什么是木质素?
由松柏醇、芥子醇和对-香豆醇经酶作用脱氢聚合而成的无定形天然高聚物。又称木素。木质素最早由舒尔兹(F.Schulze)于1857年提出,来源于拉丁语“lignum”。它是植物界中仅次于纤维素的一类最丰富和最重要的有机高聚物。广泛分布于具维管束的羊齿类植物以上的高等植物中。木质素与半纤维素一起作为细胞间质填充于胞间层以及细胞壁的微细纤维间。它能减少细胞壁的透水性,增加树木茎干的抗张强度,也能防止细胞受微生物侵蚀。木材的木质素含量为20~40%,禾本科植物为15~25%。 类型和分布 木质素按其结构分类为:愈疮木基型木质素,简称G木质素;愈疮木基—紫丁香基型木质素,简称GS木质素。针叶树材木质素主要由愈疮木基丙烷构成,属于G木质素。阔叶树材木质素由愈疮木基丙烷和紫丁香基丙烷构成,属于GS木质素。禾本科木质素除由愈疮木基丙烷与紫丁香基丙烷构成外,还有较多的对-羟苯基丙烷,称为GSH木质素。受压木木质素中除有愈疮木基丙烷外,尚有相当数量的对-羟苯基丙烷,称为GH木质素。 木质素在植物中的分布不均一。随树种、树龄、取样部位的不同,木质素的含量和结构都有差别。据紫外显微镜和扫描电镜—能量分析仪(SEM-EDXA)测定,针、阔叶树材和禾本科各类细胞的胞间层与细胞角的木质素浓度都比次生壁高得多,其中以细胞角的浓度最高。由于次生壁的体积比胞间层和细胞角大得多,木材和禾本科木质素约有2/3分布于次生壁。阔叶树材不同类型的细胞中木质素的类型不同。木纤维中的木质素主要由紫丁香基丙烷构成,而导管单元的木质素主要由愈疮木基丙烷构成。 分离方法 按照木质素分离的原理可分为两类:①溶解植物中的高聚糖,保留木质素残渣;②溶解木质素留下高聚糖。属于前法分离的木质素有硫酸木质素、盐酸木质素和高碘酸盐木质素等;属于后者的有磨木木质素(简称MwL)、纤维素酶解木质素(简称CEL)、二氧六圜木质素等,与制浆造纸工业有关的木质素磺酸、碱木质素和硫酸盐木质素也属于此类。基于天然存在于植物中木质素的活泼性、结构的复杂性以及与高聚糖间错综复杂的关系,至今未能分离出完全代表植物中木质素的分离木质素。用缓和方法分离的木质素如MWL和CEL常用于木质素结构的研究。 化学结构 包括元素组成、官能团、基本结构单元和结构单元间的连接、木质素的结构模型。 元素组成 木质素主要由碳、氢、氧三种元素组成。禾本科木质素除含上述元素外,还有少量氮元素。 官能团 木质素的主要官能团有甲氧基、羟基和羰基。甲氧基是木质素的特征官能团。存在于苯丙烷结构单元的苯环上。针、阔叶树材木质素中的甲氧基分别为14~16%和17~22%。木质素中的羟基有存在于苯环上的酚羟基和侧链上的醇羟基。羰基存在于结构单元的侧链上。禾本科木质素结构单元侧链上还有羧基。 基本结构单元和结构单元间的连接 木质素的基本结构单元为苯基丙烷,即 结构单元间通过醚键和碳碳键相连。其中以醚键为主。木质素中约有2/3~3/4的苯丙烷单元以醚键相连,其余为碳碳键。 醚键 木质素中醚键包括酚醚键、烷醚键和二芳醚键。以酚醚键为主。酚醚键中芳基-甘油-β-芳醚即β-O-4醚键数量最多,占木质素结构单元的一半左右(结构图中结构单元1-2,2-3,4-5,6-7,7-8和13-14)。其余为α-O-4醚键(结构单元3-4,3-13和15-16)和二芳基醚键(结构单元8-10)。此外还有二烷基醚键(结构单元10-11)等。 碳碳键 主要的碳碳键有β-5(结构单元3-4),β-β(结构单元10-11),5-5(结构单元5-6)和β-1(结构单元8-9)等。 禾本科木质素中还有对-香豆酸和阿魏酸与相邻结构单元侧链α或γ碳键的酯键。 木质素的结构模型 针叶树材木质素结构模型有弗罗登伯尔(K.Freudenberg)1968年提出的由18个苯丙烷构成的云杉木质素模型,阿德勒(E.Alder)1977年提出的16个苯丙烷构成的云杉木质素模型(见图),神原彰1980年提出的28个苯丙烷组成的结构模型。量大的针叶树材木质素结构模型是格莱塞(W.Glasser)1981年提出由94个苯丙烷组成的火炬松木质素模型。尼姆兹(H.Nimz)1974年提出阔叶树材山毛榉木质素模型图,包括25个苯丙烷单元。上述各种模型都只能代表木质素结构的片断。目前已能较详细地描述针叶树材的木质素结构。阔叶树材及禾本科木质素的结构尚有许多不明了处。鉴于木质素细结构的复杂性和现行分析方法的某些缺陷,现有的木质素模型仍需修改。 物理性质 随木质素的来源、分离和纯化方法而异。分离木质素的颜色由浅乳酪色至深棕色。无光学活性。折射率1.61。密度1.25~1.40克/平方厘米。分子量为几百至几十万,具多分散性。木材磨木木质素分子量为10000~20000,禾本科磨木木质素为7000~9000。分子形状近于球状或块状。不溶于常用的中性有机试剂。木质素具热塑性,其软化温度与木质素的分子量和含水率有关。干的分离木质素软化温度一般为120~200℃。木质素的热塑性与制浆造纸和木材加工工业有密切关系。 化学性质 木质素可发生侧链反应和芳核的选择性反应。侧链反应多与活性苯甲醇、烷醚键和芳醚键有关。芳核上主要发生卤化和硝化反应。与木质素改性有关的反应有甲酰化、氰乙基化、酚化和接枝共聚等。木质素的化学反应对制浆造纸尤为重要。木质素在制浆中发生侧链与氢氧化钠、硫化钠和亚硫酸盐的亲核反应,在漂白中与分子氯、二氧化氯、氧、次氯酸盐和过氧化氢发生各种亲电和亲核反应。在高温的酸性和碱性介质中还发生缩聚反应。 木质素能与脂肪族化合物、酚类、芳香胺类、杂环化合物和无机化合物发生显色反应。木质素的显色反应对于木质素的鉴别、分类和分布的研究以及特定结构基团的定量都有密切的关系。其中缪勒(M?ule)反应和克劳斯—贝文(Cross-Bevan)反应常用来鉴别针、阔叶树材。 利用 木质素除可作为燃料或保留于纸浆中生产高木质素含量的纸浆外,可以其聚合物形式用作染料;油井、碳黑、水泥、混凝土等方面的分散剂;沥青、蜡和脂肪的乳化剂;动物饲料、石墨、铁矿砂、煤砖的粘合剂;水处理剂、工业上的清洁剂、防腐蚀剂及农业用微量营养剂等。在作为橡胶的增强剂、抗氧剂、可控农药、酚醛树脂代用品等方面也有应用价值。由木质素制备的低分子化学试剂主要有香草醛、二甲硫醚和二甲亚砜等。工业木质素来源丰富,价格低廉,对人畜无毒。木质素有广阔的利用前景。
木质素的功能?
可作为环氧树脂、橡胶及热塑性塑料等的添加剂;可作为高分子原料;可作为动物饲料添加剂。 由于木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、碳基共扼双键等活性基团,因此可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解甲氧基、羧基、光解、酞化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应。 其中,又以氧化、酞化、磺化、缩聚和接枝共聚等反应性能在研究木质素的应用中显示着尤为重要的作用,同时也是扩大其应用的重要途径。在此过程中,磺化反应又是木质素应用的基础和前提,到目前为止,木质素的应用大都以木质素磺酸盐的形式加以利用。 在亚硫酸盐法生产纸浆的工艺中,正是由于亚硫酸盐溶液与木粉中的原本木质素发生了磺化反应,引进了磺酸基,增加了亲水性。 而后这种木质素磺酸盐在酸性蒸煮液中进一步发生水解反应,使与木质素结合着的半纤维素发生解聚,从而使木质素磺酸盐溶出,实现了木质素、纤维素与半纤维素的分离,得到了纸浆,同时也使木质素的应用成为了可能。
什么是木质素
木质素(拉丁语、英语、德语: Lignin)是一类复杂的有机聚合物,其在维管植物和一些藻类的支持组织中形成重要的结构材料。木质素在细胞壁的形成中是特别重要的,特别是在木材和树皮中,因为它们赋予刚性并且不容易腐烂。在化学上,木质素是交叉链接的酚聚合物。 植物的木质部(一种负责运水和矿物质的构造)含有大量木质素,使木质部维持极高的硬度以承拓整株植物的重量。 木质素纤维素作用 1、防止各种塑性和机械性收缩,离析等因素而导致的非结构性裂缝,可增加混泥土在塑性阶段的延伸性,从而有效的防止了前期的收缩和沉缩裂缝的产生。 2、在混泥土硬化阶段提高了混泥土抗冲击强度和疲劳强度。 3、能有效减少裂缝,增加材料介质连续性,减小了冲击波被阻断而引起的局部压力集中的现象。 4、能吸收冲击能量,特别在初裂后有继续吸收冲击能的能力,同时能够使裂缝宽度扩张缓慢。 5、能够延长混泥土的寿命,提高混泥土在疲劳过程中刚度的保持能力。 6、提高了泥土轴向抗拉强度和变曲抗拉强度,混泥土是一种脆性材料,它的抗拉强度很低,一般只有抗拉6%-12%,由于抗拉强度比较低,当混泥土表面出现较大的拉应力时容易形成开裂; 从而严重降低了混泥土的耐久性,掺入同拌的混泥土抗拉强度的前提下,能有效降低混泥土的脆性,提高抗折强度从而提高混泥土的耐久性,为有效解除混泥土的质量通病开辟了良好前景。 以上内容参考 百度百科-木质素纤维素;百度百科-木质素
木质部与木质素
木质部: 1、导管最有特点,它由首尾相连的管状细胞组成,导管分子幼时是活细胞,成熟时原生质体被分解,成为死细胞,胞间横壁消失,形成穿孔。 2、一般说来,大多数硬木中很大一部分是由纤维成分组成的,它由无数狭长的细胞组成,有着厚厚的细胞壁和细细的尖端,彼此紧紧连接在一起,其中散布着导管。木质部的硬度取决于这些细胞的数量和细胞壁的厚度。 3、大多数木质部含有一定比例活的薄壁细胞,通常里面储藏有淀粉。这些细胞在其他厚壁成分间形成竖直序列。 4、木质部上活的部分生理上与所谓的放射线联系起来。放射线实质上是由少数活细胞垂直叠层起来的壁,里面通常充满淀粉。在被剖开的树干或枝干中(也就是从横切面观察),这些放射线形成一系列放射状线,其中最宽的线肉眼很容易看见。 5、管胞为木质部的细胞成分之一,为末端尖锐的管状细胞。硬木上管胞的数量通常并不多,但是在所有的软木以及非常稀少的原始双子叶植物中它们几乎是“木质柱”(除了放射线之外)的全部要素。管胞具有双重作用——作为导管的输送功能和提供纤维的强韧性。它们的部分纵向壁上具有非常分散的浅点,叫做凹坑,它们将水从一个细胞运送到另一个细胞。 在树木生长以及存活的时候,树的导管壁、管胞壁和纤维壁充满一种叫做木质素的物质。当它们乏亡后,这种物质仍然存在,因此保留了硬的细胞形状。 因此我们把树干或枝干的木质看做是由庞大的连锁的微观细胞丛组成的,其中有些在器官功乏哎熟后变得高度木质化并死去;其他与此交织兰一起的成分(组成木质部的薄壁组织和放射线)仍然存活,而且代谢活动的程度不同。所有这些细胞来源于精细的分生(周期性分裂)细胞柱体,术语叫做维管形成层,它们形成木质部和树皮之间的分界线。毋庸置疑,维管形成层作为一种分生组织或者形成组织,不仅在树的发育过程中发挥重要的作用,而且在树的整个生命历程中都具有重要的作用。 木质素: 木质素是一系列化学成分不详的复合碳化合物的通用术语,但是很明显有许多不同种类的木质素。一个值得一提的有趣事实是针叶树的木质素与阔叶树的木质素不同。另外我们需要注意的重要事实是:这些细胞和它们的木质素决定木质的强度和硬度,因此木质素壁越厚这些特性就越明显。
大学理工类都有什么专业
1、通信工程 通信工程专业(Communication Engineering)是信息与通信工程一级学科下属的本科专业。该专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到通信工程实践的基本训练,具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。 2、软件工程 软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。 在现代社会中,软件应用于多个方面。典型的软件有电子邮件、嵌入式系统、人机界面、办公套件、操作系统、编译器、数据库、游戏等。同时,各个行业几乎都有计算机软件的应用,如工业、农业、银行、航空、政府部门等。 3、电子信息工程 电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。 电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。 本专业培养掌握现代电子技术理论、通晓电子系统设计原理与设计方法,具有较强的计算机、外语和相应工程技术应用能力,面向电子技术、自动控制和智能控制、计算机与网络技术等电子、信息、通信领域的宽口径、高素质、德智体全面发展的具有创新能力的高级工程技术人才。 4、车辆工程 车辆工程专业是一门普通高等学校本科专业,属机械类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。2012年,车辆工程专业正式出现于《普通高等学校本科专业目录》中。 车辆工程专业培养掌握机械、电子、计算机等方面工程技术基础理论和汽车设计、制造、试验等方面专业知识与技能。 了解并重视与汽车技术发展有关的人文社会知识,能在企业、科研院(所)等部门,从事与车辆工程有关的产品设计开发、生产制造、试验检测、应用研究、技术服务、经营销售和管理等方面的工作,具有较强实践能力和创新精神的高级专门人才。 5、土木工程 土木工程(Civil Engineering)是建造各类土地工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动,也指工程建设的对象。 即建造在地上或地下、陆上,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。 土木工程是指除房屋建筑以外,为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。 专业老师在线权威答疑 zy.offercoming.com