木素物理性质(精品)

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0.0500.078,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。,7,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。,M,w,/M,n,=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）。,8,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,5350,3300,1.62,9,各种可溶性木素的分子量,木素,Mw10,-3,Mn10,-3,Mw/Mn,云杉“天然木素”,2.85.7,云杉,MWL,20.6,8.0,2.6,云杉硫酸盐木素,11.419.3,5.06.1,2.33.1,阔叶木硫酸盐木素,2.9,2.8,云杉木素磺酸,5.313.1,3.1,云杉亚氯酸盐木素,8.89.6,2,、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。,14,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。,16,各种木素的软化温度，即玻璃化温度，干燥木素在127193,o,C，,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/,o,C,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物理常数，如云杉碱木素的熔点为,186,，有两种工业碱木素的熔点分别为,140,和,170,。,5,、电化学性质,作为高分子电解质的木素，在电泳时向阳极移动，因此可以与碳水化合物相分离。另外用电泳法和电渗析法，可以从制浆废液中,分离木素磺酸,。,