Proprietăți chimice ale lemnului

Celuloză, așa cum se vede din tabel. 3, este substanța principală a lemnului, asigurându-i elasticitatea și rezistența mecanică.

Moleculele de celuloză sunt combinate în așa numitele miceli, care la rândul lor formează fibrile.







Între fibrile și miceliile de celuloză, care au proprietăți coloidale, pot fi plasate soluții apoase și ionizate.

Celuloza are o rezistență suficientă la efectele termice. Încălzirea pe termen scurt la 200 ° C nu determină descompunerea acestuia.

Procesul de descompunere a celulozei începe numai la 275 ° C. În anumite condiții, celuloza este hidrolizată, transformându-se în monozaharide.

Lignina asigură duritatea și duritatea mărită a lemnului. Este o substanță coloidă și, în anumite condiții, dobândește funcțiile unui liant. Când este încălzită, lignina dobândește proprietățile plasticității. Prezența grupărilor hidroxil în lignină și interacțiunea lor cu chelați caustici conduc la formarea compușilor de tip fenolat. Uscarea ligninei are ca rezultat formarea fenolului, constând în principal din fenoli cu doi și trei atomi și derivații lor.

Hem și celuloza constau dintr-un amestec de polizaharide. Acestea sunt ușor hidrolizate de acizi slabi și extrași cu soluții slabe de alcalii.

Pentozanii în timpul hidrolizei dau pentoze - zaharuri, care în timpul fermentației formează un alcool. Pentozanele sporesc elasticitatea si flexibilitatea lemnului. Pentozanele și hexozanele, fiind substanțe coloidale, devin solubile în apă când sunt încălzite în apă.

Rășinile sunt ușor solubile în alcool, acetona și soluțiile apoase sunt alcaline. Când se încălzesc, se topește, transformându-se într-o masă plastică, întărindu-se după răcire. Această proprietate a rășinilor este utilizată în presarea deșeurilor zdrobite fără a adăuga lianți.

În timpul presării pulpei încălzite, rășina topită umple spațiile dintre particulele de lemn.

Taninurile se găsesc în lemn de stejar (mai mult în miez decât în ​​alburn), în coaja de pin și molid. Subiecți la oxidare și condens, se transformă în substanțe insolubile în apă - flobabenii. Acest proces are loc atunci când lemnul și coaja măcinată sunt încălzite în timpul uscării și presării la temperaturi ridicate fără acces la aer.

Ca urmare a studiului URSS și în străinătate a constatat că, cu cât temperatura și presiunea de presare și durata efectului lor asupra pulpei zdrobit, cu atât mai mare schimbările fizice și chimice proish-dyaschie în acesta.

Rezultatele studiilor privind efectul încălzirii lemnului asupra modificării compoziției sale chimice, efectuate de PA Issinsky [20J în TsNILCHI, sunt prezentate în tabelul nr. 5.

Modificarea compoziției chimice a lemnului în funcție de temperatură

Pe baza studiilor realizate de TsNIILHI, sa stabilit că atunci când lemnul este încălzit la 150 ° C, compoziția sa chimică rămâne aproape neschimbată. Când se încălzesc de la 150 la 200 ° C, carbohidrații se descompun pentru a forma produse solubile în hidroxid de sodiu și alcool benzen. Când lemnul este încălzit la 250 ° C, unele produse de dezintegrare sunt transformate în substanțe volatile, în timp ce altele se condensează în substanțe moleculare înalte. Expunerea pe termen lung la căldură provoacă modificări chimice chiar la 100 ° C. Rata acestor modificări crește la 170-200 ° C.

Cu o creștere a temperaturii de prelucrare a lemnului, randamentul zahărului crește. Potrivit lui Sharkov [74]. cu pinului 1% hidro-lease - acid sulfuric la 160 de zahăr co-lichestvo ° C nu depășește 28%, iar la 200 ° C - 42%. Cu cât temperatura de prelucrare este mai mare, cu atât este mai mică timpul necesar pentru obținerea cantității maxime de zahăr.

In tratarea lemnului cu apă fierbinte sau abur sub presiune lignină-niem intră în soluție, formând lignina coloidal, care se înmoaie la temperaturi ridicate, devenind un material plastic rășinos. Rășinile care fac parte din lemnul parțial hidrolizat au proprietăți termorezistente. Crescută lemn ductilitate și capacitatea sa de conversie produs se realizează hidroliza parțială termorigid NYM prin tratare cu apă fierbinte, vapori de apă sau acid diluat sub presiune.

Schimbarea compoziției chimice a lemnului, după cum au arătat studii, pe lângă factorii de temperatură, conținutul de umiditate al materiilor prime din lemn, presiunea specifică și durata presării materialului exercită o mare influență. Cu umiditate crescută, procesul de hidroliză este mai intens și este însoțit de policondensarea produselor de descompunere. Cu o creștere a presiunii de presare de la 25 la 400 kgs / cm2 la temperaturi ridicate, viteza proceselor chimice din masa lemnoasă crește.







Multe materiale de construcție și produse din deșeuri lemnoase sunt fabricate folosind ciment ca un astringent. Încă din anii 1920, ca urmare a cercetărilor în curs, sa constatat că lemnul conține substanțe care afectează negativ procesele de întărire a cimentului. Acestea sunt în primul rând hemiceluloză, amidon și substanțe extractive.

Deoarece pasta de ciment este un mediu alcalin cu un pH de I-12. capacitatea hemicelulozei de a hidroliza prin chelare și trecerea în zahăr solubil în apă afectează în mod negativ procesul de întărire a produselor fabricate din deșeuri de lemn pe bază de ciment.

În sezonul de iarnă, amidonul, găsit în lemn, este transformat în zaharuri și uleiuri, care sunt mediul nutritiv al plantei. Uleiurile - un amestec de grăsimi palmetină și stearină - sunt capabile să formeze filme subțiri pe suprafața particulelor de lemn, împiedicând aderarea lor la testul de ciment.

Taninurile sau taninurile, unele monozaharide solubile, acizi organici, săruri minerale și acizi, acizi grași și rășini etc. sunt substanțe extractive. Când extragerea apei dintr-un lemn extras tanin si indulcitori, acizi organici, ai mei - săruri sectoriale, tanin extras cu apă și a doua ryachey grăsimi, rășini, ceruri, uleiuri eterice pot fi
sunt izolate numai prin solvenți organici (eter sulfuric, alcool, etc.).

Substanțele extrase sunt separate în aluat de ciment mult mai puțin decât zaharurile. Intensitatea extracției de substanțe extractive slăbește din momentul în care cimentul începe să se fixeze și se oprește la sfârșitul perioadei de setare. Efectul negativ al substanțelor extractive asupra aluatului de ciment se manifestă într-o măsură mult mai mică decât acțiunea zaharurilor.

Dependența timpului de fixare a unui amestec de ciment și rumeguș pe speciile de lemn

Pentru localizarea substanțelor solubile în apă, lemnul este prelucrat prin mijloace fizice sau chimice. Metodele fizice de tratament includ impactul asupra lemnului de oxigen (oxidare), lumina soarelui, căldură și apă. localizare chimică este realizată prin tratarea particulelor de lemn spe cial-substanțe pentru a converti zaharuri în insolubile sau inofensive pentru compușii de ciment și pentru a produce particule de lemn pe suprafața filmelor impermeabile.

Cea mai simplă modalitate de a localiza substanțele solubile în apă este oxidarea lor în condiții naturale. Atunci când lemnul este ținut în aer, în special sub razele soarelui, substanțele chimice sunt oxidate și absorbite în pereții celulelor din lemn. Zaharurile solubile în apă sunt expuse la acțiunea diverselor bacterii, rătăcesc și parțial oxidând și, de asemenea, vitrifică în timpul uscării sau cristalizării, trecând în forme insolubile. În hemiceluloză în timpul procesului de îmbătrânire, cantitatea de substanțe ușor hidrolizabile scade, ceea ce se transformă în lignine.

B. Saretok [85] consideră că este posibil pentru a accelera procesul natural de particule de lemn pro-oxidare prin adăugarea la aceasta catalyzate-ing, de exemplu, anumite tipuri de bacterii sau anorganice co-leu, care dau o reacție alcalină, deoarece zahărul într-un mediu alcalin se oxidează rapid.

Principalul dezavantaj al localizării substanțelor lemnoase solubile în apă în condiții naturale este durata procesului. Modalitățile fizice de localizare includ tratarea lemnului cu apă. De exemplu, într-o pădure fuzionată, conțin mai puțin zaharuri solubile în apă decât în ​​lemn, furnizate pe calea ferată. În lemn, o lungă perioadă de timp în ploaie, substanțele solubile în apă sunt mult mai puțin decât în ​​lemn sub baldachin. Un efect semnificativ poate fi obținut prin înmuierea deșeurilor din lemn măcinat în bazine speciale.

În ciuda eficacității metodelor fizice de prelucrare a lemnului, este dificil de implementat în condițiile de producție datorită lipsei spațiului necesar de depozitare. În prezent, diferite metode chimice de prelucrare a lemnului au devenit mai utilizate pe scară largă, uneori în combinație cu metode fizice. De exemplu, în Anglia, o metodă este turn-conductivă de particule de lemn care fierbe timp de 10 minute și spălarea lor în apă pentru a îndepărta zaharuri solubile, și refluxarea ulterioară în soluție 20% de sulfat de fier (spălare cu apă) pentru a precipita taninurile via sulfat feros.

Nu mai puțin eficace este înmuierea particulelor de lemn timp de 5-24 ore într-un pahar lichid, spălarea ulterioară și uscarea acestora. O modalitate de a localiza solubile substanțe printre care The chaet o fierbere particule de lemn din soluția borax, după suflare în desecare centrifugi și un tratament de două ore într-o soluție la fierbere de clorură feroasă, și apoi într-o soluție de oțet nokislogo-alumină. Cu toate acestea, toate aceste metode de procesare sunt foarte complexe. In prezent, pentru a neutraliza otrăvurile sunt ciment impregnare (mineralizare) particule convenționale de lemn din orice soluție una imediat înainte de ridicol-vaniem aceste particule cu ciment Vavrin T. [86] sugerat când schimbare, ca mineralizator 4-10% particule de lemn soluție de pulbere de albire sau lapte de lut. A. Carlson [82] sugerează impregnarea lemnului timp de 5-10 minute cu soluție de albire de 1-2%.

Cu toate acestea, cea mai răspândită în țara noastră și în străinătate a fost metoda de tratare a particulelor de lemn cu soluții de clorură de calciu și sticlă lichidă. Sticla lichidă asigură întărirea rapidă a produselor, însă rezistența lor finală este redusă cu aproximativ jumătate față de rezistența produselor mineralizate cu clorură de calciu. Investigațiile efectuate de VNIINSM au demonstrat că clorura de calciu ne permite să obținem produse de înaltă calitate numai în cazul lemnului matur din specii de conifere, în timp ce

Lichidul de sticlă și sulfatul de alumină fac posibilă utilizarea lemnului de orice fel și cu orice grad de înmuiere.

Localizarea otrăvurilor din lemn cu alumină de acid sulfuric concluzionează că zaharurile din lemn sub influența sa sunt parțial transformate în substanțe inofensive pentru ciment și parțial adsorbite pe suprafața particulelor de alumină dispersate. Sticla lichidă acționează asupra zaharurilor ca alcaline și formează, de asemenea, filme de acid silicic pe suprafața particulelor de lemn, care împiedică pătrunderea substanțelor extractive în ciment. Clorura de calciu, precipitând taiindy, își localizează, de asemenea, efectul asupra cimentului.

Clorura de calciu, sticla lichidă și sulfatul de alumină sunt acceleratoare pentru întărirea și întărirea cimentului. Datorită accelerării procesului de așezare, perioada de interacțiune a substanțelor solubile în apă din lemn cu cimentul este redusă, ceea ce duce și la o scădere a efectului negativ al otrăvurilor din lemn.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: