抽提物对木材接枝聚合作用的影响:某些酚类抽 提物具有阻聚作用(8)抽提物对木材表面耐候性的影响:木材表面的抽提物能促进木材对紫外光的吸收,加速木材表面的光化降解作用(9)抽提物对木材加工工具的影响:
10、木材中多酚类抽提物含量高者在木材加工过程中易使切削刀具磨损(10)抽提物对木材声学性能的影响:抽提物部分被分解或去除,有助于改善木材的声学性能(11)抽提物对工人健康的影响:某些木材抽提物含有毒性的化学成分(12)抽提物对木材利用的一些不利影响:某些抽提物会延缓水泥的凝结时间降低固化强度,用气味浓厚的木材制造的包装箱不宜装茶叶和食品。针叶材和阔叶材在微观构造上有什么区别?组成分子针叶材阔叶材导管不具有具有管胞木纤维管胞是主要分子,不具韧性纤维。管胞横切面呈四边形或六边形。早晚材管胞差异较大具有阔叶树材管胞(环管管胞和导管状管胞)。木纤维(纤维状管胞和韧性纤维)是主要分子,细胞横切面形状不规则,早晚材之间差异不大木射线具射线管胞不具射线管胞胞间道松科的某些属具有树脂道少数树种具有树胶道轴向薄壁组织没有或甚少发达至甚少