民國115年 普通考試 林業技術 林產學概要
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題目
請說明木材的三大主要化學成分，及其各自的基本功能。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、纖維素（cellulose）：由β-D-葡萄糖以β-1,4-糖苷鍵聚合而成，重複單元為纖維二糖，分子鏈聚集成微纖絲（microfibril），具結晶區與非結晶區，約占木材40%至50%。其功能是構成細胞壁的骨架，提供抗拉強度、尺寸穩定與韌性，是木材最重要的結構性聚合物。
- 二、半纖維素（hemicellulose）：由多種五碳糖與六碳糖組成的分支雜多醣，聚合度較低、易吸水與熱解，約占20%至30%。它填充於纖維素微纖絲之間，形成基質並以氫鍵連結，提供柔軟性、應力傳遞與水分散布功能，也影響木材的吸濕性、膠合與化學加工。
- 三、木質素（lignin）：由苯丙烷單元聚合而成的非晶形芳香族高分子，約占20%至30%，依樹種含癒創木基、紫丁香基等單元。其功能為包覆與交聯纖維素、半纖維素，形成疏水且剛硬的網狀結構，提供抗壓強度、尺寸安定、抗腐朽與抗紫外線能力，並使木材具天然顏色。
- 四、三者交互作用：木材可視為天然複合材料，纖維素微纖絲如鋼筋，半纖維素與木質素如基質與黏結劑；木質素含量高者通常較硬、較耐壓，半纖維素含量高者較易吸濕。三成分比例隨樹種、樹齡、心邊材與晚材率而異，並非固定值。
- 五、應用與限制：製漿造紙需以化學法去除木質素，保留纖維素；生質能源與生質精煉則可利用半纖維素、木質素轉化為糖類、酚類或燃料。木材膠合、防腐與尺寸穩定處理，須考慮各成分的反應性；抽出物（extractives）與灰分雖非三大成分，仍會影響顏色、耐久性與加工。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。