Срубы

14
Февраль 2019

Основные химические свойства древесины

Химические свойства древесины

Химические свойства древесины

Экологичность деревянного домостроения

Древесина состоит в основном из органических веществ (99% от общей массы). Элементный химический состав древесины разных пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина в среднем содержит 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода, 0,1-0,3% азота. При сжигании древесины остается ее неорганическая часть — зола. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний и другие химические элементы.

Перечисленные химические элементы образуют основные органические вещества: целлюлоза, лигнин и гемицеллюлозы.

Целлюлоза — это природный полимер, полисахарид с длинной цепью молекулы. Формула целлюлозы (C6H10O5) n, где n — степень полимеризации, составляет 6000-14000. Это очень стойкое вещество, нерастворимое в воде и обычных органических растворителях (спирт, эфир и т. Д.), Белого цвета. Пучки макромолекул целлюлозы — тончайшие волокна называются микрофибриллами. Они образуют клеточную стенку клеточной стенки. Микрофибриллы ориентированы в основном вдоль длинной оси клетки, между ними лигнин, гемоцеллюлоза и вода.

Лигнин представляет собой полимер ароматической природы (полифенол) сложной структуры; содержит больше углерода и меньше кислорода, чем целлюлоза. Именно с этим веществом связан процесс лигнификации молодой клеточной стенки. Лигнин химически нестабилен, легко окисляется, реагирует с хлором, растворяется при нагревании в щелочах, водных растворах серной кислоты и ее кислых солей.

Гемицеллюлоза представляет собой группу полисахаридов, которая включает пентозаны (C5H8O4) n и гексозаны (C6H10O5) n. На первый взгляд, формула гексоформы идентична формуле целлюлозы. Однако степень полимеризации у всех гемицеллюлоз значительно меньше и составляет 60-200. Это указывает на более короткую цепь молекул и более низкую устойчивость этих веществ по сравнению с целлюлозой.

Помимо основных органических веществ, древесина содержит относительно небольшое количество экстрактивных веществ (дубильные вещества, смолы, камеди, пектины, жиры и т. Д.), Растворимые в воде, спирте или эфире. В качестве сырья древесина потребляется тремя отраслями химической промышленности: целлюлозно-бумажная, гидролизная и лесохимическая.

Целлюлозно-бумажная промышленность производит целлюлозу для бумаги, картона и различных целлюлозных материалов (производных целлюлозы), а также древесноволокнистых плит. Из-за высокой химической стабильности целлюлозы под действием различных агентов в раствор переходят менее стабильные вещества, сопровождающие ее.

Существует три группы методов промышленного производства целлюлозы: кислотная, щелочная и нейтральная. Выбор того или иного метода зависит главным образом от состава породы перерабатываемого древесного сырья. К группе кислотных методов относятся сульфит и бисульфит. В сульфитном процессе в качестве сырья используется древесина небольших еловых хвойных деревьев (ель, пихта) и ряда лиственных пород.

Бисульфитный метод позволяет использовать древесину практически любого вида для производства целлюлозы. К группе щелочных методов относятся сульфатные и нейтральные. Наиболее широко используемый сульфатный метод. Измельчение проводят в растворе гидроксида натрия и сульфида натрия. Сульфатный метод позволяет получить более прочные волокна.

Преимущества этого метода включают более короткую продолжительность приготовления, а также возможность проводить процесс в замкнутом контуре (путем регенерации раствора), что снижает риск загрязнения водоемов. Таким образом, производится более половины производимой в мире целлюлозы, поскольку она позволяет использовать древесину любого вида.

Нейтральный — метод получения целлюлозы из твердых пород дерева, при котором варочный раствор содержит вещества (моносульфиты), имеющие реакцию, близкую к нейтральной. Производные целлюлозы широко используются. При взаимодействии целлюлозы с растворами едкого натра, азотной и серной кислот или уксусного ангидрида, искусственных тканей (штапельного, вискозного и ацетатного шелка), кордного волокна для изготовления автомобильных и авиационных шин, целлофана, целлулоида, пленочной и фотопленки, нитроцеллюлоза, нитроцеллюлоза и другие продукты.

Взаимодействие водных растворов кислот с древесиной приводит к гидролизу целлюлозы и гемицеллюлоз, которые превращаются в простые сахара (глюкоза, ксилоза и др.). Эти сахара можно подвергать химической обработке, получая ксилит, сорбит и другие продукты. Однако гидролизная отрасль в основном ориентирована на последующую биохимическую переработку сахаров.

Реакция гидролиза протекает при довольно высокой температуре (150-190 ° С). Когда гидролизат (водный раствор простых сахаров) охлаждается, образуются пары, из конденсата которых образуется фурфурол. Он используется в производстве пластмасс, синтетических волокон (нейлон), смол, производстве лекарственных препаратов (фурацилина и др.), Красителей и других продуктов.

При дальнейшей переработке гидролизата получают кормовые дрожжи, этиловый спирт (этанол), углекислый газ. Этанол производится только из хвойной древесины, используется в качестве растворителя и все чаще в качестве топлива. При нагревании древесины без доступа воздуха происходит пиролиз. В результате пиролиза образуются уголь, жижка (жидкость) и газы.

Древесный уголь, характеризующийся высокой сорбционной емкостью, используется для очистки промышленных растворов, сточных вод, при производстве сахара, при выплавке цветных металлов, в производстве медицинских препаратов, полупроводников, электродов и для многих других целей. Жижка представляет собой раствор продуктов разложения, используемых при производстве антисептиков, фенолов, уксусных кислот.

Газы, образующиеся при пиролизе древесины, используются в качестве топлива. Помимо некачественной древесины, сырьем для лесохимической промышленности являются экстрактивные вещества. Извлечение смолы (камеди) из хвойных деревьев достигается с помощью метчика. Для этого на поверхность стволов сосны или кедра при падении наносится специальная рана (карра), из которой десна попадает в конический приемник.

Переработка камеди осуществляется на лесохимических заводах, где происходит паровая дистилляция летучей части — скипидара и жареной канифоли. Скипидар широко используется в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности для производства синтетической камфоры.

Камфора используется в производстве целлюлозы, лаков и пленок. Канифоль используется в производстве каучука, бумаги, нитроцеллюлозы, электроизоляционных материалов и т. п. Танины используются для изготовления кож, полученных из коры ивы, ели, лиственницы, пихты, а также из дуба и каштана.

Хоть эта статья не говорит конкретно про срубы домов , но мы хотели передать что же на самом деле представляет из себя дом построенный из дерева , и экологичность самого материала.

Поделиться
Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *