家具材料之——木材细胞.ppt

家具材料之——木材细胞3.1木材细胞的生成
3.2木材细胞结构
3.3细胞壁上的结构特征简单介绍木材细胞的生成，详细讲解木材细胞壁上的纹孔、螺纹加厚、瘤层等特征及木材细胞壁的结构（超微结构与分层结构）。
木材是由细胞组成的，木材细胞在生长发育过程中历经分生、扩大和胞壁加厚等阶段而达到成熟。
要了解木材，就必须了解木材细胞，更重要地是应该了解木材细胞壁的超微构造和壁层结构，因为木材各种物理力学性质在宏观表现的各向异性都与之有关；同时，了解细胞壁上的结构特征也很重要，它们不仅是木材树种识别的构造特征依据，同时对木材加工过程也有着重要的影响。
3.1木材细胞的生成形成层有两种原始细胞：纺锤形原始细胞和射线原始细胞。纺锤形原始细胞的长轴沿树高方向，两端尖削，呈纺锤形，为木质部中纵行排列细胞的来源（图3-1）；射线原始细胞形小、聚集成射线状，为木质部中横行细胞的来源。
非叠生形成层:多数树种的形成层原始细胞排列不整齐，即它们的排列上下互相交错，不在同一水平面上（图3-1A）
叠生形成层:有些阔叶树种形成层原始细胞排列整齐，从垂直于形成层的方向观察，它呈显明的层次（图3-1B）。
形成层原始细胞的分裂有两种类型：
在弦向纵面的平周分裂，即原细胞一分为二，所形成的两个子细胞和原细胞等长，其中的一个仍留在形成层内生长成纺锤形原始细胞，另一个向外则生成为韧皮部细胞，向内则生成为木质部细胞。平周分裂使树干的直径增加；
垂周分裂在径向两侧产生新的形成层原始细胞，以适应树干直径加大中形成层周长增加的需要。
形成层原始细胞层仅一层，它在树木生活年代始终保持分生能力，但形成区域由6~8层细胞组成。在生长季节中，形成层向木质部方面的分裂次数要比向韧皮部方面多7~10倍左右，故木质部比韧皮部的增长快得多。3.1.2木材细胞的形成和胞壁增厚3.1.2.2木质部子细胞的胞壁增厚阶段
形成层分生的木质部新细胞的胞壁很薄，新细胞在完成或接近完成形体增大后，还需要进入胞壁增厚的阶段。
在这一阶段，木材的各种细胞均仍具生命机能，只是原生质逐渐转化成为胞壁物质并添加在细胞壁上。当木材中厚壁细胞的原生质全部转化成为细胞壁时，胞壁增厚阶段即告结束，同时也意味着单个细胞的生命活动停止。3.2木材细胞壁结构3.2.1木材细胞壁的超微构造3.2.1.1基本纤丝、微纤丝和纤丝微纤丝微纤丝大约宽1030nm，微纤丝之间存在着约l0nm的空隙，木素及半纤维素等物质聚集于此空隙中。
由微纤丝的集合可以组成纤丝；
纤丝再聚集形成粗纤丝（宽0.41.0μm）；
粗纤丝相互接合形成薄层；最后许多薄层聚集形成了细胞壁层。
3.2.1.2结晶区和非结晶区非结晶区——当纤维素分子链排列的致密程度减小、分子链间形成较大的间隙时，分子链与分子链彼此之间的结合力下降，纤维素分子链间排列的平行度下降，此类纤维素大分子链排列特征被称为纤维素非结晶区（有时也称作无定形区）。
结晶区与非结晶区之间无明显的绝对界限，而是在纤维素分子链长度方向上呈连续的排列结构。
因此，一个纤维素分子链，其一部分可能位于纤维素的结晶区，而另—部分可能位于非结晶区，并延伸进入另一结晶区。也就是说，在一个基本纤丝的长度方向上可能包括几个结晶区和非结晶区。图3-4细胞壁的壁层结构
A.细胞腔；P.初生壁；S.次生壁；ML.胞间层；
S1.次生壁外层；S2.次生壁中层；S3.次生壁内层图3-4细胞壁的壁层结构
A.细胞腔；P.初生壁；S.次生壁；ML.胞间层；
S1.次生壁外层；S2.次生壁中层；S3.次生壁内层3.2.2.3次生壁次生壁——是细胞停止增大以后，在初生壁上继续形成的壁层。3.2.3木材细胞壁各层的微纤丝排列3.2.3.2次生壁的微纤丝排列S1层的微纤丝呈平行排列，与细胞轴呈50°~70°角，以S型或Z型缠绕；
S2层微纤丝与细胞轴呈10°~30°角排列，近乎平行于细胞轴，微纤丝排列的平行度最好；
S3层的微纤丝与细胞轴呈60°~90°角，微纤丝排列的平行度不甚好，呈不规则的环状排列。次生壁各层的厚度:
S1的厚度为细胞壁厚度的9％~21％；
S3的厚度为细胞壁厚度的0％~8％；
S2层最厚，在管胞、木纤维等主要木材细胞中可占细胞壁厚度的70％~90％。
细胞壁的厚或薄主要S2层的厚薄决定。
图3-6木材管胞细胞壁微细结构
3.3细胞壁上的结构特征3.3.1.1纹孔的组成部分纹孔膜分隔相邻细胞壁上纹孔的隔膜，实际上是两个相邻细胞的初生壁和胞间层组成的复合胞间层；
纹孔环在纹孔膜周围的加厚部分；
纹孔缘在纹孔膜上方，纹孔的开口周围形成的拱形突起称纹孔缘；
纹孔腔由纹孔膜到细胞腔的全部空隙，称纹孔腔；
纹孔室由纹孔膜与拱形环绕纹孔缘之间的空隙部分称纹孔室。
纹孔道由纹孔腔通向纹孔室的通道。
纹孔口纹口室通向细胞腔的开口，称纹孔口