当前课程知识点：植物纤维化学 > 第三章 水分存在形式 > 3.2 水分对木材的影响 > 第二节 水分对木材的影响
纤维饱和点含水率
潮湿木材置于干燥环境中
由于木材内水蒸汽压力高于大气水蒸汽压力
水分就会由木材向大气蒸发，首先蒸发的是自由水
当木材内的自由水蒸发殆尽而吸着水仍处于饱和状态时
则称它的含水状态是纤维饱和点
此时的含水率则称为纤维饱和点含水率
由此可见，纤维饱和点是木材的一种特定含水状态
纤维饱和点含水率数值虽因树种
温度以及测定方法的不同而有差异，约在 23%~32%
通常以 30% 作为各个树种纤维饱和点含水率的平均值
纤维饱和点的重要意义不在于其含水率的具体数值
而在于它的实用价值和理论意义
研究已经表明纤维饱和点是木材性质变化的转折点
木材含水率在纤维饱和点以上变化时
木材的形体、强度、电、热性质等都几乎不受影响
反之，当木材含水率在纤维饱和点以下变化时
上述木材性质就会因含水率的增减而产生显著而有规律的变化
木材的吸湿性
木材的吸湿性是指木材由空气中吸收水分或蒸发水分的性能
木材具有吸湿性的原因有两个
其一在于组成木材的细胞壁物质一纤维素
和半纤维素等化学成分结构中有许多游离羟基
它们在一定温度和湿度条件下具有很强的吸湿能力
其二木材是微毛细多孔体
木材内存在有超物理学的大毛细管系统和微毛细管系统
它具有很高的空隙率和巨大的内表面
胞壁微毛细管内水表面上的饱和蒸汽分压
小于木材周围空气中的饱和水蒸汽分压
所以木材有强烈的吸附性和毛细管凝结现象
木材含水率与环境条件的关系
平衡含水率
生材或湿材在空气中会发生水分蒸发，此为解吸过程
反之，干材会由空气中吸着水分，此为吸湿过程
木材在解吸或吸湿过程初始时进行得十分强烈
此后就逐渐缓慢下来，直至速度几乎降为零而达到动态平衡
木材的吸湿和解吸是可逆的，在进行过程中
既存在水蒸汽分子碰撞木材界面而被吸附——吸湿
同时也有一部分被吸取的水蒸汽分子脱离木材向空气中散发——解吸
此二相反过程同时进行的速度可相等也可不等
此二相反过程同时进行的速度可相等也可不等
随着过程的继续进行，木材的吸湿速度和解吸速度
将趋于相等而达到平衡状态，即吸湿平衡
木材的吸湿速度与解吸速度达到平衡时的木材含水率
称为平衡含水率
木材平衡含水率的高低随树种不同而有差异，但差异不大
吸湿滞后，在一定大气条件下
吸湿达到的平衡含水率总比解吸时低 这种现象我们称为吸湿滞后
其原因是 1.吸湿的木材必定是经过干燥，而在这一过程中
木材的微毛细管系统内的空隙已有一部分被透进来的空气所占据
这就妨碍了木材对水分的吸收
2.木材在解吸干燥后，用以吸取水分的羟基有氢键直接相连
使大部分羟基相互饱和而减少了对水分的吸着
3.木材具有塑性
干缩性和湿胀性
木材干缩并非发生在木材中水分蒸发的全过程
而仅在木材含水率降至纤维饱和点以下时才开始
在纤维饱和点以下，随着木材含水率的降低
干缩量随之增大，直至木材含水率降为零时，其干缩量达最大值
同样，木材的湿胀性也并不发生在吸水的全过程中
它也只发生在其含水率为纤维饱和点以下
即木材的湿胀由木材含水率为零时开始，随着含水率的增高
湿胀量也随之增大，直到含水率达纤维饱和点时，其湿胀量达最大值
干缩和湿胀的起因和种类
木材具有干缩性和湿胀性，是因木材在失水或吸湿时
木材内所含水分向外蒸发或干木材由空气中吸收水分
使细胞壁内纤丝间、微纤丝间和微晶间水层变薄而靠拢或变厚而伸展
从而导致细胞壁乃至整个木材尺寸和体积发生变化
实验表明，木材的顺纹干缩仅为0.1%左右
而径向干缩为 3%~6 %，弦向干缩为 6%~12 %
可见，三个方向干缩中以顺纹最小
在加工利用中影响很小，可忽略不计
但横纹干缩数值较大，如不予重视或处理不当
将会造成木材及木制品的开裂和变形
所以它是影响木材加工利用的主要问题
所以它是影响木材加工利用的主要问题
干缩和湿胀的各向异性
木材干缩和湿胀在不同方向上的差异 称为木材干缩和湿胀的各向异性
这种各向异性，主要是由木材的构造特点造成
木材细胞壁内微纤丝方向在次生壁外层(S1)和内层(S3）
与细胞长轴几乎近于垂直，中层(S2)则与长轴近于平行
而细胞壁中次生壁占的比重最大，次生壁中又以中层厚度最大
因此，木材的干缩或湿胀也就主要取决于次生壁中层微纤丝的排列方向
由于次生壁中层微纤丝的排列方向几乎与细胞长轴相平行而稍具夹角
当微纤丝在失水相互靠拢时，顺纹方向收缩很小，横纹方向收缩很大
见木材干缩示意图
至于木材径向、弦向收缩的差异
其原因是复杂的，并非由单一因素所决定
这里就不再讲解了，留给同学们自己思考
小结
木材中的水分可分为化学水、自由水及吸着水
木材的吸湿性是指木材由空气中吸收水分或蒸发水分的性能
原因是木材含有游离羟基和大量微毛细管孔隙
木材因吸湿或解吸导致干缩湿胀，干缩和湿胀是各向异性
下节课我们将一起学习植物纤维原料的少量组分——提取物
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-绪论
--绪论
-讨论
-1.1 植物纤维原料形成与分类
-1.1 植物纤维原料形成与分类--作业
-1.2 木材的宏观结构
--木材的宏观结构
-1.2 木材的宏观结构
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造--作业
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构--作业
-1.5 纤维细胞壁超微结构
-1.5 纤维细胞壁超微结构--作业
-1.6 纤维形态学因素
-1.6 纤维形态学因素--作业
-讨论
-图文
-课程思政--中国文化自信案例1
--纸的故事（一）
-本章总结
-2.1 植物纤维原料的化学组成
-2.1 植物纤维原料的化学组成--作业
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响--作业
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成--作业
-讨论
-图文
-本章总结
-3.1水分存在形式
-3.1水分存在形式--作业
-3.2 水分对木材的影响
-3.2 水分对木材的影响--作业
-讨论
-图文
-课程思政——木材水分与干缩湿胀实例
-本章总结
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质--作业
-4.2 芳香族化合物
-4.2 芳香族化合物--作业
-4.3 脂肪族化合物和无机物
-4.3 脂肪族化合物和无机物--作业
-4.4 提取物的分布、提取和分离
-4.4 提取物的分布、提取和分离--作业
-4.5 提取物对加工利用的影响
-4.5 提取物对加工利用的影响--作业
-讨论
-课程思政——提取物的高效利用实现绿水青山就是金山银山
--松脂采集
--松脂加工利用案例
-本章总结
-5.1糖化学基础
-5.1糖化学基础--作业
-5.2纤维素的存在、结构、性质
-5.2纤维素的存在、结构、性质--作业
-5.3纤维素物理结构
-5.3纤维素物理结构--作业
-5.4纤维素晶体结构
-5.4纤维素晶体结构--作业
-5.5纤维素结晶度及测定方法
-5.5纤维素结晶度及测定方法--作业
-5.6 纤维素润胀、溶解
-5.6 纤维素润胀、溶解--作业
-5.7 纤维素双电层及热解
-5.7 纤维素双电层及热解--作业
-5.8 纤维素酸水解和碱降解
-5.8 纤维素酸水解和碱降解--作业
-5.9 纤维素的氧化
-5.9 纤维素的氧化--作业
-5.10 纤维素酶降解
-5.10 纤维素酶降解--作业
-5.11纤维素酯化
-5.11纤维素酯化--作业
-5.12 纤维素醚化
-5.12 纤维素醚化--作业
-5.13纤维素接枝共聚与交联
-5.13纤维素接枝共聚与交联--作业
-5.14纤维素物理改性
-5.14纤维素物理改性--作业
-5.15细菌纤维素
-5.15细菌纤维素--作业
-讨论1
-讨论2
-图文
-拓展学习资料
--纸张结构
--纤维角质化定义
--纤维角质化机理
-课程思政--文化自信案例2（中国古名纸）
-课程思政——国家能源战略：生物质能源
-课程思政——文化自信案例3（纤维素与纺织）
-本章总结
-思维导图
-6.1半纤维素的命名、存在
-6.1半纤维素的命名、存在--作业
-6.2半纤维素提取
-6.2半纤维素提取--作业
-6.3半纤维素分离及糖基测定
-6.3半纤维素分离及糖基测定--作业
-6.4半纤维素的化学性质
-6.4半纤维素的化学性质--作业
-6.5半纤维素与纸张的关系
-6.5半纤维素与纸张的关系--作业
-6.6半纤维素利用
-6.6半纤维素利用--作业
-讨论
-图文
-拓展学习-功能性低聚糖
--功能性低聚糖
--常见功能性低聚糖
--木糖醇的食用
-本章总结
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.2 木素的存在及其生物合成
-7.2 木素的存在及其生物合成--作业
-7.3 木素概念及化学结构
-7.3 木素概念及化学结构
-7.4 木素的分离
-7.4 木素的分离--作业
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.8 木素的显色反应
-7.8 木素的显色反应
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.13 木素的亲电反应
-7.13 木素的亲电反应
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.15 木素的利用
-7.15 木素的利用
-讨论1
-讨论2
-图文
-植物纤维化学实验资料
--植物纤维化学实验
-课程思政——文化自信案例3：中国造纸技术的贡献
-本章总结
-考试
