Древесина

ДРЕВЕСИНА (ксилема), ткань древесных и кустарниковых растений, придающая им мех. прочность и участвующая в их питании. Древесина состоит из клеток (волокон, сосудов и др.) с одревесневшими (пропитанными лигнином) оболочками и составляет осн. часть ствола, корней и ветвей растений. Между корой дерева и самой древесиной находится слой живых клеток (камбий), при делении к-рых, с одной стороны, образуется кора, с другой - новый слой древесины.

Хим. состав древесины зависит от породы и возраста деревьев, от части дерева, а также от типа леса, в к-ром росли деревья, и др. Состав абсолютно сухой древесины (в %): 49-50 С, 43-44 О, ок. 6Н, 0,1-0,3 N, 0,1-1,0 минеральных в-в. Главные составные части древесины- целлюлоза, лигнин и гемицеллюлозы, состоящие из гексозанов и пентозанов (табл. 1). В древесине содержатся, как правило, относительно небольшие кол-ва таннинов, др. экстрактивных в-в (в древесине дуба 0,7-3,3% смол и жиров, 3-11% таннинов), эфирных масел, красящих и азотсодержащих соед., минер. в-в (водорастворимые соли, в осн. карбонаты К и Na, —10-25%, водонерастворимые соли - карбонаты, силикаты и фосфаты Са, Mg и Fe - 75-90%) и др. В малых кол-вах присутствуют мн. хим. элементы, напр. Аl, В, Mn, As. Прир. древесина- гигроскопичный материал капиллярнопористой структуры, способный удерживать влагу в макропорах (в полости клеток - своб. влага) и микропорах (между фибриллами клеточной стенки - связанная, или гигроскопич., влага). Свежесрубленная древесина обычно содержит 60-100% влаги от массы сухой древесины. Равновесная влажность для разл. древесных пород приблизительно одинакова и при 20 °С составляет ок. 30% от массы сухой древесины. При удалении связанной влаги древесина уменьшается в размерах. Снижение размеров при удалении всей гигроскопич. влаги для древесины отечеств. пород равно в тангенциальном и радиальном направлениях соотв. 6-10 и 3-5%, вдоль волокон - 0,1-0,3%. Плотность древесины существенно зависит от ее породы и влажности, места отбора образцов из деревьев, условий произрастания. Так, плотность древесины деревьев умеренного климата составляет 0,3-0,9 г/см³, тропич. деревьев - 0,05-1,4 г/см³, древесинного в-ва разл. пород - ок. 1,55 г/см³. Древесина обладает низким относит. удлинением и высокой прочностью при растяжении, особенно вдоль волокон. Эта прочность в значительной степени зависит от влажности древесины, и для образцов, напр., свежесрубленной сосны при содержании влаги в заболонной древесине 100-120%, в ядровой древесине 31-34% равна 50-110 МПа, а для образцов той же древесины при средней влажности ок. 10% - 70-150 МПа. Прочность при растяжении поздней древесины хвойных пород обычно в 3 раза больше, чем у ранней. Этот показатель в 2-3 раза больше прочности при сжатии вдоль волокон и приблизительно в 12 раз превышает прочность при скалывании вдоль волокон. Сопротивление изнашиванию повышается с увеличением твердости древесины и ее объемной массы, а уменьшается с возрастанием влажности. Износ торцевой пов-сти примерно на 60% больше, чем боковой. Уд. теплоемкость приблизительно одинакова для всех древесных пород - для сухой древесины 1,7-1,9 кДж/(кг.К) при 0-100°С. Древесина- плохой проводник тепла и электричества, но хорошо проводит звук. Теплопроводность сухой древесины березы и сосны вдоль волокон равна соотв. 0,128 и 0,349 Вт/(м.К), уд. электрич. сопротивление для березы вдоль волокон при влажности 8% - 4,2.10^-⁸ Ом.м. Скорость распространения звука вдоль волокон колеблется от 3050 до 5260 м/с (примерно в 10 раз выше, чем в воздухе, и в 2-3 раза выше, чем в воде), напр., для дуба и сосны соотв. 4175 и 5030 м/с. Скорость распространения звука поперек волокон в 3 раза меньше. Уд. теплота сгорания сухой древесины всех пород 19,6-21,4 МДж/кг. Доля СССР в общем запасе древесины составляет 24%, а в ее мировом приросте - 28% (табл. 2). Древесину широко применяют как строит. конструкционный, а также поделочный материал. Значительную часть древесины (в нек-рых странах до 30%) используют как топливо. Благодаря тому что запасы древесины велики и постоянно возобновляются, интерес к ней как источнику энергии сильно возрос. Разрабатываются способы ожижения и газификации древесины с получением соотв. жидкого топлива и топливного газа и через СО - метанола и др. Древесина - сырье при изготовлении древесных пластиков, древесностружечных и древесноволокнистых плит.

На хим. переработке древесины основаны мн. лесохим. произ-ва (пиролиз и гидролиз растит. материалов, произ-во целлюлозы, канифоли, скипидара, дубильных в-в и т. п.). Применение древесины в качестве хим. сырья непрерывно увеличивается.

Исп. литература: Никитин Н. И., Химия древесины и целлюлозы, М. Л., 1962; Перелыгин Л. М., Древесиноведение, 3 изд., М., 1963; Справочное руководство по древесине, пер. с англ., М., 1979; Химия древесины, пер. с фин., М., 1982; Лесная энциклопедия, т. 1-2. М., 1985-86; Фенгел Д.. Вегенер Г. Древесина. Химия, ультраструктура, реакции, пер. с англ., М., 1988.

Ещё по теме

Древесина — строение, свойства и применение

Химия древесины — состав и свойства

Древесная смола — свойства и применение

Древесный уголь — свойства и применение

Гигроскопичность материалов — свойства и применение

Влияние древесной пыли на здоровье человека

Древеснослоистые пластики — свойства и применение

Древесный спирт — что это и как его получают

Пиролиз древесины — процесс и продукты

Полуцеллюлоза — получение и применение

Лесохимия