木素的物理性质.pptVIP

Chapter 2 Lignin * Chapter 2 Lignin * Tianjin University of Science Technology 木素的物理性质及其利用 一 、一般物理性质 分离出的木素在分离过程中受到各种变化，如化学构造和分子量变化等，因此其性质也越发变得多样。可以说木素的物理性质因多种原因而变得复杂且相差甚远。木素的物理性质，包括各种波谱性质、高分子性质及其他性质，如溶解溶解性质、热性质和电化学性质等。 原本木素是一种白色或接近无色的物质，人们所见到的木素的颜色是在分离和制备过程中形成的。 如云杉Brauns木素是浅奶油色，酸木素、铜氨木素和过碘酸盐木素的颜色较深，在浅黄褐色到深褐色之间。 1、木素的粘度、分子量和分子量分布 粘度 木素溶液的粘度较低。由下表可见，不同浓度的云杉乙醇木素的，黏度值不大。比粘度为0.050~0.078 云杉乙醇木素的比粘度 木素组分 浓度（g/100mL二氧六环） 4 3.2 2.56 2.05 1.64 1 0.0548 0.0516 0.0518 0.0498 0.0495 2 0.0692 0.0642 0.0616 0.0618 0.0567 3 0.0783 0.0740 0.0718 0.0722 0.0680 相对密度 自木化植物分离的木素大都是无定形的粉末，其相对密度为1.300～1.500。 数值的大小因测定方法和木素制备方法的不同而有所区别。 二、木素的相对分子质量 原本木素的相对分子质量可高达几十万。而分离木素的相对分子质量要低得多，一般仅有几千到几万。即使是磨木木素也是原本木素中的低相对分子量部分。 * 几种植物的磨木木素（接近原本木素）的数均分子量大都在3300-4120之间，最高可达20000-25000。Mw/Mn=1.6-1.7，有多分散性。 酸碱法分离木素分子量比磨木木素要低，有的却高于磨木木素（木素之间缝合）。 * 磨木木素的平均分子量 磨木木素 Mw Mn Mw/Mn 云杉 7050 4120 1.70 落叶松 6650 3760 1.78 杨木 5140 3440 1.55 芦苇 5350 3300 1.62 * 各种可溶性木素的分子量 木素 Mw×10-3 Mn×10-3 Mw/Mn 云杉“天然木素” 2.8~5.7 云杉MWL 20.6 8.0 2.6 云杉硫酸盐木素 11.4~19.3 5.0~6.1 2.3~3.1 阔叶木硫酸盐木素 2.9 2.8 云杉木素磺酸 5.3~13.1 3.1 云杉亚氯酸盐木素 8.8~9.6 2、木素分子的形状 木素的结构是无定形的。 用电子显微镜研究木素的超分子结构状态表明，木素是以球状质点状态或块状质点状态聚集存在的。 原本木素和碳水化合物，在植物细胞中，以层状结构存在，制浆过程中以厚度约2nm宽度的碎片溶出，大的板状的碎片在溶液中不规则地折叠卷曲，而成近于球状的木素的分子质点。 3.? 木素的溶解性 原本木素在水中以及通常的溶剂中大部分不溶解，也不能水解成单个木素单元。 在制浆过程中为了把木材中的木素溶出，使纤维分离开来，往往要在木素大分子中引入亲液性基团；或是使用碱，在一定条件下从木素中导出新的酚羟基，由于酚羟基的亲液性，也能使木素溶解出来。 * 原本木素在水中以及通常的溶剂中大部分不溶解，不同的分离木素溶解性也不同。 分离的木素在某种溶剂中溶解与否，取决溶剂的特定溶解性参数和氢键结合能。 4、木素的热性质 指木素的热可塑性，对木材的加工和制浆，特别是机械木浆的制造，是一项重要的性质。 磨木浆：由于磨石对原木周期性压力脉冲作用，使木材加热，木素软化，使纤维完整离解，反之未经充分软化的木材，在磨浆中会在细胞壁任意处破裂，导致碎片增多，或产生破碎了的纤维或粉状细料。 * 各种木素的软化温度，即玻璃化温度，干燥木素在127~193oC，随树种、分离方法、分子量大小而异。 吸水后的木素，软化点大大降低。 而分子量增大，玻璃化温度上升。 木素的含水率和软化点 树 种 木 素 含水率 软化点/oC 云杉 过碘酸盐木素 0 193 ? ? 3.9 159 ? ? 12.6 115 ? ? 27.1 90 桦木 过碘酸盐木素 0 179 ? ? 10.7 128 云杉 二氧六环木素(低分子量） 0 127 ? ? 7.1 72 ? 二氧六环木素(高分子量） 0 146 ? ? 7.2 92 针叶木 木素磺酸钠 0 235 21.2 118 燃烧热 木素的燃烧热值相对较高，如无灰分云杉盐酸木素的燃烧热是110.0kJ／g。硫酸木素的燃烧热是109.6kJ／g。 熔点 木素的熔点往往不是一个固定的