木材家具材料的力学性质

木材是一种非均质材料，其力学性质有很强的方向性。木材三个切面方向的力学性质有很大差异，木材的顺纹强度远高于横纹强度，横纹受力时，弦向强度和径向强度也有不同。木材的力学性质还受到含水率和木材本身缺陷的影响。

(1)抗压强度

木材受到外加压力时，能抵抗压缩变形破坏的能力，称为抗压强度。木材的抗压强度可分为顺纹抗压与横纹抗压两种。木材顺纹抗压强度是指外部机械压力与纤维方向平行时的抗压强度。木材的顺纹抗压强度较高，仅次于顺纹抗拉和抗弯强度，木材的缺陷对顺纹抗压强度的影响也较小。在家具结构中各种支柱、斜撑、桁架和垫板等都是顺纹受压。木材横纹抗压强度是指外部机械压力与木材纤维方向互相垂直时的抗压强度。由于木材主要是由许多管状细胞组成的，当木材横纹受压时，这些管状细胞很容易被压扁。所以，木材的横纹抗压极限强度比顺纹抗压极限低。在家具中，束腰线、底线、面材等部件均受横纹压力。

(2)抗拉强度

木材的顺纹抗拉强度是指拉力方向与木材纤维方向一致时的抗拉强度。木材的抗拉强度也有顺纹和横纹两种。在这种受力状态下，由于木材纤维排列方向不规整，木纹的顺纹抗拉强度是木材抗拉强度中最大的。木材的横纹抗拉强度很低，仅为顺纹抗拉强度的1/10～1/40，木结构和木制品很少在横纹抗拉状态下使用。

(3)抗弯强度

有一定跨度的木材(或木构件)，受到垂直于木材纤维方向的外力作用后，会产生弯曲变形。木材抗弯曲变形破坏的能力，称为木材的抗弯强度。

3、木材的化学性质

木材是一种天然生长的有机材料，主要由纤维素、半纤维素、木质素(木素)和木材抽提物(内含物)组成。这些化学成分和木材材性、加工工艺有密切关系。

(1)纤维素、半纤维素和木质素的化学性质

纤维素和半纤维素是木材细胞壁物质的多糖部分，占木材干物质质量的70％左右；木质素是木材细胞壁物质的非糖部分，约占木材干物质质量的18％～40％。纤维素是化学性质相当稳定的物质，无色，不溶于水、醇和苯等中性溶剂，也不溶于稀碱溶液，难溶于稀酸。半纤维素大都不溶于水，但可溶于稀碱及热的稀无机酸溶液。纤维素和半纤维素，由于糖分子链上带有大量亲水羟基(--0H)，故吸湿性很强。木质素是木材先以水、酒精、苯液抽提，除去溶解于抽提液的物质，再以70％硫酸或45％盐酸处理，使之发生水解，水解后剩余的不溶解物质即木质素。它是苯丙烷类结构单元组成的复杂多酚类高分子化合物，含有多种活性官能团，同时，木质素分子上有少量自由酚羟基，可发生酚羟基的一些典型反应。木质素对阳光，特别是阳光中的紫外波段很敏感，长期暴露在阳光下，容易发生光氧化降解反应，导致木材变色；木质素对强氧化剂不稳定，易被氧化成小分子碎片。

(2)木材化学性质与各种成分的关系

木材主要成分的化学性质决定了木材共同的化学特性：易燃，具有吸湿性，耐盐水和稀酸侵蚀，不溶于水，在阳光下表面易变色，有一定耐腐性等。但木材的少量成分浸提物(内含物)也对木材的化学性质起作用。浸提物的成分非常复杂，包括的化合物种类十分广泛，如芳香族(酚类)化合物、萜烯化合物、醇类化合物、饱和与未饱和脂肪酸等，其组成随树种不同差异很大，对木材化学性质所起的作用也各不相同。木材的主要成分决定木材在化学上的共性，而浸提物则在很大程度上表现为不同树种木材的个性。作为一种天然高分子有机复合材料，木材的化学性质是其各种化学成分在性质上和功能上相互补充、取长补短的结果。纤维素对光化学氧化有较强的抵抗能力，能对表层以下的木质素起保护作用，从而使黏结作用不显著下降，并赋予木材以一定刚性(否则会因日光辐射而发生降解，导致木材自然解体)；木质素的憎水性使木材具有湿强度，保证木材在潮湿环境中或浸泡在水中仍能保持其整体性；浸提物中的某些成分对蛀木虫或真菌有不同程度的毒性，使含这些成分的木

材有一定的抗虫性和耐腐朽性。正是由于木材化学成分的这些性质，才使木材具有相当好的耐久性，对使用环境如温度、湿度变化，光照，稀的酸、碱、盐溶液，微生物侵害等，呈现相当好的化学稳定性，在许多方面优于其他材料，因而得到

广泛的使用。了解木材的化学性质，利用木材成分的化学反应特性，对木材的改性、防虫防腐保护以及合理加工利用(涂饰、胶粘、着色、离析等)都有指导意义。