1.Анатомическое строение древесины.
Древесина состоит из длинных клеток. Каждая кл. -это волокно. В ней много мёртвых клеток.
Клетки выполняют разные функции: водопроводящая, перенос пит. вещ - в и т. д.
Клетка древесины в поперечном, продольном разрезе
В центре клетки находится полость L-люмен. В живых кл. она заполнена цитоплазмой, в мёртвых водой или воздухом.
S-вторичная стека
P-первична стенка
M-межклеточное вещ-во
Ширина клетки 30-40 мкм,длина 1-5 мм,;для листв. пород длина=1мм, для хвойных 5 мм
Во вторичной стенке имеются многочисленные поры-субмикроскопические капилляры.
Наименование показателя лиственные породы хвойные породы
Длина волокон (мм) 0,5-1,2 3-5
Содержание лигнина (%) 18-22 25-30
Содержание углеводов (%) 68-75 65-68
Склонность к загниванию большая небольшая
Предпочтительно лиственные и хвойные породы обрабатывать на отдельных потоках. При использовании хвойных пород получаются побочные- таловые продукты. Если сульфитная варка- в качестве побочного продукта получают этиловый спирт (выход больше, чем при переработке лиственных). Также при сульфитной варке получают цимол С10Н14, при лиственных его не получают (увеличивает окатановое число и является экологически чистым продуктом).
2.Химический состав древесины и физические свойства
Содержится несколько групп вещ-в.
70% углеводов
20-30% лигнина
3-7% экстрактивных вещ-в
<1% минеральных вещ-в
Углеводы бывают простые и сложные. Простые: глюкоза C6H12O6 ,фруктоза .
Целлюлоза состоит из обезвоженной глюкозы C6H12O5
Целлюлозы в древесине 40-50% (C6H12O5 )n, n=5-15 тыс
К-кольцевые
звенья
Каждая молекула целлюлозы имеет 3 свободных гидроксидных группы, кот.способны образовывать межмолекулярные водородные связи. Другие вещ-ва мешают образовывать водородные связи.
Кроме целлюлозы есть гемицеллюлоза:
-кселаны
-маннаны
-глактаны
Отличие:
1.Целлюлоза состоит исключительно из глюкозы, а гемицелюллоза сод-т несколько простых сахаров
2. Степень полимеризации n у гемицеллюлозы более низкая 50-2000
3.Целлюлоза линейный полимер, а гемицеллюлоза обладает разветвлённой структурой
Гемицеллюлоза имеет много свободных гидроксильных групп(как целлюлоза), способных образовывать водородные связи, поэтому присутствие гемицеллюлоз в технической целлюлозе желательно. Техническая целлюлоза является индивидуальным вещ-вом, т.к. в ней гемицеллюлоза, лигнин, экстрактивные вещ-ва и т.д.
Лигнин-ароматический углеводород, имеющий сложное строение.Построен из фенилпропановых единиц
1 тип(хвоя)
2 тип(лиственница)
3 тип(встречается и в хвойных и в лиственных породах)
Существует несколько типов связей между фенилпропановыми единицами:
-эфирная
Лигнин очень сложное и очень реакционноспособное вещ-во
Экстрактивные вещ-ва-в хвойных смолняые кислоты (C9H29COOH-абиетиновая кислота),в мертвых жирные кислоты
Лиственница отличается от всех других пород экстрактивными вещ-ми-они растворяются в воде!Их от 5 до 30 % в лиственнице
Сложная срединная пластина состоит на 90 % из лигнина,10% из углеводов
Во вторичной стенке около 22% лигнина и около 78% углеводов
Чтобы из древесины получить полуфабрикат для производства бумаги необходимо древесную ткань разделить на отдельные волокна.Это можно сделать двумя способами:
1.Размолоть древесину в вод.среде(так получают древесную массу и древесные полуфабрикаты высокого выхода).Выход 85-97 %.Её используют для низкокачественной бумаги,картона,т.к. лигнин никуда не делся и мешает образованию водородных связей, и потом бумага желтеет,т.к. лигнин образует связи. Способ экологичный,т.к. мало растворённых вещ-в ии экономически выгодный
2.Химический-древесину обрабатывают реагентом, кот. Растворяет лигнин.Недостатоки:низкий выход 40-50%, много растворённых вещ-в.
Физические свойства древесины
Наиболее важными являются влажность и плотность
Влажность различают абсолютную и относительную
Абсолютная-отношение массы воды к массе абсолютно сухой древесины
Wабс=mH20/mабс.сух *100
Относительная-отношение массы воды к массе влажной древесины
Wотн=mH20/mвл.древ. *100
Абсолютная влажность свжесрубленного дерева около 60%
Когда древесину высушивают на воздуху, то до относительной влажности 30% не происходит изменения объёма.Точка соответствующая отн.влажности 30 %-критическая (точка естественного насыщения волокна). Дальнейшее удаление из древесины влаги сопровождается усадкой(уменьшением объёма).При высушивание до абсолютно сухого состояния усадка 14-15%
Существует 2 понятия плотности:
-плотность самого древесного вещ-ва(постоянная величина для всех пород= 1550 кг/м3 )
-плотность древесины как физического тела
Плотность в абсолютно сухом состоянии:
Ель=370 кг/м3
Сосна=400 кг/м3
Лиственница=600 кг/м3
Базовая (условная) плотность-плотность древесины при влажности 30%