post

Химичен състав на дървесината

Когато се говори за химичен състав на дървесината, трябва да е ясно още от самото начало, че става дума за голям набор от органични и минерални вещества. Те обаче не са механична смес от химични съединения, а сложна система от полимери, мономери, молекули и йони.

Въпреки цялото това химично разнообразие, елементният състав се доминира от трите химични елемента Въглерод (≈49-50%), Кислород (≈43-44%) и Водород (≈6-6,5%). Съдържанието на всички останали елементи е значително под 0,5%, като в това число се включва и азотът.

Компонентите изграждащи целия химичен състав на дървесината, могат да се групират в две големи категории: основни и второстепенни.

Основни компоненти са тези, които изграждат клетъчната стена и са водонеразтворими и нелетливи. Второстепенни компоненти са онези, които съставят междуклетъчното вещество. Те са разтворими във вода и органични разтворители и е възможно да се дестилират с водни пари, т.е. подлежат на екстракция.

Всички, основните и второстепенните, могат да се класифицират в различни групи според химичните си характеристики и свойства.

Основни компоненти

Основните компоненти се срещат във всички видове дървесина, но в различни пропорции.

Въглехидрати

Въглехидратите (моно-, ди-, олиго- и полизахариди) са органични вещества получавани чрез процеса фотосинтеза. Близо 3/4 от от дървесината е изградена от полизахариди. Групата на въглехидратите е доминирана от целулозата, но включва и хемицелулози, скорбяла и пектинови вещества.

Целулозата е линеен хомоплимер и е първата по важност от основните компоненти. Съдържанието ѝ в дървесината достига до 50%. Тя придава еластичност, устойчивост и жилавост. Самото наименование целулоза произлиза от латиската дума за клетка – cellula. Най-високо е целулозното съдържание в клетъчните стени.

Хемицелулозите са полизахаридни съединения, които имат сродство с целулозата. Тяхното съдържание при иглолистните достига до 20%, а при широколистните до 30%. Хемицелулозните полимери може да бъдат изградени на базата на пентози, хексози или да са със смесени пентозно-хексозни вериги.

Във фотосинтезиращите и нарастващите дървесинни части, като мономерни структурни единици се образуват монозахариди (глюкоза), които впоследствие се използват в качеството си на градивни блокове в молекулите на големите полимери.

Ароматни съединения

Ароматните съединения са органични вещества, които съдържат в молекулите си едно или повече бензенови ядра (ароматни пръстени). Те съставляват около 20% от дървесината и съдържат фенолни и хидроксилни групи. Някои от фенолите изграждат високомолекулното съединение наречено лигнин.

Лигнинът е втората по важност фракция в дървесината. Названието му произлиза от латинското название lignum (дърво). Той осигурява твърдост на дървесината и е отговорен за вдървесиняването ѝ. Пряко е свързан с целулозата и няма растение, което да съдържа лигнин и да не съдържа целулоза. Процентното му съдържание при иглолистните достига до 30%, а при широколистните до 20%, а понякога и малко повече.

Второстепенни компоненти

Второстепенни компоненти не се срещат всичките накуп в един и същи вид дървесина.

Белтъци и алкалоиди

Белтъците са органични полимери изградени аминокиселини. Те се срещат предимно в другите части на растенията, но понякога ги има и в много малки количества в дървесината. Обикновено присъстват в нарастващите тъкани, а в зрялата дървесина са под 1%.

Отделна група производни съединения на аминокиселините са алкалоидите. Те се наблюдават в различните части при различните растителни видове. При някои от тях, алкалоидите могат да бъдат открити в дървесината.

Други органични вещества

Екстрактивните вещества включват етерични масла, багрила, дъбилни вещества, смоли и други. Наличието или отсъствието на едно или повече е строго специфично за различните биологични растителни видове.

Алифатни киселини (често под формата на естери) и алифатни алкохоли се срещат почти във всеки вид дървесина, но в малки количества.

Терпените са органични съединения, които изграждат терпентина и смолните киселини. Те са летливи и се срещат предимно при иглолистните видове.

Минерални вещества

Съдържанието на минерални вещества в дървесината, количествено може да варира при различните видове и при различните географски ширини. Обикновено те са част от хранителните сокове на дървото. Качествения състав им от своя страна, често зависи от типа на почвите и съдържанието на водите, към които са се приспособили съответните растения.

Минералните вещества могат да бъдат отделени под формата на пепел при изгарянето на дървесината. Получените неорганични съединения (най-често соли) съдържат калий, натрий, желязо, магнезий, калций, фосфор, кислород, въглерод, силиций и други химични елементи.

Солите на калия и натрия са добре разтворими във вода. Те доминират водоразтворимата пепел, която обикновено достига до една четвърт от общото количество пепел. До 75% от минералните вещества в пепелта са неразтворими във вода и те обикновено са силициеви соли или най-вече калциеви карбонати.

Особености

Не само различните растителни видове се отличават с различен химичен състав на дървесината, но разлики съществуват и между отделните представители на един и същ вид. Дори различните части на едно дърво могат да имат осезаемо отличаващ се химичен състав на дървесината. Например областите подложени на натиск обикновено съдържат повече лигнин, а тези подложени на опън – повече целулоза.

Особеностите в средата, растежа или видовите особености влияят в известна степен, но не са способни да променят кардинално целия химичен състав на дървесината.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Leave the field below empty!