软木作为一种可再生资源,应用越来越广泛,但我国栓皮栎软木质地较硬、杂质含量较多,其物理特性比国外栓皮槠软木稍差。为从本源上解释国产栓皮栎软木的物理力学性能,本文以初生和再生栓皮栎软木为原料,首先对软木细胞结构和表面元素进行了分析;其次对软木细胞壁超微结构进行了探索和研究;然后对软木化学组成和特性进行了对比分析,探索栓皮栎软木化学成分和性能的关系,对软木中主要成分木栓脂的单体组成进行了分析,最后对软木染色进行了初步探索。得出以下结论:(1)借助扫描电子显微镜对栓皮栎软木细胞结构进行分析,结果表明软木细胞在弦切面上的形状多呈六边形,呈蜂窝状排列;在横切面和径切面上单个细胞的形状多近似四边形,呈砖墙状排列。软木细胞壁侧壁不平整,存在褶皱。软木细胞壁的内侧面不平滑,密布着突起物;细胞壁上有截面为椭圆形的物质交换通道(胞间连丝)。借助扫描电子显微镜和X射线能谱仪(SEM-EDAX)对软木表面元素进行分析,结果表明软木中主要元素有C、O和P(H不检测),还存在平均含量为2.22%的金属元素,主要有Na、Mg、Al、K、Ca、Fe及Cu元素,其中Cu、Ca、Fe和K元素含量较高,重量比平均值分别为0.62%、0.47%、0.36%和0.37%。软木中金属成分的存在证明了栓皮栎林在大气沉降和土壤净化过程中具有良好的吸收和运转作用。(2)通过透射电镜对栓皮栎软木进行研究,发现栓皮栎软木细胞壁为三层结构,分为初生壁(P),次生壁(S)和三生壁(T)。次生壁(S)壁层最厚,占据了细胞壁的大部分体积。软木细胞壁间贯穿着非常多的胞间连丝,分布无明显规律性。部分成熟细胞胞间连丝两端有冒头将胞间连丝通道堵死,使软木细胞形成一个封闭空间。在软木细胞壁的复合胞间层(CML)和细胞角隅区域(CCML)木质素分布较多。(3)通过对初生和再生软木的化学成分分析,表明软木中主要化学成分为木栓脂、木质素、纤维素和抽提物。在试验范围内,三地初生软木的木栓脂含量在38.27%~39.91%之间,酸不溶木质素含量在22.72%~24.09%之间,纤维素含量在10.94%~12.54%之间,总抽提物含量在10.59%~12.33%之间;再生软木的木栓脂含量在39.22%~40.89%之间,酸不溶木质素含量在19.60%~22.19%之间,纤维素含量在11.78%~13.85%之间,总抽提物含量在9.76%~11.20%之间。通过对初生和再生软木化学组成和物理性能对比分析发现,初生和再生软木的成分和性能具有一定差异;初生软木木质素含量较高,硬度较大;再生软木木栓脂含量较高,弹性较好。木质素和木栓脂的含量对软木硬度和压缩回弹率均有较显著的影响。硬度与木质素的含量呈显著正相关关系;与木栓脂的含量呈显著负相关关系。15min、24h的压缩回弹率与木栓脂的含量呈显著正相关关系;与木质素的含量呈显著负相关关系。(4)对木栓脂的分析表明,软木木栓脂单体主要是C16~C24同系物的脂肪酸,多数为偶数碳链的饱和脂肪酸和不饱和碳烯酸,其中,饱和脂肪酸的含量为30.18%~39.11%,不饱和脂肪酸的含量为24.08%~37.85%;大多数为一元羧酸(58.92%~68.03%),少数为二元羧酸(3.94%~4.69%),少量饱和脂肪酸在碳链的中间位置上有氧环或羟基。初生和再生软木木栓脂单体的种类基本一致,但单体组分的含量有所不同。(5)对软木素材和漂白材进行染色研究的初探发现,染料种类对软木素材和漂白材的色差和色饱和度差影响最为显著,软木片材的厚度对其色差和色饱和度差影响不显著。碱性品绿、碱性品红、碱性棕3种染料对软木漂白材的染色效果要好于软木素材。