木材和非木材纤维的组成

软木材和硬木材含有纤维素(40-45%),半纤维素(20-30%),木质素(2030%)和提取物(2-5%)[7]。纤维素是一种线性聚合物,由y#- d -葡萄糖单元由1-4糖苷键连接而成。半纤维素是分支的,不同类型的这种聚合物存在于软、硬木材和非木材物种中。在软木材中,常见的半纤维素是半乳糖甘露聚糖(重量15-20%)、阿拉伯葡萄糖醛酸木聚糖(重量5-10%)和阿拉伯半乳糖聚糖(重量2-3%),而在硬木材中,发现葡萄糖醛酸木聚糖(重量20-30%)和葡甘露聚糖(重量1-5%)[2,3]。木质素是一种复杂的非均相苯丙类生物聚合物,含有多种稳定的碳-碳键与芳基/烷基醚键,并可与半纤维素[8]交联。木质素是无定形的,立体不规则的,不溶于水的,不水解的,并且高度抵抗大多数生物的降解,必须这样才能赋予植物抵抗许多物理和环境压力。这种顽固的生物聚合物是在植物细胞壁中通过对羟基肉桂醇的酶催化偶联形成的,即对香豆醇、针叶醇和辛纳醇,这些醇在陆地高等植物的生物量中占很大比例。在硬木中,木质素由针叶醇和辛纳醇组成,而在软木中主要是针叶醇的聚合物。被称为“提取物”的木材溶剂可萃取化合物包括脂肪族,如脂肪、蜡和酚类化合物,包括单宁、类黄酮、二苯乙烯和萜类化合物。

根据树木的种类和树龄,提取物占木材的1-5%。包括树脂酸在内的萜类化合物只存在于针叶木材中,是从木材的“沥青”成分中提取出来的。与木材相比,非木材物种的结构没有得到很好的研究。草类通常含有较多的半纤维素、蛋白质、二氧化硅和蜡。另一方面,与木材相比,草中木质素含量较低,木质素与纤维素的结合较弱,因此更容易获得。

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