Состав древесина: Строение и состав древесины — Древесина

Содержание

Строение и состав древесины — Древесина

Строение и состав древесины

Древесина представляет собой сложный композиционный материал, созданный природой. При рассмотрении структуры древесины принято различать макроструктуру, различимую невооруженным глазом, и микроструктуру, различимую с помощью оптической и электронной микроскопии.

Макроструктура древесины — строение древесины, видимое невооруженным глазом. Рассматриваются три основных разреза ствола: поперечный — торцовый и два продольных — радиальный, проходящий через ось ствола, и тангентальный, проходящий по касательной к годовым кольцам (рис. 3.1).

На поперечном разрезе древесины ствола видны концентрические годовые кольца, располагающиеся вокруг сердцевины. Каждое годовое кольцо имеет два слоя: ранней (весенней) и поздней (летней) древесины. Ранняя древесина светлая и состоит из крупных тонкостенных клеток.

Рис. 3.1. Строение ствола дерева:

Поздняя древесина более темного цвета, состоит из мелких клеток с толстыми стенками; поэтому она менее пориста и обладает большей прочностью, чем весенняя.

В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав, одеревеневают и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных — дубильными веществами. Движение влаги в древесине этой части ствола прекращается, и она становится более прочной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола у разных пород называют ядром или спелой древесиной.

Микроструктура древесины. Изучая строение древесины под микроскопом, можно увидеть, что основную массу древесины составляют клетки механической ткани, имеющие веретенообразную форму и вытянутые вдоль ствола.

Срубленная древесина состоит из отмерших клеток, т. е. только из клеточных оболочек (рис. 3.2). Оболочки клеток сложены из нескольких слоев очень тонких волоконец, называемых микрофибриллами, которые компактно уложены и направлены по спирали в каждом слое под разным углом к оси клетки (подобно отдельным прядям в канате). Это обеспечивает высокую прочность древесине.

Химический состав древесины. Микрофибриллы состоят из длинных, напоминающих цепи макромолекул целлюлозы (от лат. cellula — клетка). Эти цепи построены из большого числа (нескольких сотен) ячеек глюкозы (поэтому целлюлозу можно назвать полисахаридом):

Макромолекулы целлюлозы благодаря наличию сильно полярных групп —он жестко связаны друг с другом, чем объясняется отсутствие у древесины области высокоэластического состояния, возникающего при нагревании у большинства линейных полимеров (например, у полиэтилена). Эти же гидроксильные группы объясняют гигроскопичность древесины и сопутствующие ей набухание и усушку (см. п. 3.4). Механизм гигроскопичности заключается в образовании электростатической связи между полярными — он группами целлюлозы и диполями воды: от их вида, места расположения, размеров, а также от назначения древесной продукции. Один и тот же порок в некоторых видах продукции делает древесину непригодной, а в других понижает ее сортность или не имеет существенного значения.

Поэтому в стандартах на конкретные виды лесопродукции имеются указания о допустимых пороках.

Пороки древесины можно разделить на несколько групп: пороки формы ствола, пороки строения древесины, сучки, трещины, химические окраски и грибковые поражения и покоробленности. Ниже рассмотрены основные виды пороков.

Пороки формы ствола легко определяются на растущем дереве, поэтому стволы таких деревьев могут быть отбракованы на лесосеке. К этой группе пороков относятся сбежистость, закомелистость и кривизна ствола (рис. 3.3).

Сбежистость — значительное уменьшение диаметра по длине ствола. Нормальным сбегом считается уменьшение диаметра на 1 см на 1 м длины ствола. Этот порок уменьшает выход обрезных пиломатериалов. Кроме того, в материале оказывается много перерезанных волокон, что снижает его прочность.

Закомелистость — резкое увеличение диаметра комлевой (нижней) части ствола. Закомелистость бывает круглой и ребристой. В любом случае она увеличивает количество отходов и искусственно вызывает косослой в готовой продукции.

Кривизна ствола — искривление ствола дерева в одном или нескольких местах. Сильная кривизна переводит древесину в разряд непригодной для строительных целей.

Пороки строения древесины представляют собой отклонения от нормального расположения волокон в стволе дерева: наклон волокон, свилеватость, крень, двойная сердцевина и др. (рис. 3.4).

Рис. 3.3. Пороки формы ствола:

Наклон волокон (косослой) — непараллельность волокон древесины продольной оси пиломатериала. Это явление (особенно при больших углах наклона волокон) вызывает резкое снижение прочности древесины и затрудняет ее обработку.

Рис. 3.4. Пороки строения древесины:
а — наклон волокон; б — свилеватость; в — крень; г — двойная сердцевина

Пиломатериал, имеющий косослой, обладает повышенной склонностью к короблению при изменении влажности.

Свилеватость — крайнее проявление косослоя, когда волокна древесины расположены в виде волн или завитков.

Свилеватость в некоторых породах (орех, карельская береза) придает красивую текстуру древесине; такие породы используются в отделочных работах.

Крень — изменение строения древесины, когда годовые кольца имеют разную толщину и плотность по разные стороны от сердцевины. Крень нарушает однородность древесины.

Сучки — самый распространенный и неизбежный порок древесины, представляющий собой основание ветвей, заключенные в древесине. Они нарушают однородность строения древесины, вызывают искривление волокон (свилеватость). Сучки уменьшают рабочее сечение пиломатериалов, снижая их прочность в 1,5…2 раза (а в тонких Досках и брусках и более).

По степени срастания сучков с древесиной ствола различают сучки сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся (выпадающие). Особенно опасны сучки разветвленные (лапчатые) (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Различные виды сучков: а — сросшийся здоровый; 6 — выпадающий; в — сшивной; г — разветвленный (лапчатый)

Здоровые сучки имеют древесину твердую и плотную без признаков гнили. Часто сучки загнивают вплоть до превращения в рыхлую порошкообразную массу — это так называемые табачные сучки.

Для изготовления несущих деревянных конструкций использует-ся древесина, имеющая только здоровые сросшиеся сучки. Количество и размещение сучков определяют сортность материала.

Трещины могут появляться как на растущем дереве, так и при высыхании срубленного дерева и пиломатериалов. Они нарушают целостность лесоматериалов, уменьшают выход высокосортной продукции, снижают прочность и даже делают их непригодными для строительных целей. Кроме того, трещины способствуют гниению древесины.

Различают следующие типы трещин: метик, морозобоина и отлуп, образующиеся на растущем дереве, и трещины усушки, образующиеся на срубленной древесине (рис, 3.6).

Метик — внутренние трещины, идущие вдоль ствола от центра к периферии; трещин может быть несколько как расположенных в одной плоскости, так и крестообразно.

Рис. 3.6. Виды трещин: а, б — метиковая простая и сложная; в, г — морозобоина открытая и закрытая; д, е — отлуп кольцевой и частичный

Морозобоина — наружная открытая продольная трещина, сужающаяся к центру. Такие трещины возникают при замерзании влаги в стволе во время сильных морозов.

Отлуп — полное или частичное отделение центральной части ствола от периферийной в результате усушки первой. Такие трещины располагаются по годовым кольцам.

Трещины усушки встречаются очень часто в древесине всех пород; они возникают в результате напряжений, вызванных неравномерной усадкой при быстрой сушке древесины на воздухе. Эти трещины направлены от периферии к центру вдоль волокон древесины.

Грибные поражения и химические окраски вызываются простейшими живыми организмами — грибами, развивающимися из спор и использующими древесину в качестве питательной среды, или микроорганизмами. Для развития грибов необходим кислород воздуха, определенная влажность и положительная температура. Различают грибы, поражающие деревья, растущие в лесу, и свежесрубленную Древесину, и грибы, развивающиеся на деревянных конструкциях.

На растущих деревьях могут развиваться деревоокрашивающие грибы. Они питаются содержимым клеток, не затрагивая их стенки. Поэтому прочность такой древесины изменяется незначительно, но на Древесине появляются цветные пятна и полосы.

Изменение окраски древесины без изменения ее механических свойств может происходить из-за биохимического окисления дубильных веществ, провоцируемого микроорганизмами.

Значительно более опасны дереворазру тающие грибы. Они питаются материалом стенок клеток — целлюлозой, разлагая ее с помощью ферментов до глюкозы.

Это возможно только при достаточной влажности древесины. Глюкоза в теле гриба используется в процессе его жизнедеятельности и, в конце концов, превращается в углекислый газ и воду:

Гниение по сути — это то же самое, что и горение, но с очень малой скоростью.

Известно большое число дереворазрушающих грибов. Среди них наиболее часто встречаются так называемые домовые грибы. При поражении такими грибами древесина делается трухлявой и легкой, а на ее поверхности появляется налет плесени в виде мягких подушечек. Домовый гриб может разрушить древесину очень быстро (в течение нескольких месяцев).

Процесс гниения прекращается при снижении влажности древесины до 18…20 % (сухая древесина не гниет), снижении температуры ниже 0 °С или исключении поступления кислорода.

Повреждения насекомыми (червоточины) представляют собой ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми (жуками-короедами, точильщиками), которые живут в ней и ею же питаются. Жуки-точильщики могут развиваться в сухой древесине и даже в мебели.

Рис. 3.7. Продольная покороб-ленность

Поверхностные червоточины не влияют на механические свойства древесины, так как при распиловке уходят в горбыль. Глубокие червоточины нарушают целостность древесины и снижают ее прочность.

Покоробленности — нарушение формы пиломатериалов при изменении ее влажности при сушке и хранении или под действием внутренних напряжений при продольной распиловке крупных элементов на более мелкие. Покоробленность бывает поперечная, продольная (простая и сложная) и винтообразная (крыловатость) (рис. 3.7).

Читать далее:
Виды материалов и опалубка из древесины

Структура и свойства древесины
Защита древесины от гниения и возгорания
Лесоматериалы и изделия из древесины
Основные древесные породы, применяемые в строительстве
Важнейшие свойства древесины
Пиломатериалы для ремонта
Древесные материалы и способы их обработки
Типы пиломатериалов
Виды пиломатериалов


Из чего состоит древесина — познаем изначальное. Рассмотрен состав древесины и ее содержимое.

Рассмотрим подробнее, из чего состоит древесина. Древесина состоит из твердой части клеток, представляющих собой клетчатку такого состава: 49,5% углерода; 6,3% водорода; 44,2 % кислорода и азота (в том числе азота около 1%). В древесине имеются минеральные вещества, образующие после сжигания золу. Зола составляет 1-1,5% от веса древесины.

Составные части дерева и его строение

Древесина ядра отличается прочностью, плотностью и твердостью, а также большой сопротивляемостью к загниванию, чем заболонь, которая состоит из молодых клеток, отличающихся меньшей плотностью Древесины. Сокодвижение—перемещение воды с растворенными в ней питательными веществами — происходит по заболони. Толщина заболони зависит от породы дерева, его возраста и условий роста. Рост ядра с отмиранием клеток заболони превращается в Древесину ядра.У березы, бука, клена, осины и ольхи центр ствола имеет темную окраску, свидетельствующую о начальной стадии загнивания. Эту часть ствола называют ложным ядром.Между заболонью и корой располагается тонкий слой живых клеток — камбий. В вегетационный период деление камбиальные клеток образует новые клетки древесины и коры. При этом дерево растет как в толщину, так и в длину. Кора состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего лубяного.Наружный слой защищает дерево от атмосферных влияний и механических повреждений, внутренний передает вниз по стволу органические питательные вещества, выработанные в листьях кроны.У большинства хвойных пород в поперечном разрезе ствола различны годовые слои в виде концентрических окружностей. Ежегодно при нормальном росте образуется один годовой слой. Его толщина (в направлении радиуса) у разных древесных пород различна. Ранняя древесина годового слоя сердцевины отличается от поздней древесины, находящейся ближе к коре. Это объясняется ростом ранней древесины годового слоя весной и в начале лета. В это время в почве мало влаги и клетки ранней древесины рыхлые и светлые, обеспечивающие сокодвижение. Поздняя древесина годового слоя растет в конце лета и осенью.
У лиственных пород клетки поздней древесины (годового слоя) состоят из опорных тканей, а у хвойных пород — из толстостенных трахеид, более темных по цвету и отличающихся плотностью и прочностью.

Ширина годовых слоев зависит от возраста дерева, от породы и условий роста. У молодых деревьев годовые слои обычно более широкие, кроме ивы, имеющей только узкие годовые слои. У сосны, растущей на севере, годовые слои более узкие, чем у сосны, растущей в южных широтах. Свойства древесины характеризует ширина годовых слоев. Хвойные породы с узкими годовыми слоями отличаются большей прочностью и смолистостью.

Сосна с узкими годовыми слоями красно-бурого цвета более ценна, чем с широкими годовыми слоями. Древесина хвойных пород, на торцевом разрезе которой в радиальном направлении в 1 см насчитывается не менее трех и не более 25 годичных слоев, считается лучшей. У лиственных древесных пород наоборот, чем шире годовые слои, тем плотнее, тверже и более прочная древесина. Это характерно для дуба, каштана, ильма, ясеня, вяза. У этих пород в весенний период независимо от климатических, почвенных и других условий образуется 2…3 ряда крупной проводящей ткани (трахеид), а затем — поздняя древесина годового слоя, состоящая из механически прочных тканей.

У березы, бука, граба, клена, липы, ольхи, осины древесина не имеет ярко выраженных годовых слоев и ширина годового слоя не влияет на качество древесины.

Сердцевинные лучи располагаются в стволе в радиальном направлении. Различают первичные и вторичные лучи. Первичные сердцевинные лучи начинаются от сердцевины и доходят до коры, вторичные начинаются недалеко от сердцевины и продолжаются до коры. По сердцевинным лучам в горизонтальном направлении перемещаются вода, питательные вещества и воздух. На поперечном разрезе ствола крупные сердцевинные лучи различимы в виде блестящих полосок, на радиальном разрезе — в виде полосок или пятен, а на тангентальном разрезе — в виде точек или полосок. Древесина хорошо раскалывается по направлению сердцевинных лучей. Сердцевинные лучи встречаются у большинства древесных пород, но их «размер, вид и количество зависят от породы и условий роста. У деревьев, выросших на солнце, больше сердцевинных лучей, чем у тех, что росли в тени.

Анатомическое строения древесины.

Как и всякое растение, дерево состоит из клеток. Каждая молодая клетка состоит из оболочки и находящейся в ней протоплазмы. Внутри протоплазмы обычно находится одно ядро (встречаются и многоядерные клетки). В процессе роста клетки протоплазма расходуется и в ней образуются полости (вакуоли) 4, которые заполняются клеточным соком. В дальнейшем отдельные вакуоли постепенно сливаются в одну общую и оттесняют протоплазму к оболочке клетки. Кроме протоплазмы, ядра и вакуолей с клеточным соком, в клетках находятся еще так называемые пластиды – бесцветные или окрашенные образования.
Протоплазма представляет собой зернистую, прозрачную, тягучую слизь (растительный белок). Ядро имеет обычно овальную форму, в нем находятся одно или несколько блестящих ядрышек и тонкие нитеобразные белковые вещества, которые называются хроматинами. Ядро так же, как и протоплазма, состоит из сложного белкового соединения.

Пластиды в зависимости от окраски делятся на лейкопласты — бесцветные пластиды, хромопласты — с желтым и оранжевым пигментом и хлоропласты, содержащие зеленый пигмент, который называется хлорофиллом. Хлорофилловые зерна находятся преимущественно в листьях и под влиянием солнечных лучей превращают углекислый газ воздуха в соединении с веществами клеточного сока в различные органические соединения (углеводы, белки, жиры). Растения, лишенные хлорофилла, сами не могут вырабатывать необходимые для жизни растения органические соединения и поэтому вынуждены паразитировать.

Клеточный сок, заполняющий вакуоли, представляет собой водный раствор различных веществ: углеводов, пигментов, дубильных веществ и свободных органических кислот.

Оболочка в основном состоит из целлюлозы или клетчатки (С6Ню05). В клеточной оболочке наблюдается слоистость. Материал оболочки образуется за счет распада протоплазмы, поэтому по мере роста клетки количество протоплазмы в ней уменьшается. Более старая оболочка клетки содержит больше минеральных веществ. По мере окончания роста клетки происходит постепенное утолщение оболочки за счет нарастания последующих слоев. Иногда утолщение бывает настолько велико, что внутри клетки оболочка имеет тонкие поры. Оболочка претерпевает различные изменения в строении и составе, в результате чего происходит ее одеревенение или опробкование, или ослизнение.

При одеревенении в оболочке клетки образуется особое вещество – лигнин, который содержит значительное количество углерода;
увеличивается также ее прочность и твердость, но уменьшается упругость, способность к разбуханию и пр. Одеревенение клеток происходит преимущественно в стволе.

Опробкование сопровождается образованием в оболочке клетки вещества более бедного кислородом, чем лигнин. В результате опробкования клетка хорошо противостоит гниению и становится непроницаемой для воды и газов. Опробкованию подвергаются обычно клетки на поверхности ствола и веток растения.

Ослизнение сопровождается превращением всей оболочки или части ее в камедь, или слизь, которая растворяется в воде. Если ослизняется часть оболочки, создаются отверстия, которыми клетки соединяются между собой, образуя сосуды.

Хотя клетки плотно прилегают друг к другу и соединены между собой межклеточным веществом, но между ними образуются межклеточные пространства, заполняющиеся выделениями клеток (например, у хвойных пород – смолой). Кроме смоляных ходов, могут быть воздухоносные межклеточные ходы. По форме клетки делятся на паренхиматические, имеющие примерно одинаковую величину в трех измерениях, прозенхиматические, вытянутые в одном направлении, и таблицеоб разные, развитые в двух направлениях.

Древесные ткани.

Клетки в молодых растущих частях дерева сходны между собой, но по мере дальнейшего роста дерева они специализируются, причем группы одинаковых клеток объединяются в ткани. Ткани в зависимости от выполняемых ими в жизни дерева функций делятся на образовательные, кроющие, механические и проводящие.
Образовательные ткани находятся в точке роста стебля растения и состоят из тонкостенных (с большим количеством протоплазмы) паренхимных клеток. Эта ткань служит в дальнейшем для образования других тканей.
Кроющие ткани молодых стеблей и листьев покрыты эпидермисом, клетки которого по мере роста сменяются кроющей пробковой тканью.

Механические ткани служат для придания элементу растения определенной механической прочности. Эта ткань состоит из одеревеневших клеток и служит для увеличения прочности только молодых еще растущих частей дерева. Клетки этой ткани обладают сравнительно высокой механической прочностью и сильно вытянуты, а поэтому и называются волокнами.

Проводящие ткани, имеют назначение проводить влагу с растворенными в ней минеральными и органическими соединениями. Эти ткани слагаются из сосудов и сосудовидных клеток. Трахеи образуются при слиянии в один общий сосуд вертикальных клеток, причем поперечные перегородки их полностью или частично исчезают. Сосуды характерны для древесины лиственных пород. Сосудовидные клетки представляют собой длинные клетки, полости которых ие соединяются между собой. Древесина хвойных пород состоит почти исключительно из сосудовидных клеток. Проводящие ткани заполнены водой с растворенными в ней различными веществами и воздухом.
Ткани, проводящие органические вещества по растению, состоят из ситовидных трубок и млечных сосудов. Ситовидные трубки состоят из вытянутых клеток, перегородки между которыми имеют мелкие отверстия, как у сита. Проводящие ткани собраны в древесине в особые сосудисто-волокнистые пучки, в которых вокруг сосудов расположены механические элементы. 

Состав древесины

Древесные клетки состоят из стенок клеток и водянистого содержимого, так называемого клетчатого сока (протоплазмы), который у свежей древесины может составлять больше половины древесной массы.

Древесина (ее материал) образуется деревянным каркасом стенок клеток. Она состоит у всех пород деревьев из одинакового количества химических элементов, из которых образуются различные соединения. Составляющие материала дре-весины — это целлюлоза и целлюлозоподобные материалы (семицеллюлозы), лигнин и вещества, содержащиеся в древесине, такие как смола, терпентин, жир, воск, красители и неорганические микроэлементы.

•          Целлюлоза — образует каркас древесины.

•          Лигнин — обеспечивает прочность на сжатие (одревление).

•          Вещества, содержащиеся в клетках древесины, — влияют на окраску, запах, стойкость против насекомых и грибков.

Раскалываемость древесины

Есть у древесины свойство, которого нет у других природных материалов. Это раскалываемость, или расщепляемость. При раскалывании древесина не режется, а расщепляется вдоль волокон. Поэтому расколоть бревно можно даже деревянным клином. Хорошо раскалывается прямослойная упругая древесина хвойных пород сосны, кедра и лиственницы. Среди лиственных деревьев легко раскалываются дуб, осина и липа. Дуб хорошо раскалывается только в радиальном направлении. Раскалываемость зависит от состояния древесины. Слегка увлажненная или свежесрубленная древесина раскалывается лучше, чем пересохшая. Но слишком увлажненная, мокрая древесина раскалывается с трудом, так как становится слишком вязкой. Если вам приходилось рубить дрова, то вы, вероятно, замечали, как легко и споро колется мерзлая древесина. Раскалываемость древесины имеет практическое значение. Раскалыванием древесины получают заготовки спичек, клепки для бондарной посуды, в обозном деле — заготовки для спиц и ободов, в строительстве — кровельную щепу, гонт и штукатурную дрань. Из тонких полос расщепленной сосны крестьянские умельцы плели корзины для грибов и белья, а между делом мастерили для ребятишек из щепы забавные фигурки оленей и коньков. Если лучинку из сухого дерева согнуть в дугу, а затем отпустить, она мгновенно распрямится.

Древесина — упругий материал. Но ее упругость во многом зависит от породы дерева, строения и влажности. Тяжелая и плотная древесина с высокой твердостью всегда более упруга, чем легкая и мягкая. Выбирая ветку для удилища, вы стараетесь подбирать такую, которая была бы не только прямой, тонкой и длинной, но и упругой. Вряд ли найдется такой рыболов, который пожелает сделать удилище из ветки ломкой бузины или крушины, а не из гибкой и упругой ветки рябины или орешника. Американские индейцы предпочитали делать удилища из упругих веток кедра. Трудно себе представить историю человечества без древнего оружия — лука.
А ведь изобретение лука было бы невозможно, если бы у дерева отсутствовала упругость. Для лука требовалась очень прочная и упругая древесина, и чаще всего его делали из ясеня и дуба. Благодаря все той же упругости древесина применяется там, где нужно смягчить отдачу. С этой целью под наковальню подкладывали массивную деревянную колоду, из дерева делали рукоятку молота. Прошло не одно столетие со времени изобретения огнестрельного оружия.

Ушли в прошлое кремневые ружья и винтовки, оружие стало совершенным, но по-прежнему деревянными остались приклад и некоторые другие части. Где найдешь такой материал, который бы так надежно гасил отдачу при выстреле? Давно замечено, что прямослойная древесина более упругая, чем свилеватая. Даже древесина одного дерева в разных частях имеет различную упругость. Например, зрелая древесина ядра, расположенная ближе к сердцевине, более упруга, чем молодая, расположенная ближе к коре. Но если древесину намочить или распарить, то упругость ее резко понизится. Согнутая полоска древесины после высыхания сохраняет полученную форму. Чем влажнее дерево, тем выше его пластичность и ниже упругость. Пластичность противоположна упругости.

Большое значение пластичность имеет в производстве гнутой и плетеной мебели, спортивного инвентаря, в корзиноплетении, обозном и бондарном деле. Высокую пластичность после вываривания в воде или пропарки приобретают вяз, ясень, дуб, клен, черемуха, рябина, липа, ива, осина и береза. На изготовление гнутой мебели идут заготовки из клена, ясеня, вяза и дуба и плетеной — из ивы и орешника. Из березы, вяза, черемухи, клена и рябины гнут упряжные дуги.

Дуги из этих деревьев получаются очень прочными, но если нужно, чтобы они были полегче, в дело идут ива и осина. Древесина хвойных деревьев имеет низкую пластичность, поэтому ее почти не применяют для гнутых или плетеных изделий. Исключение составляет сосна, тонкая щепа которой идет на плетение кузовков и лукошек, а также корни сосны, ели, кедра и лиственницы, идущие на плетение корневушек. Насыщенная влагой древесина разбухает, увеличиваясь в объеме. Во многих изделиях из дерева разбухание — отрицательное явление.

Например, разбухший ящик письменного стола почти невозможно задвинуть или выдвинуть. С трудом закрываются после дождя створки открытого окна. Чтобы древесина не разбухала, деревянные изделия чаще всего покрывают защитным слоем краски или лака. С разбуханием древесины мастера постоянно ведут борьбу. Но для бондарной посуды это свойство оказалось положительным. Ведь при разбухании клепок — дощечек, из которых набирают бондарную посуду, щели между ними исчезают — посуда становится водонепроницаемой. Раньше, когда зимой суда становились на ремонт, их деревянную обшивку по традиции конопатили льняной или конопляной паклей.

Прежде всего расходилось очень много ценного сырья, к тому же в сильные морозы пакля становилась хрупкой и работать с ней было очень трудно. Вот тут-то на выручку пришла так называемая древесная шерсть — очень тонкие стружки. Древесной шерсти нипочем морозы, она легко заполняет все щели обшивки. А когда судно спустят на воду, древесная шерсть разбухает и плотно закупоривает самые мельчайшие щели в обшивке.

Породы древесины определяют по их следующим характерным признакам: текстуре, запаху, твердости, цвету. Деревья, имеющие листву, называют лиственными, а имеющие хвою — хвойными. Лиственными породами являются береза, осина, дуб, ольха, липа и др., хвойными породами — сосна, ель, кедр, пихта, лиственница и др. Лиственницей называют дерево за то, что она, как и лиственные породы, на зиму сбрасывает хвою.

Рассмотрим подробнее, из чего состоит древесина. Древесина состоит из твердой части клеток, представляющих собой клетчатку такого состава: 49,5% углерода; 6,3% водорода; 44,2 % кислорода и азота (в том числе азота около 1%). В древесине имеются минеральные вещества, образующие после сжигания золу. Зола составляет 1-1,5% от веса древесины.

Физические свойства древесины. Свойства древесины зависят от ее влажности. Различают в древесине влагу свободную, или капиллярную, заполняющую полости клеток и межклеточное пространство; гигроскопическую, находящуюся в стенках клеток, и химически связанную. В свежесрубленной древесине имеется свободная, гигроскопическая и химически связанная вода, в сухой древесине — гигроскопическая и химически связанная.
  По степени влажности различают древесину мокрую, полностью насыщенную водой; свежесрубленную, содержащую воды 35% и более; воздушно-сухую влажностью 15-20%; комнатно-сухую влажностью 8-10%; абсолютно сухую, полученную в лаборатории высушиванием до постоянного веса при температуре 100-105° С. Условная стандартная влажность древесины 15%-При равномерном высыхании вначале испаряется свободная влага, затем гигроскопическая. Состояние древесины в момент отсутствия в ней свободной влаги называется точкой насыщения волокна. Она характеризуется влагосодержанием 25-35% к весу сухой древесины.
 
Сухая древесина способна поглощать из воздуха влагу и отдавать ее более сухому окружающему воздуху. Колебания влажности древесины вызывают в ней изменение объемного веса, размеров и прочности.
 

Звукоизоляция помещения очень важна, если Вы живете в шумном районе или занимаетесь музыкой. Как правильно сделать звукоизоляцию читайте на сайте «Построй свой дом сам».

 
Процессы увлажнения или обезвоживания древесины на воздухе продолжаются до достижения состояния равновесной влажности, изменяющейся в зависимости от температуры и влажности воздуха. Продвижениевлаги в древесине неодинаково в разных направлениях. В продольном направлении влага продвигается быстрее, чем в поперечном. В радиальном направлении скорость продвижения влаги большая, чем в тангенциальном.
  Плотность древесинного вещества, образующего клетки древесины, равна 1,55 г/см3. Объемная масса древесных пород 450- 900 кг/м3. Некоторые древесные породы (бакаут) имеют объемную массу более 1300 кг/м3.
 
При высушивании древесины до точки насыщения волокон не изменяются ее линейные размеры. При дальнейшем высыхании размеры древесины уменьшаются: вдоль волокон — на 0,1-0,4, в радиальном направлении — на 3-6, а тангенциальном — на 6- 12%. В конструкциях, защищенных от увлажнения, древесину следует применять с влажностью не более 18%.
 
Изменение формы древесины, вызванное неравномерной усушкой, называется короблением. При неправильном высушивании в древесине возникают напряжения, вызывающие наружные и внутренние трещины.
 
Ценным в древесине является ее текстура. Красивой текстурой обладает дуб, бук, орех, клен и другие породы. Каждая порода дерева имеет характерную окраску. Цвет древесины иногда вызывается поражением ее дереворазрушающимл грибами. Древесные породы, содержащие танин, изменяют окраску под действием солей железа, находящихся в воде.
 
Теплопроводность древесины зависит от направления волокон, влажности и породы. Так, при влажности дуба 15% коэффициент теплопроводности вдоль волокон равен 0,45, поперек волокон 0,22 вт/м o град; для сосны он равен соответственно 0,44 и 0,18 вт/м*град. Теплоемкость древесины равна в среднем для дуба 2,8*103, для сосны и ели 2,7*103 дж/кг*град.
  Древесина хорошо проводит звук вдоль волокон, хуже — в радиальном направлении и плохо — в тангенциальном. Например, сосна проводит звук вдоль волокон со скоростью 5030, в радиальном направлении 1450, в тангенциальном 850 м/сек.
 
Температурный коэффициент расширения древесины невелик и зависит от породы: для древесины вдоль волокон он равен 0,000002-0,00001, поперек волокон 0,00003-0,00006.
 
Кислоты и щелочи разрушают древесину при длительнОхМ воздействии. Слабощелочные растворы разрушают древесину незначительно. Кислоты начинают разрушать древесину при рН<2, т. липа, осина, ольха, каштан, платан и др.).
 

Строение, состав и свойства древесины

От качества древесины (ботанический вид, состав органической массы, строение, влажность и т, д.) зависят химический состав, физико-химические и другие свойства коптильного дыма.

Морфологически древесина представляет собой упорядоченную систему клеток, сосудов (у лиственных пород), межклеточных смоляных ходов (у хвойных пород) и других элементов. Структурной единицей древесины является клетка. Клетки имеют тонкие первичные стенки с прилегающими изнутри вторичными стенками и отделяются друг от друга межклеточным веществом так называемой срединной пластинкой.

Сок, наполняющий клетки и сосуды камбиального слоя и заболони, представляет собой водный раствор различных органических соединений (солей, углеводов, дубильных и белковых веществ и т. д.) Ядровая древесина сока не содержит.

Древесина разных пород сходна по элементарному составу.

Несмотря на небольшую разницу в элементарном составе, теплотворная способность древесины различных пород колеблется довольно значительно. Так, теплотворная способность липы, сосны и осины составляет соответственно 5075, 4818 и 4695 ккал. При одинаковых условиях горючесть разных пород древесины зависит от плотности, или удельного веса, ее.

Различия в удельном весе и морфологическом строении древесины разных пород существенно влияют и на характер горения. При более рыхлой морфологической структуре кислород быстрее поступает к горящим частицам, в результате чего органические вещества древесины меньшего удельного веса легче подвергаются термическому распаду. При этом образуется более длинное пламя по сравнению с пламенем при горении более плотной древесины. В плотную древесину труднее проникает кислород, больше образуется угля, так как горение протекает медленнее; зона горения меньше, а несгоревших летучих веществ в коптильном дыме больше.

В зависимости от плотности дрова различных пород делят на три группы. К первой группе относят березу, бук, ясень, ильм, граб, вяз, клен, дуб, ко второй — сосну, ольху и к третьей — ель, кедр, пихту, осину, липу, тополь, иву.

Дрова первой группы — наилучшие, так как в единице объема их содержится наибольшая масса древесины.

На качество коптильного дыма существенно влияет и влажность древесины. Она зависит от возраста, породы дерева и времени заготовки. Лиственные деревья содержат меньше влаги, чем хвойные. Молодые деревья содержат больше влаги, чем старые той же породы.

В зависимости от влажности различают сухие дрова (содержание влаги до 20%), полусухие (содержание влаги от 21 до 33%) и сырые (содержание влаги более 33%).

Большая часть древесины состоит из целлюлозы (клетчатки), пентозанов и лигнина. Из этих веществ в основном образованы стенки клеток и клеточные оболочки, т. е. остов (каркас) древесины.

Целлюлоза, гемицеллюлоза (основная часть которой состоит из пентозанов и гексозанов) и лигнин составляют 90—95% веса абсолютно сухой древесины.

Экстрактивные вещества состоят из летучих масел и кислот, красящих и дубильных веществ, минеральных солей, органических, азотистых и других соединений.

Составные части коптильного дыма образуются главным образом из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.

Целлюлоза представляет собой высокомолекулярный полисахарид.

Молекулы ее состоят из длинных цепей глюкозных остатков, соединенных глюкозидными связями:

Молекулярный вес целлюлозы около 1 500 000.

Целлюлозное волокно имеет сложное мицеллярное строение: большая часть его цепей состоит из строго ориентированных кристаллических участков, а меньшая (10—30%) — из аморфной целлюлозы, где цепи расположены неупорядоченно. При нагревании до 284°, несмотря на побурение, сохраняется ориентировочная структура целлюлозы. При дальнейшем повышении температуры целлюлоза вначале переходит в аморфное состояние, а затем подвергается глубоким химическим изменениям.

При термическом распаде целлюлозы образуется смесь углеводов, представляющих собой осколки полисахаридов. При разложении целлюлозы не образуется метилового спирта, наличие которого твердо установлено в дыме от сжигания древесины. В связи с этим естественно предположить, что источником образования его является другая часть древесины — лигнин.

Лигнин содержится в древесине как лиственных, так и хвойных пород. Две трети его находятся в срединной пластинке, остальное же количество — во вторичных стенках плеток древесины.

Точная формула и молекулярный вес лигнина не установлены. Предполагают, что молекулярный вес его составляет несколько тысяч. Для строения лигнина характерно наличие метоксильных групп (—ОСН3), составляющих около 85—90% всех метоксильных групп древесины. При пиролизе древесины из метоксильных групп лигнина образуется метиловый спирт:

R — ОСН3 + НОН → R — ОН + СН3ОН

Лигаин содержит также гидроксильные (—ОН), карбонильные (—CO) и другие группы. Большинство исследователей считает, что лигнин имеет ароматическое строение. Этим объясняется тот факт, что лигнин более устойчив к действию тепла, чем целлюлоза, имеющая гетероциклическое строение (целлюлоза начинает распадаться при температуре около 290°, а лигнин — при 350°). Из лигнина образуется меньше парогазовой смеси и больше угля (соответственно 60 и 26 %), чем из целлюлозы. Доказательством ароматической природы лигнина служит также образование из него при мягких способах окисления различных ароматических соединений (ванилина, сиреневого альдегида, ароматических кислот и пр.).

Гемицеллюлоза содержится преимущественно в срединной пластинке. Часть ее находится также во вторичных стенках клеток древесины.

Гемицеллюлоза состоит из пентозанов (C5H8O4)n и гексозанов (C6H10O5)n, легко гидролизуется, при этом образуются простейшие сахара:

(C5H8O4)n + n ⋅ h3O → (C6H10O5)n пентозы

(C6H10O5)n + n ⋅ h3O → (C6H12O6)n гексозы

Ниже приведено содержание гемицеллюлов в древесине различных пород:

  • Сосна — 21,48%
  • Ель — 20,67%
  • Береза — 27,81%
  • Бук — 22,15%
  • Дуб — 24,99%
  • Осина — 23,38%
  • Ольха — 19,55%
  • Яблоня — 37,28%
  • Абрикос — 38,68%
  • Груша — 31,31%

Больше всего содержится гемицеллюлов в древесине фруктовых деревьев. Этим, по-видимому, объясняется тот факт, что при использовании древесины фруктовых пород (например, засохших садовых деревьев) получаются продукты особенно высокого качества.

ДРЕВЕСИНА | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи
  • Источники.
  • Структура.
  • Химический состав.
  • Физические свойства.
  • Применение древесины.
  • Применение в строительстве.
  • Топливо и древесная масса.
  • Усовершенствования технологии.

ДРЕВЕСИНА, сравнительно твердый и прочный волокнистый материал, скрытая корой основная часть стволов, ветвей и корней деревьев и кустарника. Состоит из бесчисленных трубковидных клеток с оболочками в основном из целлюлозы, прочно сцементированных пектатами кальция и магния в почти однородную массу. В природном виде используется в качестве строительного материала и топлива, а в размельченном и химически обработанном виде – как сырье для производства бумаги, древесноволокнистых плит, искусственного волокна. Древесина была одним из главных факторов развития цивилизации и даже в наши дни остается одним из важнейших для человека видов сырья, без которого не могли бы обойтись многие отрасли промышленности.

Источники.

Хотя древесная ткань имеется и у папоротников, почти всю древесину люди получают из деревьев двух главных отделов царства высших растений – голосеменных и покрытосеменных. Голосеменные растения – очень древняя форма, представленная исключительно древесными видами, к которым относятся хвойные деревья («мягкие породы»), а именно сосна, ель, кедр, поставляющие основную часть древесины, используемой человечеством. Отдел же покрытосеменных отличается большим разнообразием и делится на два класса – однодольные и двудольные. Лишь некоторые из однодольных (бамбук, пальмы, юкка) дают древесную ткань, которая имеет ограниченное, в основном местное значение. Что же касается двудольных, то к этому классу относятся важные лиственные («твердые») породы – дуб, эвкалипт, клен, древесина которых особенно ценна для мебели, отделки интерьеров и пр.

Структура.

Клетки древесины, как и клетки коры, возникают из многократно делящихся клеток прокамбия и камбия, которые составляют почти непрерывный слой образовательной ткани между корой и древесиной. Камбий возникает из клеток, отделившихся от конуса нарастания стебля или корня. Последний же берет начало в клеточно-образовательном центре зародыша в семени. В древесине имеются два класса клеток – паренхимные и прозенхимные. Паренхимные клетки обычно тонкостенные с простыми (неокаймленными) порами. В заболони они выполняют функцию физиологически активной живой ткани (обеспечивают хранение питательных веществ). Прозенхимные же клетки – толстостенные с окаймленными порами. Они теряют свой протопласт, когда вырастают и достигают окончательной толщины стенок, после чего превращаются в среду, проводящую жидкость и обеспечивающую опору.

Для древесины характерны годичные кольца, обусловленные изменениями размеров клеток и толщины их стенок в связи с изменениями условий роста. В зонах умеренного климата контраст колец связан с отличием «летней» древесины одного года от «весенней» следующего. По числу колец на уровне земли можно определить возраст дерева.

Химический состав.

В состав древесины входит ряд сложных органических соединений. Полный химический анализ показывает, что она содержит около 50% углерода, 6% водорода и 44% кислорода. Стенка клетки имеет сетчатую структуру из взаимосвязанных длинноцепных молекул целлюлозы, наполненную другими углеводородами (гемицеллюлозами), а также лигнином и различными экстрактивными веществами. Цементирующим межклеточным веществом являются в основном пектаты кальция и магния, а в клеточных полостях, особенно в древесине лиственных пород, накапливаются смолы, камеди, жиры, таннины, пигменты и минеральные вещества. В состав древесины входит 45–60% целлюлозы, 15–35% лигнина и 15–25% гемицеллюлоз. Количество инородных, экстрактивных веществ в значительной мере зависит от породы и неодинаково в заболони и ядровой древесине. Содержание минеральных веществ (зольность) древесины обычно значительно меньше 1%.

Физические свойства.

Относительная плотность древесины лежит в пределах от 0,1 (бальза) до ~1,3 (железное дерево и некоторые другие тропические породы). Относительная плотность большей части деловой древесины составляет 0,2–0,75, плотность – 190–850 кг/м3. Относительная плотность древесинного вещества равна приблизительно 1,5. Следовательно, лишь около 1/6 объема легкой деловой древесины составляет твердое вещество, тогда как в более тяжелых сортах на него приходится около половины объема. Относительная плотность может быть различной и для одной породы деревьев, что обусловлено переменчивостью условий произрастания. Так, для сосны длиннохвойной эта величина может составлять от 0,25 до 0,80 (среднее значение 0,53).

И древесина дерева на корню, и деловая древесина сильно поглощают воду, что обусловлено ее капиллярным строением. Свободная вода заполняет клеточные полости, а связанная удерживается за счет адсорбции в промежутках между волокнами. Когда вся свободная вода при сушке удалена, так что всю сосудистую систему заполняет связанная вода, древесина достигает точки насыщения волокон, что для большинства пород соответствует содержанию влаги около 28%. Дальнейшее удаление воды приводит к усадке, так как при десорбировании адсорбированной воды волокна сжимаются и просвет сосудов уменьшается.

В зависимости от наличия влаги древесина усаживается или разбухает. Усадка от точки насыщения волокон до состояния после сушки в печи максимальна (4–14%) в тангенциальном направлении (параллельно годичным кольцам), примерно вдвое меньше (2–8%) в радиальном направлении (поперек годичных колец) и практически отсутствует (0,1–0,2%) вдоль волокон. Тангенциальная, радиальная и объемная усадки приблизительно пропорциональны изменению влагосодержания древесины.

Механические свойства древесины тесно связаны с ее волоконно-клеточной структурой. Ее прочность максимальна вдоль и довольно низка поперек волокон. Предел прочности (отнесенный к единице массы) древесины при растяжении вдоль волокон в 40 раз, а при сжатии – в 3–4 раза больше, чем у стали. Предел прочности при сжатии вдоль волокон примерно в 6 раз, а при сдвиге – примерно в 4 раза больше, чем поперек волокон. Поскольку усилия сжатия и изгиба типичны для сооружений, древесина особенно подходит для использования в строительных конструкциях в качестве колонн и коротких балок. Почти все прочностные характеристики древесины изменяются пропорционально плотности и обратно пропорционально влагосодержанию ниже точки насыщения волокон. Наклон волокон, т.е. отклонение их направления от продольной оси, снижает прочность деревянного конструктивного элемента. Точно так же она снижается при наличии в досках и бревнах сучков, включенных частей ветвей, нарушающих или полностью прерывающих ход волокон. Однако в отсутствие растягивающих и изгибающих нагрузок небольшие сучки допустимы. Прочность древесины снижается также из-за повреждений гнилостными микроорганизмами и насекомыми.

Применение древесины.

Применение в строительстве.

Древесина применяется в строительстве в таких формах, как пиломатериалы прямоугольного сечения (брус, доски), шпон, фанера, железнодорожные шпалы, столбы, сваи, стойки, гонт и древесноволокнистые плиты. Больше всего потребляется пиломатериалов прямоугольного сечения. Их производят распиловкой бревен, затем отделывают до стандартной ширины и длины, сортируют по качеству, сушат и поставляют потребителям в необработанном с поверхности, обработанном или формованном виде. Фанеру изготавливают, склеивая нечетное число тонких слоев древесины (шпона) так, чтобы волокна соседних слоев были взаимно перпендикулярны. Фанерные панели отличаются от обычных пиломатериалов тем, что (наряду с отсутствием ограничений по ширине) их прочность более равномерна в разных направлениях, они лучше сопротивляются раскалыванию, а их размеры меньше изменяются в условиях переменной влажности.

Топливо и древесная масса.

Применение древесины как топлива в масштабах всего мира имеет все еще очень важное значение. В высокоразвитых промышленных странах топливное потребление древесины на протяжении последних десятилетий непрерывно уменьшалось в связи с переходом на уголь, газ, нефть и электричество. Такая тенденция, по-видимому, сохранится и в будущем по мере того, как с дальнейшим развитием техники будут все более доступны другие виды топлива и источники тепла. Применение же древесины в виде древесной массы в последнее время, наоборот, непрерывно увеличивалось и, по прогнозам, будет продолжать увеличиваться в обозримом будущем. Древесина превращается в древесную массу механическим истиранием с применением воды или путем обработки химикатами, разрушающими лигниновую связь и освобождающими волокна. Затем древесная масса переделывается в различные виды бумаги, коробочный картон, древесноволокнистые плиты. После специальной обработки она используется как целлюлозное сырье для изготовления синтетических тканей и пластиков.

Усовершенствования технологии.

Благодаря новым технологическим разработкам древесина стала шире использоваться в традиционных областях и нашла новые области применения. К таким достижениям относятся усовершенствования в технологии сушки, противогнилостная и противопожарная обработка, слоистые конструкции, сборные конструкции заводского изготовления, высокоэффективные столярные клеи. Достигнуты большие успехи в целлюлозно-бумажной промышленности, а также в производстве таких материалов на основе химической переработки древесины, как синтетическое волокно, целлофан, спирт, дрожжи, древесноволокнистые плиты, древесина с полимерной пропиткой, древесный слоистый пластик и различные формованные изделия. Прогресс в области переработки и применения древесины явился стимулом к дальнейшему развитию лесного хозяйства.

1.Строение и состав древесины

Оглавление

Ведение

1. Строение и состав древесины

1.1.Строение дерева

1.2.Древесина

2. Физические свойства древесины

2.1. Цвет древесины

2.2.Блеск древесины

2.3.Текстура древесины

2.4.Запах древесины

2.5.Макроструктура

2.6.Влажность древесины

3. Продукты переработки древесины

4. Достоинства и недостатки древесины

4.1.Достоинства древесины как материала

4.2.Недостатки древесины как материала

4.3.Промышленное использование древесины

Заключение

Список использованных источников

Приложение 1

Введение

Древесина — сравнительно твердый и прочный волокнистый материал, скрытая корой основная часть стволов, ветвей и корней деревьев и кустарника. Состоит из бесчисленных трубковидных клеток с оболочками в основном из целлюлозы, прочно сцементированных пектатами кальция и магния в почти однородную массу. В природном виде используется в качестве строительного материала и топлива, а в размельченном и химически обработанном виде – как сырье для производства бумаги, древесноволокнистых плит, искусственного волокна. Древесина была одним из главных факторов развития цивилизации и даже в наши дни остается одним из важнейших для человека видов сырья, без которого не могли бы обойтись многие отрасли промышленности.

Трудно назвать какую-нибудь отрасль народного хозяйства, где древесина не использовалась в том ли ином виде, и перечислить разнообразные изделия, в которые древесина входит составной частью. По объему использования и разнообразию применения в народном хозяйстве с древесиной не может сравниться никакой другой материал.

Древесину применяют для изготовления мебели, столярно-строительных изделий. Из неё делают элементы мостов, судов, кузовов, вагонов, тару, шпалы, спортивный инвентарь, музыкальные инструменты, спички, карандаши, бумагу, предметы обихода, игрушки, сувениры. Натуральную или модифицированную древесину применяют в машиностроении и горнорудной промышленности; она является исходным сырьём для целлюлозно-бумажной промышленности, производства древесных плит.

Широкому использованию древесины способствуют её высокие физико-механические качества. Хорошая обрабатываемость. А также эффективные способы изменения отдельных свойств древесины путем химической и механической обработки. Древесина легко обрабатывается, имеет малую теплопроводность, достаточно высокую прочность, при небольшой массе хорошую сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам, в сухой среде долговечна. Древесина соединяется крепёжными изделиями, прочно склеивается, сохраняет красивый внешний вид, на неё хорошо наносятся защитно-декоративные покрытия. Вместе с тем древесина имеет недостатки: она подвержена горению и загниванию, разрушению от воздействия насекомых и грибов, гигроскопична, вследствие чего может разбухать и подвергаться усушке, короблению и растрескиванию. Кроме того, древесина имеет пороки биологического происхождения, которые снижают её качество. Чтобы использовать древесину, надо знать её свойства, строение и пороки.

Растущее дерево состоит из кроны, ствола и корней. При жизни дерева каждая из этих частей выполняет свои определенные функции и имеет различное промышленное применение.

Крона состоит из ветвей и листьев (или хвои). Из углекислоты, поглощаемой из воздуха, и воды, получаемой из почвы, в листьях образуются сложные органические вещества, необходимые для жизни дерева. Промышленное использование кроны невелико. Из листьев (хвои) получают витаминную муку — ценный продукт для животноводства и птицеводства, лекарственные препараты, из ветвей — технологическую щепу для производства тарного картона и древесноволокнистых плит.

Ствол (от 50 до 90% объема всего дерева растущего дерева) Образуется он благодаря камбию. Форма ствола — нейлоид. Проводит воду с растворенными минеральными веществами вверх, а с органическими веществами — вниз к корням; хранит запасные питательные вещества; служит для размещения и поддержания кроны. Он дает основную массу древесины и имеет главное промышленное значение. Верхняя тонкая часть ствола называется вершиной, нижняя толстая часть — комлем. Процесс роста можно представить как нарастание конусообразных слоев древесины. Каждый последний конус имеет большую высоту и диаметр основания. Обычно изучают три основных разреза ствола: поперечный (торцовый), радиальный, проходящий через ось ствола, и тангенциальный, проходящий по хорде вдоль ствола.

При рассмотрении разрезов ствола дерева невооруженным глазом или через лупу можно различить следующие основные его части: кору, камбий, древесину и сердцевину.

Сердцевина — узкая центральная часть ствола, представляющая рыхлую ткань. Сердцевина совместно с древесной тканью первого года развития дерева образует сердцевинную трубку. На торцовом разрезе имеет вид темного (или другого цвета) пятнышка диаметром 2-5 мм. На радиальном разрезе сердцевина видна в виде прямой или извилистой темной узкой полоски. Она может быть круглой овальной, треугольной (ольха), четырёхугольной (Ясень), пятиугольной (тополь) и зубчатой (дуб).

Кора покрывает дерево сплошным кольцом и состоит из внешнего коркового слоя и внутреннего слоя — луба, который проводит воду с органическими веществами, выработанными в листьях, вниз по стволу. Кора предохраняет дерево от механических повреждений, резких перемен температуры, насекомых и других вредных влияний окружающей среды. Вид и цвет коры зависят от возраста и породы дерева. У молодых деревьев кора гладкая, а с возрастом в коре появляются трещины. Кора может быть гладкой (пихта), чешуйчатой (сосна), волокнистой (можжевельник), бородавчатой (бересклет). Цвет коры имеет множество оттенков, например белая у березы, темно-серая у дуба, темно-бурая у ели. В зависимости от породы, возраста дерева и условий произрастания у наших лесных пород кора составляет от 6 до 25% объема ствола. Кора многих древесных пород имеет большое практическое применение. Она используется для дубления кож, изготовления поплавков, пробок, теплоизоляционных и строительных плит. Из луба коры делают мочало, рогожи, веревки и др. Из коры добывают химические вещества, применяемые в медицине. Кора березы служит сырьем для получения дегтя. Между корой и древесиной располагается очень тонкий, сочный, не видимый невооруженным глазом слой — камбий, состоящий из живых клеток.

Камбий. Ежегодно в вегетативный период камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большом объеме, — клетки древесины. Деление клеток камбиального слоя начинается весной и заканчивается осенью.

Корни (мелкие и грубые) Функции: удерживают дерево в вертикальном положении, проводят воду с растворенными в ней минеральными веществами вверх по стволу; хранят запасы питательных веществ. Корни используются как второсортное топливо. Пни и крупные корни сосны через некоторое время после валки деревьев служат сырьем для получения канифоли и скипидара. Может быть использовано для изготовления технологической трески.

Химический состав древесины

Химический состав древесины имеет заметно выраженные отличия между отдельными породами дерева, менее выраженные отличия между древесиной одной породы или между различными зонами древесины (например, ядро и заболонь).

Основными компонентами древесины являются целлюлоза (между 42 и 51 %), гемицеллюлоза (между 24 и 40%), лигнин (от 18 до 30%). Также древесина содержит примеси, так называемые экстрактивные вещества, как, например, смола, терпентин, жир, воск и красящие вещества (от 1 до 10%), и золу, то есть несгораемые компоненты, как, например, калий, натрий, магний, фосфор и оксид железа (от 0,2 до 0,8%).

Основными химическими элементами являются углерод (примерно 50%), водород (около 6%), кислород (примерно 44%) и азот (до 0,25%), а также вышеназванные экстрактивные вещества. Химический состав целлюлозы и лигнина очень похож (рис. 2.20).

2,3.2. Типы клеток

Клетки древесины должны выполнять различные задачи. В соответствии с этими задачами они имеют различную форму (см. рис. 2.15).

Соседние клетки соединены друг с другом отверстиями в клеточных оболочках через так называемые поры. Поры делают возможным передачу воды и питательных веществ от клетки к клетке прежде всего в горизонтальном направлении ствола.

Поры древесины лиственных пород образуют сплетение из волоко*! целлюлозы, называемых микрофибриллами, с очень маленькими отверстиями без затвора.

Поры древесины хвойных пород, так называемые окаймленные поры, устроены сложнее, чем поры древесины лиственных пород. Такие поры представляют собой маленькие запирающиеся отверстия со сводом в оболочке одной из двух соседних клеток. В центре мембраны в окаймленных порах имеется непроницаемое утолщение самой разнообразной формы — торус (рис. 2.21). Через отверстие поры становится возможным передача воды и питательных веществ от клетки к клетке, а также запирание клетки при повреждении дерева. Закрытие пор является не обратимым процессом, оно осложняет сушку и им- прегнирование древесины.

Хвойные породы, такие, как ель, сосна и лиственница, п специальных клетках содержат смолу, которая через смоляные ходы, или смоляные каналы, передается дальше в различные зоны древесины, Засмолок, или смоляной кармашек, это наполненные смолой плоские пустоты внутри увеличившихся смоляных ходов.

Пихта, тис, кипарис и можжевельник не имеют смоляных ходов, смола в них находится в пределах наружной и корковой зоны.

Количество и диаметр клеток внутри годичного кольца — это определяющий фактор для того, будет ли древесина классифицирована как мелко- слойная (с узким расположением годичных колец) или широкослойная. Понятия «мелкослойная» и «широкослойная» древесина не включают определения четких размеров (рис. 2.22).

Склеренхимные клетки, также называемые опорными (поддерживающими), закрепляющими клетками или клетками либриформа, — это узкие, заостренные на концах клетки с толстыми стенками, соединенные концами одна с другой. Они образуют основную массу древесины лиственных пород и предназначены для придания древесине прочности и твердости, например прочности на разрыв и сжатие.

Ранние трахеиды, также называемые проводящими клетками, сосудами или порами, — это трубчатые клетки, которые соединяются друг с другом в достаточно длинные проводящие системы и служат для проведения поднимающейся от корней воды с растворенными в ней питательными веществами. Эти клетки содержатся в зоне луба и заболони. Зона, в которой располагаются ранние трахеиды, называется ксилемой.

Сосуды в торцовом срезе видны как поры, в продольном срезе — как очень мелкие углубления. Размер и распределение этих клеток в древесине влияют на ее структуру и являются одним из важных признаков различных пород дерева.

Дуб, ясень, грецкий орех и вяз имеют, например, настолько большие поры, что их можно различить невооруженным глазом. Древесина этих пород дерева обозначается как крупнопористая (рис. 2.23). У клена, груши, липы, березы и бука поры нельзя увидеть без лупы. Это мелкопористые породы древесины (рис. 2.24). В зависимости от распределения пор в древесине отличают колыде- сосудистую и рассеянно-сосудистую древесину (рис. 2.23 и 2.24). Клен, груша, бук, например, имеют рассеянно-сосудистую древесину, дуб, ясень и вяз, напротив, кольцесосудистую.

Ситовидные трубки (у лиственных пород) и ситовидные клетки (у хвойных пород) образуют в лубе проводящую систему. Отдельные трубки или клетки, особенно у лиственных пород, отделены друг от друга перегородками. Перегородки ситовидных элементов имеют множество отверстий и напоминают сито. Эта проводящая система направлена вниз. Она служит для передачи образующихся в листьях или хвое органических строительных веществ — ассимилятов. Ассимиляты, в основном сахара, растворены в воде. Зона луба, в которой располагаются ситовидные трубки и ситовидные клетки, называется флоэмой (см. рис. 2.14).

Трахегщы встречаются только в древесине хвойных пород и являются клетками, которые, с одной стороны, придают древесине прочность, с другой стороны, выполняют функции ведущих вверх проводящих клеток. Трахеиды у хвойных пород составляют примерно до 95% основной массы древесины. Форма поперечного сечения этих клеток почти прямоугольная.

 

Наренхимные, или накапливающие, клетки встречаются в древесине как хвойных, так и лиственных пород. Они служат для накопления питательных и строительных веществ, а также продуктов обмена веществ. Сохраненные питательные и строительные вещества используются деревом прежде всего для набухания почек и листьев весной; более не используемые продукты обмена веществ откладываются для хранения. Тонкостенные накапливающие клетки располагаются разрозненно в направлении волокна, но в основном поперек к нему, исходя лучевидно от сердцевины (рис. 2.25). Они тянутся до луба. Поэтому горизонтальные накапливающие клетки называют также сердцевинными или древесными лучами. Сердцевинные лучи особенно видны в радиальной плоскости разреза древесины дуба. Они играют существенную роль при превращении заболони в ядро-вую древесину, гак как в них накапливаются и со- храняются ядровые вещества.

2.3.3. Главные сечения древесины

Для древесины или ствола различают три основных разреза: поперечное, или торцовое, сечение, радиальное и касательное (тангенциальное) сечение. Радиальное и касательное ссчения являются продольными, то есть сечениями, проходящими параллельно оси ствола или направлению волокон (рис. 2.26).

Поперечное, или торцовое, сечение iфохюдит i ю- перск оси ствола. На поперечном сечении по направлению от центра к краю можно увидеть сердцевину, годичные кольца, луб и кору, а также исходящие от сердцевины сердцевинные лучи. Камбий, который примыкает изнутри к лубу, нельзя различить невооруженным глазом (см. рис. 2.12). Поперечное, или торцовое, сечение лучше всего подходит для макроскопического исследования древесины под микроскопом.

Циклически расположенные годичные кольца могут иметь различную ширину. Ширина зависит от породы дерева, по также и от климатических условий, п которых растет дерево. Чем обильнее рост, тем, как правило, шире годичные кольца. В этом случае говорят о широкослойной древесине, в отличие от мслкослойной древесины, которая состоит из узких годичных колец (см. рис. 2.22).

Радиальное сечение проходи т через ось дерева в направлении сердцевинных лучей. При этом годичные кольца имеют вид параллельных полос (рис. 2.27). У различных пород древесины, например дуба, проходящие на поперечном сечении поперек оси ствола разрезанные сердцевинные лучи выглядят как гладкие, блестящие полосы, которые также называют зеркалом. Такая поверхность радиального разреза также учитывается в оценке текстуры древесины.

 

Тангентальное, или тангенциальное, сечение также проходит в направлении оси ствола, но не в направлении сердцевинных лучей, а по хорде (не по центру) ствола. Так как ствол с годичными кольцами сужается кверху, то конусообразные наложенныедруг на друга годичные кольца видны на каждом сечении как вытянутые вверх параболы. Поэтому возникает типичная для тангенциального разреза полосчатость древесины (рис. 2.28).

2.4. Использование древесины

Древесина — это важнейший материал для столярных работ. Используются в основном стволы деревьев, в значительно меньшей степени — другие части дерева, как, например ветви, корни и корневища.

Древесина — это воспроизводимое, не загрязняющее и щадящее окружающую среду сырье. Запасы деловой древесины в лесах Германии оцениваются примерно в 2,8 млрд м3. Ежегодный прирост составляет около 58 млн м3. В данный момент это больше, чем еже! одно используется в стране. Заготовка леса в лесах Германии становится сырьевой проблемой, особенно если учесть, что площади тропических лесов сокращаются, а потребление древесины в мире растет. Эту проблему можно несколько уменьшить, если принимать во внимание возможности полного использования древесины (рис. 2.29).

 

ЗАДАНИЯ

1. Объясните, почему лес можно назвать экосистемой.

2. Назовите основные породы деревьев европейского лесного хозяйства,

3. Лес повреждается различным образом. Назовите причины и следствия повреждений.

4. Расскажите о значении леса для человека и окружающей среды.

5. Перечислите, какие задачи должны выполнять в растущем дереве корни, ствол и крона.

6. Объясните, какие процессы протекают в листьях или хвое при росте дерева.

7. Объясните на примере доски взаимосвязь между направлением разреза и текстурой древесины.

8. Назовите вещества, которые транспортируются в заболони и лубе.

9. Объясните задачи камбия.

10. Объясните, как возникают ранняя и поздняя древесина и чем они отличаются.

11. Расскажите о различиях ядровой и заболонной древесины относительно их свойств.

12. Опишите пороки роста дерепьев и расскажите, какое значение они имеют для применения древесины.

13. Расскажите, какие функции выполняют отдельные виды клеток.

14. Назовите основные компоненты древесины и расскажите, из каких элементов состоят эти компоненты.

15. Опишите возможности полного применения древесины.



Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 376; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Справочник по химии древесины и древесных композитов

Древесину лучше всего определить как трехмерный биополимерный композит, состоящий из взаимосвязанной сети целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина с небольшим количеством экстрактивных веществ и неорганических веществ. Основным химическим компонентом живого дерева является вода, но в пересчете на сухую массу все стенки клеток древесины состоят в основном из полимеров на основе сахара (углеводы, 65–75%), которые связаны с лигнином (18–35%). В целом, сухая древесина имеет элементный состав около 50% углерода, 6% водорода, 44% кислорода и следовые количества неорганических веществ. Простой химический анализ позволяет отличить твердую древесину (покрытосеменные) от хвойной (голосеменные), но такие методы нельзя использовать для идентификации отдельных видов деревьев из-за различий внутри каждого вида и сходства между видами. В целом хвойные породы (хвойные породы) имеют более высокое содержание целлюлозы (40–45%), более высокое содержание лигнина (26–34%) и более низкое содержание пентозана (7–14%) по сравнению с лиственными породами (лиственными) (целлюлоза 38–49%, лигнина 23–30 %, пентозанов 19–26 %). В таблице 3.1 приведены сводные данные о содержании углеводов, лигнина и золы в твердой и мягкой древесине в Соединенных Штатах (Pettersen 1984).

Полный химический анализ учитывает все компоненты древесины. Имеется огромное количество данных о химическом составе древесины. Все таблицы в этой главе обобщают данные по древесным породам Северной Америки (Pettersen 1984).

3.1 Углеводные полимеры
3.1.1 Холоцеллюлоза

Основная углеводная часть древесины состоит из полимеров целлюлозы и гемицеллюлозы с небольшими количествами других полимеров сахара, таких как крахмал и пектин (Stamm 1964). Комбинация целлюлозы (40–45%) и гемицеллюлозы (15–25%) называется холоцеллюлозой и обычно составляет 65–70% сухого веса древесины. Эти полимеры состоят из простых сахаров, в основном из d-глюкозы, d-маннозы, d-галактозы, d-ксилозы, L-арабинозы, d-глюкуроновой кислоты и меньших количеств других сахаров, таких как L-рамноза и d- фукоза. Эти полимеры богаты гидроксильными группами, ответственными за сорбцию влаги за счет водородных связей (см. главу 4).

Таблица 3.1 Краткий обзор состава углеводов, лигнина и золы для лиственных и хвойных пород древесины США

Вид

Холоцеллюлоза

α-целлюлоза

Пентосаны

Класон Лигнин

Ясень

Лиственные породы

71,7 ± 5,7

45,4 ± 3,5

19,3 ± 2,2

23,0 ± 3,0

0,5 ± 0,3

Хвойные породы

64,5 ± 4,6

43,7 ± 2,6

9,8 ± 2,2

28,8 ± 2,6

0,3 ± 0,1

Источник: Адаптировано из Pettersen, R. C. 1984. Химия твердой древесины , Достижения в области химии, серия 20, глава 2, стр. 57–126, Вашингтон, округ Колумбия: ACS.

3.1.2 Целлюлоза

Целлюлоза является самым распространенным органическим химическим веществом на Земле. Это глюкановый полимер звеньев d-глюкопиранозы, которые связаны между собой β-(1 → 4)-глюкозидными связями. На самом деле строительным блоком целлюлозы является целлобиоза, поскольку повторяющаяся единица целлюлозы представляет собой единицу из двух сахаров (рис. 3.1).

Количество звеньев глюкозы в молекуле целлюлозы называется степенью полимеризации (СП). Геринг и Таймелл (1962) определил среднюю DP для нативной целлюлозы из нескольких источников, используя процедуру выделения нитрованием, которая сводила к минимуму деполимеризацию и максимизировала выход. Эти определения молекулярной массы, выполненные с помощью экспериментов по светорассеянию, показывают, что древесная целлюлоза имеет среднюю DP не менее 9000–10 000 и, возможно, до 15 000. Средняя DP, равная 10 000, означает линейную длину цепи примерно 5 мкм в древесине. Это будет означать приблизительную молекулярную массу целлюлозы в пределах от 10 000 до 150 000. На рис. 3.2 показана частичная структура целлюлозы.

Рисунок 3.1 Химическая структура целлобиозы.

Рисунок 3.2 Частичная структура целлюлозы.

Рисунок 3.3 Осевая проекция кристаллической структуры целлюлозы I.

Молекулы целлюлозы беспорядочно ориентированы и склонны к образованию внутри- и межмолекулярных водородных связей. По мере увеличения плотности упаковки целлюлозы образуются кристаллические области. Большая часть целлюлозы, полученной из древесины, является высококристаллической и может содержать до 65% кристаллических областей. Оставшаяся часть имеет более низкую плотность упаковки и называется аморфной целлюлозой. Эксперименты по дифракции рентгеновских лучей указывают на наличие кристаллической целлюлозы ( Valonia ventricosa ) имеет симметрию пространственной группы a = 16,34 Å и b = 15,72 Å (рис. 3.3, Gardner and Blackwell 1974). Расстояние одной повторяющейся единицы, т. е. одной целлобиозной единицы, равно c = 10,38 Å (рис. 3.4). Элементарная ячейка содержит восемь фрагментов целлобиозы. Молекулярные цепи укладываются слоями, удерживаемыми вместе слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Слои состоят из параллельных цепочек ангидроглюкопиранозных единиц, и цепи удерживаются вместе межмолекулярными водородными связями. Имеются также внутримолекулярные водородные связи между атомами соседних остатков глюкозы (рис. 3.4). Эта структура упоминается как целлюлоза I или нативная целлюлоза.

В древесине имеется несколько типов целлюлозы: кристаллическая и некристаллическая (как описано выше), а также доступная и недоступная. Доступная и недоступная целлюлоза относится к доступности целлюлозы для воды, микроорганизмов и так далее. Поверхности кристаллической целлюлозы доступны, но остальная часть кристаллической целлюлозы недоступна. Большая часть некристаллической целлюлозы доступна, но часть некристаллической целлюлозы настолько покрыта как гемицеллюлозами, так и лигнином, что становится недоступной. Представления о доступной и недоступной целлюлозе очень важны при сорбции влаги, варке, химической модификации, экстракции и взаимодействии с микроорганизмами.

Рисунок 3.4 Плоская проекция двух цепочек целлюлозы, показывающая часть водородной связи между цепями целлюлозы и внутри одной цепи целлюлозы.

Целлюлоза II — еще один важный тип целлюлозы, используемый для производства производных целлюлозы. В природе не встречается в виде целлюлозы II. Целлюлозу II получают путем мерсеризации и регенерации нативной целлюлозы. Мерсеризация – обработка целлюлозы I сильной щелочью. Регенерация представляет собой обработку сероуглеродом с образованием растворимого производного ксантогената. Производное снова превращается в целлюлозу и переосаждается в виде целлюлозы II. Целлюлоза II имеет пространственную группу 9.0097 a = 8,01 Å, b = 9,04 Å (рис. 3.3) и c = 10,36 Å (рис. 3.4).

Существует также целлюлоза III, которая представляет собой обработку целлюлозы I жидким аммиаком при температуре около -80°C с последующим выпариванием аммиака. Щелочная обработка целлюлозы III дает целлюлозу II. Целлюлозу IV получают нагреванием целлюлозы III в глицерине при 260°С.

Другой тип целлюлозы (основанный на методе извлечения из древесины), часто упоминаемый в литературе, — это целлюлоза Кросса и Бевана. Он состоит в основном из целлюлозы I, но также содержит некоторое количество гемицеллюлозы. Его получают хлорированием древесной муки с последующей промывкой водными растворами 3% диоксида серы (SO 2 ) и 2% сульфита натрия (NaSO 3 ).

Наконец, существует еще одна целлюлоза, называемая целлюлозой Кюршнера, также основанная на методе выделения. Целлюлозу Кюршнера получают трехкратным кипячением древесной муки в течение 1 ч со смесью 1:4 (об./об.) азотной кислоты и этилового спирта. Промытая водой и высушенная целлюлоза называется целлюлозой Кюршнера, которая также содержит некоторое количество гемицеллюлозы. Этот метод выделения целлюлозы используется нечасто, поскольку он разрушает часть целлюлозы, а смесь азотной кислоты и этанола потенциально взрывоопасна.

Целлюлоза I нерастворима в большинстве растворителей, включая сильную щелочь. Щелочь заставит целлюлозу набухать, но не растворять ее. Целлюлоза растворяется в сильных кислотах, таких как 72% серная кислота, 41% соляная кислота и 85% фосфорная кислота, но разложение происходит быстро. Выделить целлюлозу из древесины в чистом виде сложно, поскольку она тесно связана с лигнином и гемицеллюлозой. Аналитический метод выделения целлюлозы приведен в разделе аналитических процедур этой главы.

3.1.3 Гемицеллюлозы

В целом гемицеллюлозная фракция древесины состоит из набора полисахаридных полимеров с более низкой СП, чем у целлюлозы (средняя СП 100–200), и содержащих в основном сахара d-ксилопиранозу, d-глюкопиранозу, d-галактопиранозу, l -арабинофураноза, d-маннопираноза, d-глюкопиранозилуроновая кислота и d-галактопиранозилуроновая кислота с небольшими количествами других сахаров. Структуру гемицеллюлоз можно понять, сначала рассмотрев конформацию мономерных звеньев. На рис. 3.5 под каждым мономером имеется по три записи. В каждой записи буквенное обозначение d и l относится к стандартной конфигурации двух оптических изомеров глицеральдегидов, простейшего углевода, и обозначает конформацию гидроксильной группы при четвертом углероде для пентоз (ксилоза и арабиноза) и пятом углероде для гексоз. (глюкоза, галактоза и манноза). Греческие буквы α и β относятся к конфигурации гидроксильной группы на углеродной. Две конфигурации называются аномеры. Первая запись представляет собой сокращенную форму названия сахара. Вторая запись указывает кольцевую структуру. Фураноза относится к пятичленному кольцу, а пираноза относится к шестичленному кольцу. Шестичленное кольцо обычно имеет конформацию кресла. Третья запись представляет собой аббревиатуру, обычно используемую для остатка сахара в полисахариде (Whistler et al. 19).62, Timell 1964, 1965, Whistler and Richards 1970, Jones et al. 1979).

Гемицеллюлозы тесно связаны с целлюлозой и вносят вклад в структурный компонент дерева. Некоторые гемицеллюлозы присутствуют в очень больших количествах, когда дерево находится в состоянии стресса, то есть в прессованной древесине, где древесина имеет более высокое содержание d-галактозы, а также более высокое содержание лигнина (Timell 1982). Обычно они содержат остов, состоящий из одной повторяющейся сахарной единицы, связанной β-(1 → 4) с точками ветвления (1 → 2), (1 → 3) и/или (1 → 6).

Рисунок 3.5 Сахаросодержащие мономерные компоненты гемицеллюлозы древесины.

Гемицеллюлозы обычно состоят из более чем одного типа единиц сахара и иногда обозначаются сахарами, которые они содержат, например, галактоглюкоманнан, арабиноглюкуроноксилан, арабиногалактан, глюкуроноксилан, глюкоманнан и так далее. Гемицеллюлозы также содержат ацетил- и метилзамещенные группы. Гемицеллюлозы растворимы в щелочах и легко гидролизуются кислотами. Градиентное элюирование при различных концентрациях щелочи можно использовать для грубого фракционирования гемицеллюлозы из древесины. Затем гемицеллюлозы можно осадить из щелочного раствора подкислением с использованием уксусной кислоты. Дальнейшая обработка нейтральным органическим растворителем, таким как этиловый спирт, до нейтрализованного раствора приводит к более полному осаждению (Sjöström 19).81). Подробная структура большинства гемицеллюлоз древесины не установлена. Изучено только соотношение сахаров, содержащихся в этих полисахаридах.

3.1.3.1 Гемицеллюлозы из твердой древесины

На рис. 3.6 показана частичная структура О-ацетил-4-О-метил-глюкуроноксилана из твердой древесины. Этот класс гемицеллюлоз обычно называют глюкуроноксиланами. Этот полисахарид содержит ксилановый скелет из единиц d-ксилопиранозы, связанных β-(1 → 4) с ацетильными группами при С-2 или С-3 единиц ксилозы, в среднем 7 ацетилов на 10 единиц ксилозы (Sjöström 19).81). Ксилан замещен боковыми цепями звеньев 4-O-метилглюкуроновой кислоты, связанных с основной цепью ксилана α-(1 → 2) со средней частотой примерно 1 группа уроновой кислоты на 10 звеньев ксилозы. Боковые цепи довольно короткие.

Рисунок 3.6 Частичная молекулярная структура (а) и представление структуры (б) О-ацетил-4-О-метил-

Таблица 3.2 Основные гемицеллюлозы в лиственных породах

Гемицеллюлоза Тип

Процент в дереве

шт.

Молярное соотношение

Рычажный механизм

ДП

Глюкуроноксилан

15–30

β-d-ксилп

10

1 → 4

200

4-O-Me-α-d-GlupA

1

1 → 2

Ацетил

7

Глюкоманнан

2–5

β-d-манп

1–2

1 → 4

200

β-d-Glup

1

1 → 4

Лиственные породы также содержат 2–5% глюкоманнана, состоящего из звеньев β-d-глюкопиранозы и β-d-маннопиранозы, связанных (1 → 4). Соотношение глюкоза:манноза колеблется от 1:2 до 1:1 в зависимости от породы дерева. В таблице 3.2 показаны основные гемицеллюлозы, встречающиеся в лиственных породах.

3.1.3.2 Гемицеллюлозы из древесины хвойных пород

В таблице 3.3 показаны основные гемицеллюлозы из хвойных пород. Одна из основных гемицеллюлоз из хвойных пород содержит основной полимер из d-галактозы, d-глюкозы и d-маннозы (Sjöström 19).81). Галактоглюкоманнан представляет собой основную гемицеллюлозу (около 20%) с линейной или, возможно, слегка разветвленной цепью с β-(1 → 4) связями (рис. 3.7). Глюкоза и манноза составляют основной полимер с ответвлениями, содержащими галактозу. Различают две фракции этих полимеров по содержанию галактозы. Фракция с низким содержанием галактозы имеет соотношение галактоза:глюкоза:манноза примерно 0,1:1:4, тогда как фракция с высоким содержанием галактозы имеет соотношение 1:1:3. Звенья d-галактопиранозы связаны в виде единой боковой цепи α- (1 → 6) связями. Во 2-м и 3-м положениях полимера основной цепи ацетильные группы замещены в среднем на 3–4 гексозных звена.

Другим основным полимером гемицеллюлозы в хвойных породах (5–10%) является арабиноглюкуроноксилан, состоящий из основной цепи β-(1 → 4) ксилопиранозных звеньев с (1 → 2) ответвлениями d-глюкопиранозилуроновой кислоты в среднем каждые 2 –10 звеньев ксилозы и α-(1 → 3) ветвей 1-арабинофуранозы в среднем на каждые 1,3 звена ксилозы (рис. 3.8).

Еще одна гемицеллюлоза, которая содержится главным образом в сердцевине лиственницы, представляет собой арабиногалактан. Его основа представляет собой β-(1 → 3)-связанный полимер d-галактопиранозы, почти каждое звено которого имеет разветвление, присоединенное к углероду 6 остатков β-d-галактопиранозы. В некоторых случаях эта боковая цепь связана с β-1-арабинофуранозой (1 → 3) или β-d-арабинопиранозой (1 → 6).

В хвойной древесине есть и другие второстепенные гемицеллюлозы, которые в основном содержат l-арабинофуранозу, d-галактопиранозу, d-глюкопираноуроновую кислоту и d-галактопироануроновую кислоту (Sjöström 1981).

Таблица 3.

3 Основные гемицеллюлозы в хвойных породах

Гемицеллюлоза Тип

Проценты в дереве

шт.

Молярное соотношение

Рычажный механизм

Среднее ДП

Галактоглюкоманнан

5–8

β-d-манп

3

1 → 4

100

β-д-Глуп

1

1 → 4

α-д-Галп

1

1 → 6

Галактоглюкоманнан

10–15

β-d-манп

4

1 → 4

100

β-д-Глуп

1

1 → 4

α-д-Галп

0,1

1 → 6

Ацетил

1

Арабиноглюкуроноксилан

7–10

β-d-ксилп

10

1 → 4

100

4-O-Me-α-d-GlupA

2

1 → 2

α-л-Араф

1,3

1 → 2

Арабиногалактан

5–35

β-d-Галп

6

1 → 4

200

(Лиственница)

1 → 6

α-л-Араф

2–3

1 → 6

β-д-арап

1–3

1 → 3

β-d-GlupA

След

1 → 6

Рисунок 3. 7 Частичная структура арабино-4-О-метилглюкуроноксилана хвойных пород.

Рисунок 3.8 Частичная структура О-ацетил-галакто-глюкоманнана древесины хвойных пород.

3.1.4 Другие второстепенные полисахариды

Как хвойная, так и лиственная древесина содержат небольшое количество пектинов, крахмала и белков. Пектин представляет собой полисахаридный полимер, состоящий из повторяющихся звеньев d-галактуроновой кислоты, связанных α-(1 → 4). Пектин содержится в оболочках в заколоченных ямках между клетками древесины и в средней пластинке. Разрушение этой мембраны микроорганизмами увеличивает проницаемость древесины для химикатов на водной основе, таких как антипирены и консерванты для древесины. Пектины находятся в высокой концентрации в клеточных стенках паренхимы во внутренней части коры, где они могут действовать как связующее вещество. L-арабинофураноза и d-галактопираноза часто встречаются в виде незначительной части пектинового вещества. Пектин также встречается в виде метилового эфира.

Крахмал является основным запасным полисахаридом в растениях. Небольшое количество крахмала также можно найти в клеточной стенке древесины. Крахмал обычно встречается в виде гранул и состоит из единиц d-глюкопиранозы, связанных α-(1 → 4) (амилоза) или α-(1 → 4) с ответвлениями примерно через каждые 25 единиц глюкопиранозила в α-(1 → 6) (амилопектин). . Амилоза представляет собой спиральную структуру в твердом состоянии из-за α-конфигурации полимера. Амилопектин сильно разветвлен.

3.2 Лигнин

Лигнины представляют собой аморфные, очень сложные, в основном ароматические, полимеры фенилпропановых звеньев (рис. 3.9).), которые считаются инкрустирующим веществом. Трехмерный полимер состоит из связей С-О-С и С-С. Предшественниками биосинтеза лигнина являются p -кумариловый спирт (рис. 3.9, строение 1), конифериловый спирт (рис. 3.9, строение 2) и синапиловый спирт (рис. 3.9, строение 3). Структура 1 является второстепенным предшественником лигнина как хвойной, так и лиственной древесины, структура 2 является преобладающим предшественником лигнина хвойной древесины, а структуры 2 и 3 являются предшественниками лигнина лиственной древесины (Adler 19). 77).

Содержание метоксила в лигнине хвойных пород составляет 15–16%, в то время как содержание метоксила в лигнине древесины лиственных пород составляет 21%. Лигнин не имеет ни одной повторяющейся единицы, как целлюлоза гемицеллюлозы, а состоит из сложного расположения замещенных фенольных единиц.

Лигнины можно классифицировать несколькими способами, но обычно они делятся в соответствии с их структурными элементами (Sjöström 1981). Все древесные лигнины состоят в основном из трех основных строительных блоков: гваяцила, сирингила и p -гидроксифенильные фрагменты, хотя другие ароматические звенья также существуют во многих различных типах древесины. Существует большое разнообразие структур в пределах различных пород древесины. Содержание лигнина в лиственных породах обычно находится в пределах 18–25%, тогда как содержание лигнина в хвойных породах колеблется от 25% до 35%. Фенилпропан может быть замещен в положениях α, β или γ различными комбинациями, связанными между собой как эфирными, так и углерод-углеродными связями (Sakakibara 1991).

Лигнины хвойных пород в основном являются продуктом полимеризации кониферилового спирта и называются «гваяциллигнином». Лигнины древесины лиственных пород в основном представляют собой «сирингил-гваяциллигнин», поскольку они представляют собой сополимер кониферилового и синапилового спиртов. Соотношение этих двух веществ варьируется в разных лигнинах от 4:1 до 1:2 (Сарканен и Людвиг 19).71). Предлагаемая структура лигнина твердой древесины ( Fagus sylvatica L.) показана на рис. 3.10 (Adler 1977).

Лигнины, встречающиеся в лесах, содержат значительное количество компонентов, отличных от гваяцил- и сирингилпропановых звеньев (Sarkanen and Ludwig 1971). Лигнин распределяется по всей вторичной клеточной стенке с наибольшей концентрацией в средней пластинке. Из-за разницы в объеме средней ламеллы и вторичной клеточной стенки около 70% лигнина находится в клеточной стенке.

Лигнин можно выделить из древесины несколькими способами. Так называемый лигнин Класона получают после гидролиза полисахаридов 72% серной кислотой. Он сильно конденсирован и не представляет лигнин в его естественном состоянии в древесине. Полисахариды можно удалить с помощью ферментов, чтобы получить «ферментный лигнин», который намного ближе к нативному лигнину, чем лигнин Класона. «Измельченный древесный лигнин» или лигнин Бьоркмана можно выделить с помощью вибрационной шаровой мельницы из тонкодисперсной древесной муки, а затем экстрагировать подходящими органическими растворителями (Бьоркман 19).56, 1957). Таким способом выделяют примерно 30–50% нативного лигнина. Это утомительная процедура, но она выделяет лигнин ближе к нативному лигнину.

Рисунок 3.9 Химическая структура предшественников лигнина. 1 = п-кумариловый спирт, 2 = конифериловый спирт и 3 = синапиловый спирт.

Рисунок 3.10 Частичная структура лигнина хвойных пород.

Молекулярная масса лигнина зависит от метода экстракции. Класон-лигнин, поскольку он сильно конденсирован, имеет молекулярную массу от 260 до 50 миллионов (Горинг 19).62). Лигнин Бьоркмана имеет молекулярную массу приблизительно 11000.

Лигнины связаны с гемицеллюлозами, образуя в некоторых случаях лигнин-углеводные комплексы, устойчивые к гидролизу даже в условиях варки (Обст, 1982). Нет никаких доказательств того, что лигнин связан с целлюлозой.

3.3 Экстрактивные вещества

Как следует из названия, экстрактивные вещества (также называемые натуральными продуктами) представляют собой содержащиеся в древесине химические вещества, которые можно экстрагировать с помощью нескольких растворителей. В некоторых случаях экстрактивные вещества классифицируют по растворителю, используемому для их извлечения, например, водорастворимые или толуол-этанольные или эфирорастворимые экстрактивные вещества. Были идентифицированы сотни экстрактивных веществ, и в некоторых случаях их роль в дереве хорошо изучена. В других случаях непонятно, почему они присутствуют (Rowe 1989). Экстрактивные вещества, такие как сосновая смола и смолы, веками использовались для гидроизоляции деревянных лодок, использовались в факелах и в качестве связующего вещества. Они также нашли применение в медицине, косметике и в качестве консерванта (Hillis 1989). Некоторые из экстрактивных веществ в древесине являются предшественниками других химических веществ, некоторые действуют в ответ на раны, а некоторые действуют как защитный механизм.

Рисунок 3.11 Химическая структура некоторых экстрактивных веществ в древесине. 1 = абиетиновая кислота, 2 = α-пинен, 3 = пиносильвин, 4 = пинорезинол, 5 = галловая кислота и 6 = α-, β- и γ-тужаплицин.

Экстрактивные вещества представляют собой группу химических веществ клеточных стенок, в основном состоящую из жиров, жирных кислот, жирных спиртов, фенолов, терпенов, стероидов, смоляных кислот, канифоли, восков и многих других второстепенных органических соединений. Эти химические вещества существуют в виде мономеров, димеров и полимеров. В целом хвойная древесина имеет более высокое содержание экстрактивных веществ, чем твердая древесина, и большая часть экстрактивных веществ как в хвойной, так и в лиственной древесине находится в сердцевине, а некоторые отвечают за цвет, запах и долговечность. Качественная разница в содержании экстрактивных веществ от вида к виду лежит в основе хемотаксономии (таксономии, основанной на химических составляющих).

Смолы и жиры состоят из смоляной кислоты и жирных кислот соответственно. Жирные кислоты представляют собой сложные эфиры со спиртами, такими как глицерин, и в основном встречаются в заболони. Смоляные кислоты имеют функцию свободной карбоновой кислоты и в основном встречаются в сердцевине (Kai 1991). Абиетиновая кислота (рис. 3.11-1) — распространенный тип смоляной кислоты.

Наиболее распространенным терпеном в хвойных породах является α-пинен (рис. 3.11-2) и другие аналогичные химические структуры. Одним из наиболее важных полифенолов является пиносильвин (рис. 3.11-3), который очень токсичен и содержится в сердцевине сосны. Лигнаны представляют собой комбинацию двух фенилпропановых звеньев и часто встречаются в хвойных породах (Готлиб и Йошида 19).89). Конидендрин (рис. 3.11-4) содержится в ели и болиголове. Дубильные вещества в древесине можно разделить на три класса: галлотаннины, эллагитаннины и конденсированные таннины (Hemingway 1989, Porter 1989). Галлотаннины представляют собой полимерные эфиры галловой кислоты (рис. 3.11-5) и обычно связаны с сахарами (Haslam 1989). Трополоны отвечают за долговечность древесины кедра. α-, β- и γ-туджаплицин (рис. 3.11-6) являются примерами этого класса экстрактивных веществ (Kollmann and Côté, 1968).

3.4 Кора

Кора представляет собой очень сложную ткань, состоящую из двух основных зон: внутренней коры и внешней коры. Наружная кора, которую иногда называют ритидом, также известна как перидерма и состоит из трех слоев: феллемы (пробковые клетки), феллогена (пробкового камбия) и феллогена (пробковой кожицы). Толщина перидермы сильно различается между видами и внутри них, а также в зависимости от возраста коры. Внутренняя кора, называемая флоэмой или лубом, имеет сложную структуру и состоит из нескольких типов клеток, включая ситовидные трубки, волокнистые клетки, альбуминозные клетки, клетки-компаньоны, клетки паренхимы, идеобласты и молочнокислые клетки. Не все типы клеток встречаются в каждой коре. Кора отделена от древесины или ксилемы сосудистым слоем камбия (Sandved et al. 19).92).

Таблица 3.4 Средний химический состав коры хвойных и лиственных пород

Процент сухого веса в печи

Компонент

Сосна сосновая и

Quercus suber б

Полисахариды

41,7 ± 0,9

19,9 ± 2,6

Лигнин и полифенолы

43,7 ± 2,4

23,0 ± 0,5

Суберин

1,5 ± 0,2

39,4 ± 1,7

Экстрактивные вещества

11,4 ± 2,2

14,2 ± 1,1

Ясень

1,2 ± 0,6

1,2 ± 0,2

Примечания:

а Данные получены от Nunes, E. , Quilhó, T., и Pereira, H. 1996. Анатомия и химический состав коры Pinus pinaster. Журнал IAWA 17 (2): 141–149.

б Данные получены от Pereira, H. 1988. Химический состав и изменчивость пробки из Quercus suber L. Wood Sci. Технол. 22: 211–218.

Химический состав коры одинаково сложен и различается между видами и внутри них, а также между внутренней и внешней корой (Toman et al. 1976). Экспресс-химический анализ коры разных видов показывает, что химические компоненты коры можно разделить на четыре основные группы: полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые вещества), лигнин и полифенолы, комплексы оксикислот (суберин) и экстрактивные вещества (жиры, масла, фитостеролы, смоляные кислоты, воски, дубильные вещества, терпены, флобафены и флавоноиды). Таблица 3.4 иллюстрирует изменчивость химического состава коры между хвойными и лиственными породами9.0097 Pinus pinaster и Quercus suber соответственно.

3.4.1 Экстрактивные вещества

Содержание экстрактивных веществ в коре довольно высокое по сравнению с древесиной, но значения, указанные в литературе, могут сильно различаться даже для одного и того же вида. Эти очевидные различия зависят от метода экстракции. Например, МакГиннис и Парих (1975) сообщили о 19,9% экстрактивности коры сосны лоболли при использовании петролейного эфира, бензола, этанола, холодной и горячей воды. Лабоски (1979 г.)) экстрагировали кору лоблоловой сосны гексаном, бензолом, этиловым эфиром, этанолом, водой и 1% гидроксидом натрия (NaOH) и сообщили о 27,5% экстрактивных веществ.

Методы анализа, разработанные для древесины, нельзя использовать непосредственно для коры. В коре есть много соединений, которых нет в древесине, что мешает этим методам анализа. Например, присутствие суберина в коре, как правило, ограничивает доступ реагентов для делигнификации к лигнину в коре и, следовательно, может привести к недостаточной чистоте холоцеллюлозы для фракционирования отдельных полисахаридов коры. Суберин, полифлавоноиды и другие высокомолекулярные конденсированные дубильные вещества также могут усложнять анализ лигнина коры, приводя к ложно высоким значениям содержания лигнина в коре.

Из-за вмешательства экстрактивных веществ в анализ полисахарида и лигнина процедуры по выяснению химического состава коры начинаются с протокола экстракции, который состоит из последовательных экстракционных растворителей возрастающей полярности. Общий протокол начинается со стадии экстракции диэтиловым эфиром, которая дает воски, жирные кислоты, жиры, смоляные кислоты, фитостеролы и терпены. Затем следует стадия этилового спирта, которая дает конденсированные дубильные вещества, флавоноиды и фенолы. На третьем этапе используется горячая вода, и в результате получаются конденсированные дубильные вещества и водорастворимые углеводы. Для высвобождения фенолокислот, гемицеллюлоз и субериновых мономеров из остатка с третьей стадии используют 1% водный раствор NaOH (Holloway and Deas 19).73, Колаттукуди, 1984).

Фракции экстракта с вышеупомянутых стадий затем подвергают дальнейшей обработке для разделения каждой из них на легко анализируемые смеси соединений. Например, разделение фракции диэтилового эфира с водным бикарбонатом натрия отделяет жирные кислоты и смоляные кислоты от нейтральных компонентов, дубильных веществ, терпенов и флавоноидов. Затем нейтральную фракцию омыляют с получением спиртов и солей жирных кислот, дикарбоновых, оксижирных и феруловых кислот. Экстракция этанолом с последующей экстракцией горячей водой нерастворимой эфирной фракции дает растворимые простые сахара и конденсированные дубильные вещества. Экстракция гидроксидом натрия нерастворимого остатка дает растворимые мономеры суберина, фенольные кислоты и гемицеллюлозы. Обработка серной кислотой нерастворимой фракции дает лигнин (Chang and Mitchell 1955, Хемингуэй, 1981, Лакс, 1991).

3.4.1.1 Химический состав экстрактивных веществ

Воски в коре представляют собой сложные эфиры высокомолекулярных длинноцепочечных моногидроксиспиртов и жирных кислот. Было проведено много исследований воска из хвойной древесины, но очень мало исследований воска из твердой древесины. Одно время воски для древесины твердых пород производились в промышленных масштабах для полиролей, смазочных материалов, добавок к бетону, копировальной бумаги и удобрений, а также для покрытия фруктов (Hemingway 1981).

Терпены представляют собой конденсацию двух или более звеньев изопрена с 5 атомами углерода (2-метил-1,3-бутадиена) в виде линейной или циклической структуры. Они также могут содержать различные функциональные группы. Наиболее распространенными из монотерпенов являются α- и β-пинены, содержащиеся в елях и соснах. Береста может содержать до 25% от общего сухого веса (Сешадри и Ведантам 19).71).

Флавоноиды представляют собой группу соединений, основанных на 15-углеродном гидроксилированном трициклическом звене (Laks 1991). Они часто встречаются в виде гликозидов. Кора многих деревьев богата моно- и полифлавоноидами (Hergert, 1960, 1962). Их функция, по-видимому, заключается в антиоксиданте, пигменте и регуляторе роста (Laks 1991).

Гидролизуемые и конденсированные дубильные вещества также являются основными экстрактивными веществами коры. Гидролизуемые дубильные вещества представляют собой сложные эфиры карбоновых кислот и сахаров, которые легко гидролизуются с образованием производных бензойной кислоты и сахаров. Из дуба было выделено более 20 различных гидролизуемых дубильных веществ (Nonaka et al. 19).85).

Конденсированные таннины представляют собой группу полимеров на основе мономера гидроксилированного флавоноида С-15. Таннины с низким значением DP растворяются в полярных растворителях, тогда как таннины с высоким значением DP растворяются в разбавленных растворах щелочей (Hemingway et al. 1983). Трудно выделить чистые фракции дубильных веществ, и структура может быть изменена процедурой экстракции.

Свободные сахара также извлекаются из коры. Экстракция горячей водой дает около 5% свободной сахарной фракции, в основном состоящей из глюкозы и фруктозы, и это количество варьируется в зависимости от вегетационного периода. Например, содержание свободных сахаров низкое ранней весной и увеличивается в течение вегетационного периода, достигая максимума осенью (Laks 19).91). Другие второстепенные свободные сахара, обнаруженные в коре, включают галактозу, ксилозу, маннозу и сахарозу. Гидролиз горячего водного экстракта коры дает больше свободных сахаров. Наиболее распространенным из них является арабиноза. Эти сахара связаны в виде гликозидов или связаны с гемицеллюлозами. Другими сахарами, высвобождаемыми при гидролизе, являются глюкоза, фруктоза, галактоза, ксилоза, манноза и рамноза.

3.4.2 Гемицеллюлозы

Содержание гемицеллюлозы в различных видах коры колеблется от 9,3% для Quercus robur до 23,1% для Fagus sylvatica (Dietrichs et al. 1978). Основной гемицеллюлозой в коре хвойных является галактоглюкоманнан, а в коре лиственных — арабино-4-О-метил-глюкуроноксилан. В целом ксиланы и глюкоманнаны коры аналогичны ксиланам, содержащимся в древесине. Другие гемицеллюлозы, выделенные из коры, включают 4-O-метил-глюкуроноксиланы, глюкоманнаны, O-ацетил-галактоглюкоманнан и O-ацетил-4-O-метил-глюкуроноксилан (Painter and Purves 1960, Jiang and Timell 19).72, Дитрихс, 1975). В ксиланах звенья ксилозы связаны β-(1 → 4), а группы глюкуроновой кислоты присоединены к основной цепи ксилана α-(1 → 2). Соотношение ксилозы и GluU составляет 10:1 с DP от 171 до 234 (Mian and Timell 1960). Глюкоманнаны из лиственной коры содержат звенья маннозы и глюкозы в соотношении примерно от 1:1 до 1,4:1 (Timell, 1961b). В качестве боковых цепей обнаружены маннаны из коры осины и ивы, звенья галактозы. Соотношение маноза:глюкоза:галактоза составляло 1,3:1:0,5 со средним значением DP 30–50 (Timell 19).61б).

Таблица 3.5 Сахара, присутствующие в гидролизатах коры некоторых деревьев

Вид

клей

Мужчина

Гал

Ксил

Ара

Ра

УРА

Ас

Abies amabilis

37,4

8,0

1,6

3,2

3,2

5,6

0,8

Picea abies

36,6

6,5

1,3

4,8

1,8

0,3

Picea engelmannii

35,7

2,9

2,4

3,8

3,3

8,0

0,5

Сосна контория

Внутренняя кора

40,9

2,5

4,3

3,7

10,6

9,9

0,2

Наружная кора

26,8

2,5

4,2

3,4

5,5

7,7

0,8

Сосна обыкновенная

30,2

5,4

2,4

5,8

2. 1

0,3

Сосна таэда

Внутренняя кора

21,3

2,5

3.1

2.1

5,6

0,3

4,6

Наружная кора

15,8

2,6

2,5

3,8

1,8

0,1

2.1

Бетула папирифера

Внутренняя кора

28,0

0,2

1,0

21,0

2,7

2,2

Фагус лесной

29,7

0,2

3. 1

20,1

3.1

1,2

Дуб красный

32,3

0,5

1,3

16,4

2,0 ​​

0,5

Источник: Адаптировано из Fengel, D. and Wegener, G. 1984. Wood: Chemistry, Ultrastructure and Reactions . В. де. Грюйтер, Берлин.

Сообщалось о присутствии арабинанов в коре осины, ели и сосны (Painter and Purves, 1960). Основа состоит из α-(1 → 5) арабинофуранозных единиц, а в случае сосны средняя DP составляет 95 (Timell, 1961b). Из березы выделена группа полимеров галактуроновой кислоты. Один представляет собой остов галактуроновой кислоты α-(1 → 4) с боковыми цепями арабинозы при соотношении галактуроновой кислоты к арабинозе 9. :1 и еще один, состоящий из галактуроновой кислоты, арабинозы и галактозы в соотношении 7:3:1. В этих полимерах также были обнаружены небольшие количества глюкозы, ксилозы и рамнозы (Mian and Timell, 1960; Timell, 1961b).

Из коры было выделено пектиновое вещество, которое содержит либо только галактозу, либо галактозные и арабинозные звенья (Toman et al. 1976). Чистый галактан водорастворим и состоит из 33 β-(1 → 4)-связанных галактозных звеньев с боковыми цепями на С6 основной цепи. В коре ели обнаружен сильноразветвленный арабиногалактан при соотношении галактозы к арабинозе 10:1 (Painter, Purves 19).60).

Почти во всех случаях гемицеллюлозы, обнаруженные в коре, аналогичны гемицеллюлозам, обнаруженным в древесине, с некоторыми отличиями в составе.

В таблице 3.5 показаны сахара, присутствующие после гидролиза полисахаридов в коре.

3.4.3 Целлюлоза

Содержание целлюлозы в коре колеблется от 16% до 41% в зависимости от метода экстракции. В неэкстрагированной коре содержание целлюлозы составляло от 20,2% у сосны до 32,6% у дуба (Дитрихс и др. , 1978). Высокое содержание экстрактивных веществ, особенно суберина, требует жестких условий для выделения целлюлозы, поэтому содержание целлюлозы обычно низкое, и целлюлоза разлагается в процессе выделения. Наружная кора обычно содержит меньше целлюлозы, чем внутренняя кора (Харун и Лабоски 19).85).

Timell (1961a,b) и Mian and Timell (1960) обнаружили среднечисловую DP для целлюлозы коры от 125 ( Betula papyrifera ) до 700 ( Pinus contorta ) и средневзвешенную величину 4000 ( Abies amabilis). , Populus grandidentata ) до 6900 ( Pinus contorta ). Коровая целлюлоза имеет тот же тип кристаллической решетки (целлюлоза I), что и обычная древесина, но степень кристалличности меньше.

3.4.4 Лигнин

Как и в случае других анализов компонентов коры, литературные значения содержания лигнина могут варьироваться в зависимости от метода экстракции (Kurth and Smith 1954, Хигучи и др. 1967). Кора содержит большое количество конденсированных и гидролизуемых дубильных веществ и нерастворимого в серной кислоте суберина, что может давать ложно высокие значения содержания лигнина. Например, лигнин Класона из коры Pinus taeda составляет 46,0% при включении как лигнина, так и конденсированных танинов, но только 20,4%, когда кора сначала экстрагируется щелочью (McGinnis and Parikh 1975). Другие исследователи обнаружили содержание лигнина от 38% до 58% (Labosky 1979). Элементный состав и содержание функциональных групп лигнинов коры сходны с лигнином древесины той же породы (Sarkanen and Hergert 19).71, Хемингуэй, 1981). Во внутренней коре лигнина меньше, чем во внешней коре.

Соотношение ОСН 3 групп в коре осины меньше, чем в древесине, и выше отношение фенольных ОН групп к ОСН 3 (Clermont 1970). В коре лиственных пород больше гваяцильных звеньев, а в коре хвойных р -гидроксифенильных звеньев по сравнению с древесиной того же вида (Andersson et al., 1973). Хотя существуют некоторые различия в соотношении компонентов, структурных различий между большинством лигнинов коры и соответствующей древесиной не обнаружено.

3.
4.5 Неорганические вещества и pH

Кора обычно содержит больше неорганических веществ, чем обычная древесина. Содержание неорганических веществ (золы) может достигать 13%, и, как правило, внутренняя кора содержит больше неорганических веществ по сравнению с внешней корой (Young 1971, Choong et al. 1976, Hattula and Johanson 1978, Harder and Einspahr 1980). . Например, внешняя кора ивы содержит 11,5 % золы, внутренняя кора — 13,1 % по сравнению с 0,9 % заболони; эвкалипт наружный 10,4%, внутренний 12,8%, заболонь 0,5%; красный дуб наружный 8.9%, внутренняя 11,1 %, заболонь 0,9 %; а, ясень наружный 12,3%, внутренний 12,1%, заболонь 0,9%. Основными неорганическими элементами в коре являются Na, K, Ca, Mg, Mn, Zn и P (Choong et al., 1976). В заболони больше натрия, калия, магния, марганца, цинка и фосфора, чем в коре, а в коре больше кальция, чем в заболони.

В целом, pH коры ниже, чем у обычной древесины, из-за более высокого содержания неорганических веществ в коре по сравнению с обычной древесиной. Например, Мартин и Грей (1971) сообщили о значениях рН южных сосен в диапазоне примерно от 3,1 до 3,8 со средним значением от 3,4 до 3,5 по сравнению с рН от 4,4 до 4,6 для заболони. Внешняя кора имеет более низкий pH, чем внутренняя кора, предположительно из-за более высокого содержания Ca во внешней коре (Volz 19).71). pH коры немного снижается с возрастом дерева.

3,5 Неорганические вещества

Неорганическое содержание древесины обычно относится к ее зольности, которая является приблизительной мерой минеральных солей и других неорганических веществ в волокне после сжигания при температуре 575 ± 25°C. Содержание неорганических веществ может быть довольно высоким в древесине, содержащей большое количество кремнезема, однако в большинстве случаев содержание неорганических веществ составляет менее 0,5% (Браунинг, 1967). Это небольшое количество неорганического материала содержит широкий спектр элементов (Эллис 1965, Янг и Гуинн, 1966). Ca, Mg и K составляют 80% золы в древесине. Эти элементы, вероятно, существовали в виде оксалатов, карбонатов и сульфатов в древесине или были связаны с карбоксильными группами в пектиновых материалах (Hon and Shiraishi 1991). Другими присутствующими элементами являются Na, Si, B, Mn, Fe, Mo, Cu, Zn, Ag, Al, Ba, Co, Cr, Ni, Pb, Rb, Sr, Ti, Au, Ga, In, La, Li, Sn, V и Zr (Эллис, 1965). Некоторые из них необходимы для роста древесины. Неорганические ионы поглощаются деревом через корни и транспортируются по всему дереву. Янг и Гуинн (1966) определил распределение 12 неорганических элементов в различных частях дерева (корнях, коре, древесине и листьях) и пришел к выводу, что как общее неорганическое содержание, так и концентрация каждого элемента широко варьируют внутри и между видами. Содержание неорганических веществ варьируется в зависимости от условий окружающей среды, в которых живет дерево. См. Таблицы с 3.11 по 3.13 для частичного списка содержания неорганических веществ в некоторых видах древесины.

Сака и Геринг (1983) изучали распределение неорганических веществ от сердцевины до наружного кольца ели черной (9). 0097 Picea mariana Mill) с использованием энергодисперсионного рентгеновского анализа (EDXA). Они обнаружили 15 различных элементов, включая Na, Mg, Al, S, K, Ca, Fe, Ni, Cu, Zn и Pb. Они также обнаружили, что содержание неорганических веществ в ранней древесине выше, чем в поздней.

Значение pH древесины варьируется от 4,2 ( Pinus sylvestris ) до 5,3 ( Fagus sylvestris ), в среднем около 4,7.

3,6 Распределение в клеточной стенке

Содержание компонентов клеточной стенки зависит от породы дерева и места взятия образца. Мягкая древесина отличается от лиственной, сердцевина от заболони и поздняя древесина от спринговой. В таблице 3.6 показаны полисахариды клеточных стенок в ранней древесине по сравнению с поздней древесиной (Saka 1991). Поздняя древесина содержит больше глюкоманнанов по сравнению с ранней древесиной, но ранняя древесина содержит больше глюкуроноарабиноксилана. Ядровая древесина содержит больше экстрактивных веществ, чем заболонь, и по мере превращения заболони в сердцевину в хвойных древесинах происходит аспирация окаймленных ямок, а в лиственных – инкрустация ямочных оболочек с образованием тилозов. Спрингвуд содержит больше лигнина, чем летний.

На рис. 3.12 показано распределение компонентов по клеточной стенке сосны обыкновенной. Средняя пластинка и первичная стенка в основном состоят из лигнина (84%), с меньшим количеством гемицеллюлоз (13,3%) и еще меньшим количеством целлюлозы (0,7%). С 9Слой 0139 1 состоит из 51,7% лигнина, 30,0% целлюлозы и 18,3% гемицеллюлозы. Слой S 2 состоит из 15,1% лигнина, 54,3% целлюлозы и 30,6% гемицеллюлозы. Слой S 3 содержит мало или совсем не содержит лигнина, 13% целлюлозы и 87% гемицеллюлозы. Содержание ксилана наименьшее в слое S 2 и выше в слоях S 1 и S 3 . Концентрация галактоглюкоманнана выше в S 2 , чем в S 1 или S 3 слоя . В процентном отношении средняя пластинка и первичная стенка содержат самую высокую концентрацию лигнина, но в S 2 лигнина больше, потому что это гораздо более толстый слой по сравнению со средней пластинкой и первичной стенкой. Лигнин в слое S 2 равномерно распределен по всему слою.

Угол расположения микрофибрилл целлюлозы в различных слоях клеточной стенки по отношению к оси волокна известен как угол фибрилл. Это один из важнейших структурных параметров, определяющих механические свойства древесины. Для нормальной древесины угол микрофибрилл целлюлозы в S 2 слой 14–19°. Именно из-за того, что в толстом слое S 2 этот угол настолько мал, древесина не набухает и не усыхает (0,1–0,3 %) в продольном направлении.

На рис. 3.13 более подробно показана клеточная стенка. Он показывает возможную связь лигнина с углеводами и очень небольшой контакт между лигнином и целлюлозой, если он вообще есть.

Таблица 3.6 Полисахариды клеточной стенки ранней и поздней древесины сосны

Ранняя древесина

Лайтвуд

Компонент клеточной стенки

%

Целлюлоза

56,7

56,2

Галактан

3,4

3. 1

Глюкоманнан

20,3

24,8

Арабинан

1,0

1,8

Глюкуроноарабиноксилан

18,6

14.1

Источник: Адаптировано из Saka, S. 1991. Wood and Cellulosic Chemistry , глава 2, стр. 59–88, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Marcel Dekker, Inc.

Рисунок 3.12 Химический состав клеточной стенки сосны обыкновенной.

Рисунок 3.13 Схема клеточной стенки древесины.

Дальнейшее обсуждение распределения гемицеллюлозы в клеточной стенке можно найти в главе 15. Прочностные свойства древесины связаны с распределением гемицеллюлозы в клеточной стенке (глава 11).

3,7 Молодежная древесина и реакционная древесина

Молодежная древесина – это древесина, которая развивается на ранних стадиях роста дерева. Его физические свойства описаны в главе. Клетки ювенильной древесины короче, имеют меньший диаметр клеток, больший угол микрофибрилл (до 55°) и повышенное содержание компрессионной древесины по сравнению со зрелой древесиной. Молодая древесина имеет меньшую плотность и прочность, чем зрелая древесина. Молодая древесина содержит меньше целлюлозы, больше гемицеллюлозы и лигнина по сравнению со зрелой древесиной. Наблюдается постепенное увеличение содержания целлюлозы по мере созревания клеток и постепенное снижение содержания гемицеллюлозы. Содержание лигнина уменьшается быстрее по мере созревания клетки.

Нормальная древесина прямостоячая и вертикальная. Когда дерево вытесняется из этого узора либо ветром, либо гравитационными силами, в различных частях дерева образуется аномальная древесная ткань, чтобы компенсировать ненормальные условия роста. Клетки древесины, которые образуются, когда хвойные и лиственные породы находятся вне вертикального положения, называются реактивной древесиной, поскольку эти клетки реагируют на стрессовые условия. В хвойных породах на нижней стороне ствола или ветки развиваются клетки неправильной формы, которые называются сжатой древесиной. В твердой древесине клетки неправильной формы развиваются на верхней стороне ствола или ветви и называются натянутой древесиной.

В таблице 3.7 показан химический состав прессованной древесины хвойных пород (Panshin and de Zeeuw 1980, Timell 1982). Прессованная древесина имеет более высокое содержание лигнина и более низкое содержание целлюлозы по сравнению с обычной древесиной. Целлюлоза в слое S 2 имеет более низкую степень кристаллизации, чем обычная древесина, а лигнин в большей степени сконцентрирован в слое S 2 по сравнению с обычной древесиной. Сорок процентов лигнина находится во внешней зоне слоя S 2 и еще 40 % равномерно распределены по оставшейся части слоя S 2 слой (Паншин, де Зеев, 1980). В нормальной древесине больше галактоглюкоманнанов, а в прессованной древесине больше 1 → 3 связанных глюканов и галактанов. Угол микрофибрилл в модифицированном слое S 2 в сжатой древесине довольно высок (44–47°) и имеет более округлые трахеиды, которые на 10–40 % короче нормальных трахеид. Компрессионная древесина слабее обычной древесины и имеет более низкие упругие свойства. Пониженное содержание целлюлозы и высокий угол микрофибрилл, вероятно, ответственны за снижение механических свойств (Panshin and de Zeeuw 19).80).

В Таблице 3.8 показан химический состав натянутой древесины лиственных пород (Schwerin 1958). Натянутая древесина имеет более низкое содержание лигнина и более высокое содержание целлюлозы по сравнению с обычной древесиной. Содержание пентозанов (ксиланов) и ацетилов ниже, чем в обычной древесине, и больше галактозанов в натянутой древесине. В растянутой древесине нет слоя S 3 , а есть так называемый слой G или желатиновый слой. Этот слой примерно на 98% состоит из целлюлозы. Целлюлоза в G-слое является высококристаллической с углом микрофибрилл всего 5% и содержит очень мало гемицеллюлозы или лигнина. Слой G такой же толщины или толще, чем слой S 2 слой из обычной древесины и содержит примерно такое же количество неорганических веществ. Растянутая древесина имеет более низкие механические свойства по сравнению с обычной древесиной (Паншин и Де Зеу, 1980). Например, сжатие параллельно и перпендикулярно волокнам, модуль упругости при изгибе, модуль разрыва при статическом изгибе и продольный сдвиг у растянутой древесины снижены по сравнению с обычной древесиной.

Таблица 3.7 Химический состав прессованной древесины хвойных пород

Обычная древесина (%)

Прессованная древесина (%)

Компонент клеточной стенки

Диапазон

Средний

Диапазон

Средний

Лигнин

24,2–33,3

28,8

30,9–40,9

37,7

Целлюлоза

37,7–60,6

44,6

27,3–53,7

34,9

Галактоглюкоманнан

18

9

1,3-глюкан

Трассировка

2

Галактан

1,0–3,8

2,2

7,1–12,9

10,0

Глюкуроноарабиноксилан

8

8

Прочие полисахариды

2

2

Источник: Адаптировано из Panshin, A. J. и de Zeeuw, D. 1980. Учебник технологии обработки древесины , McGraw-Hill, Нью-Йорк.

Таблица 3.8 Химический состав растянутой древесины лиственных пород

Компонент клеточной стенки

Обычная древесина (%)

Прессованная древесина (%)

Лигнин

29

14

Целлюлоза

44

57

Пентосаны

15

11

Ацетил

3

2

Галактозаны

2

7

Источник: Адаптировано из Schwerin, G. 1958. Holzforschung 12: 43–48.

3,8 Аналитические процедуры

Химический состав варьируется от породы к породе и в разных частях одной и той же породы древесины. Химический состав также различается в лесах из разных географических мест, возрастов, климата и почвенных условий.

Существуют сотни отчетов о химическом составе древесного материала. При просмотре этого огромного количества данных становится очевидным, что используемые аналитические процедуры во многих случаях отличаются от лаборатории к лаборатории, и полное описание того, какая процедура использовалась в анализе, неясно. Например, во многих описаниях не указано, были ли образцы предварительно экстрагированы каким-либо растворителем перед анализом. Другие не следуют опубликованной процедуре, поэтому сравнение данных невозможно. Следующий раздел состоит из стандартных процедур, используемых во многих лабораториях для определения химических компонентов клеточной стенки древесины. Таблицы 3.9по 3.14 приводятся сводные данные о различных типах химического состава древесины лиственных и хвойных пород в Соединенных Штатах и ​​во всем мире. Эти данные были получены из аналитических лабораторий Министерства сельского хозяйства США, Лесной службы, Лаборатории лесных товаров с 1927 по 1968 год.

Таблица 3.9 Содержание метоксилов в некоторых распространенных лиственных и хвойных породах

Тип древесины

Содержание метокси (%)

Лиственные породы

Бальза

5,68

Липа

6,00

Береза ​​желтая

6.07

Кора гикори

5,63

Клен сахарный

7,25

Мескитовый

5,55

Таноак

5,74

Хвойные породы

Ладан кедровый

6,24

Кедр с Аляски

5,25

Пихта Дугласа

4,95

Лиственница западная

5. 03

Сосна длиннолистная

5,05

Сосна западная белая

4,56

Красное дерево

5.21

Ель белая

5,30

Источник: Адаптировано из Moore, W. and Johnson, D. 1967. Процедуры химического анализа древесины и изделий из дерева. Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров.

Таблица 3.10 Содержание ацетила в некоторых распространенных лиственных и хвойных породах

Тип древесины

Содержание ацетила (%)

Лиственные породы

Аспен

3,4

Бальза

4,2

Липа

4,2

Бук

3,9

Береза ​​желтая

3,3

Белая береза ​​

3. 1

Бумага береза ​​

4,4

Вяз американский

3,9

Кора гикори

1,8

Красный клен

3,8

Клен сахарный

3,2

Мескитовый

1,5

Дуб Overcup

2,8

Дуб красный южный

3,3

Таноак

3,8

Хвойные породы

Белый кедр восточный

1.1

Ладан-кедр

0,7

Красный кедр западный

0,5

Аляскинский кедр

1. 1

Пихта Дугласа

0,7

Пихта бальзамическая

1,5

Болиголов восточный

1,7

Болиголов западный

1,2

Лиственница западная

0,5

Сосна обыкновенная

1,2

Сосна лоболли

1.1

Сосна длиннолистная

0,6

Сосна западная белая

0,7

Красное дерево

0,8

Ель белая

1,3

Тамарак

1,5

Источник: Адаптировано из Moore, W. and Johnson, D. 1967. Процедуры химического анализа древесины и изделий из дерева. Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров.

3.8.1 Процедуры отбора проб

При составлении отчетов о химическом составе древесины очень важно сообщать как можно больше информации о пробах. Поскольку химический состав того или иного вида может варьироваться в зависимости от условий выращивания, времени года сбора урожая и т. д., очень важно сообщать об этих условиях вместе с химическим анализом. Также важно указать точные аналитические условия и использованные процедуры. Таким образом, можно будет воспроизвести результаты другими работниками в разных лабораториях. Без этой информации невозможно сравнивать данные разных лабораторий.

Таблица 3.11 Химический состав лиственных и хвойных пород Северной Америки

Растворимость

Ботаническое название

Общее имя

Холоцеллюлоза

α-целлюлоза

Пенто без

Класон Лигнин

1% NaOH

Горячая вода

этанол/бензол

Эфир

Ясень

Лиственные породы

Клен крупнолистный

Клен крупнолистный

46,0

22,0

25,0

18,0

2,0 ​​

3,0

0,7

0,5

Клен черный

Бокселдер

45,0

20,0

30,0

10,0

0,4 ​​

Рубрум Acer

Красный клен

77,0

47,0

18,0

21,0

16,0

3,0

2,0 ​​

0,7

0,4 ​​

Клён сахариновый

Клен серебристый

42,0

19,0

21,0

21,0

4,0

3,0

0,6

Клен сахарный

Клен сахарный

45,0

17,0

22,0

15,0

3,0

3,0

0,5

0,2

Алнус красный

Ольха красная

74,0

44,0

20,0

24,0

16,0

3,0

2,0 ​​

0,5

0,3

Земляничное дерево мензисий

Тихоокеанский медрон

44,0

23,0

21,0

23,0

5,0

7,0

0,4 ​​

0,7

Бетула аллеганская

Береза ​​желтая

73,0

47,0

23,0

21,0

16,0

2,0 ​​

2,0 ​​

1,2

0,7

Бетула черная

Береза ​​речная

41,0

23,0

21,0

21,0

4,0

2,0 ​​

0,5

Бетула папирифера

Бумага береза ​​

78,0

45,0

23,0

18,0

17,0

2,0 ​​

3,0

1,4

0,3

Carya сердцевидная

Горький орех гикори

44,0

19,0

25,0

16,0

5,0

4,0

0,5

Carya glabra

Орешок гикори

71,0

49,0

17,0

24,0

17,0

5,0

4,0

0,4 ​​

0,8

Карья овата

Гикори шагкорный

71,0

48,0

18,0

21,0

18,0

5,0

3,0

0,4 ​​

0,6

Карья бледная

Песок гикори

69,0

50,0

17,0

23,0

18,0

7,0

4,0

0,4 ​​

1,0

Carya tomentosa

Орех гикори моккер

71,0

48,0

18,0

21,0

17,0

5,0

4,0

0,4 ​​

0,6

Селтис левигата

Сахарная ягода

40,0

22,0

21,0

23,0

6,0

3,0

0,3

Эвкалипт гигантский

72,0

49,0

14,0

22,0

16,0

7,0

4,0

0,3

0,2

Фагус крупнолистный

Бук американский

77,0

49,0

20,0

22,0

14,0

2,0 ​​

2,0 ​​

0,8

0,4 ​​

Фраксинус американский

Белый ясень

41,0

15,0

26,0

16,0

7,0

5,0

0,5

Фраксинус пенсильванский

Ясень зеленый

40,0

18,0

26,0

19,0

7,0

5,0

0,4 ​​

Гледичия триакантос

Гледичия

52,0

22,0

21,0

19,0

0,4 ​​

Лагункулярия кистевидная

Белые мангровые заросли

40,0

19,0

23,0

29,0

15,0

6,0

2. 1

Ликвидамбар стирацифлюа

Сладкая резинка

46,0

20,0

21,0

15,0

3,0

2,0 ​​

0,7

0,3

Лириодендрон тюльпановый

Тополь желтый

45,0

19,0

20,0

17,0

2,0 ​​

1,0

0,2

1,0

Литокарпус густоцветковый

Таноак

71,0

46,0

20,0

19,0

20,0

5,0

3,0

0,4 ​​

0,7

Мелалеука пятицветная

Каепут

43,0

19,0

27,0

21,0

4,0

2,0 ​​

0,5

Нисса водная

Тупело для воды

45,0

16,0

24,0

16,0

4,0

3,0

0,6

0,6

Нисса лесная

Черный тупело

72,0

45,0

17,0

27,0

15,0

3,0

2,0 ​​

0,4 ​​

0,5

Тополь белый

Тополь белый

52,0

23,0

16,0

20,0

4,0

5,0

0,9

Тополь дельтовидный

Тополь восточный

47,0

18,0

23,0

15,0

2,0 ​​

2,0 ​​

0,8

0,4 ​​

Тополь тремулоидный

Осина дрожащая

78,0

49,0

19,0

19,0

18,0

3,0

3,0

1,2

0,4 ​​

Тополь трихокарпа

Тополь черный

49,0

19,0

21,0

18,0

3,0

3,0

0,7

0,5

Чернослив серотиновый

Черная вишня

85,0

45,0

20,0

21,0

18,0

4,0

5,0

0,9

0,1

Дуб белый

Белый дуб

67,0

47,0

20,0

27,0

19,0

6,0

3,0

0,5

0,4 ​​

Quercus coccinea

Дуб алый

63,0

46,0

18,0

28,0

20,0

6,0

3,0

0,4 ​​

Quercus douglasii

Дуб голубой

59,0

40,0

22,0

27,0

23,0

11,0

5,0

1,4

1,4

Quercus falcata

Дуб красный южный

69,0

42,0

20,0

25,0

17,0

6,0

4,0

0,3

0,4 ​​

Quercus kelloggii

Калифорнийский черный дуб

60,0

37,0

23,0

26,0

26,0

10,0

5,0

1,5

0,4 ​​

Quercus лопастной

Дуб долинный

70,0

43,0

19,0

19,0

23,0

5,0

7,0

1,0

0,9

Дуб лировидный

Дуб Overcup

40,0

18,0

28,0

24,0

9,0

5,0

1,2

0,3

Quercus marilandica

Дуб Блэкджек

44,0

20,0

26,0

15,0

5,0

4,0

0,6

Древесный корень

Дуб каштановый

76,0

47,0

19,0

24,0

21,0

7,0

5,0

0,6

0,4 ​​

Дуб красный

Дуб красный северный

69,0

46,0

22,0

24,0

22,0

6,0

5,0

1,2

0,4 ​​

Дуб звездчатый

Столб дубовый

41,0

18,0

24,0

21,0

8,0

4,0

0,5

1,2

Quercus velutina

Дуб черный

71,0

48,0

20,0

24,0

18,0

6,0

5,0

0,2

0,2

Саликс черный

Черная ива

46,0

19,0

21,0

19,0

4,0

2,0 ​​

0,6

Липа гетерофилла

Липа

77,0

48,0

17,0

20,0

20,0

2,0 ​​

4,0

2. 1

0,7

Ульмус американский

Вяз американский

73,0

50,0

17,0

22,0

16,0

3,0

2,0 ​​

0,5

0,4 ​​

Ulmus crassifolia

Вяз кедровый

50,0

19,0

27,0

14,0

0,3

Abies amabilis

Пихта тихоокеанская

44,0

10,0

29,0

11,0

3,0

3,0

0,7

0,4 ​​

Абиес бальзамический

Пихта бальзамическая

42,0

11,0

29,0

11,0

4,0

3,0

1,0

0,4 ​​

Пихта одноцветная

Пихта белая

66,0

49,0

6,0

28,0

13,0

5,0

2,0 ​​

0,3

0,4 ​​

Пихта лазиокарпа

Пихта субальпийская

67,0

46,0

9,0

29,0

12,0

3,0

3,0

0,6

0,5

Abies procera

Пихта благородная

61,0

43,0

9,0

29,0

10,0

2,0 ​​

3,0

0,6

0,4 ​​

Chamaecyparis tyoides

Кедр белый атлантический

41,0

9,0

33,0

16,0

3,0

6,0

2,4

Можжевельник раскидистый

Аллигатор можжевельник

57,0

40,0

5,0

34,0

16,0

3,0

7,0

2,4

0,3

Лиственница ларичина

Тамарак

64,0

44,0

8,0

26,0

14,0

7,0

3,0

0,9

0,3

Лиственница западная

Лиственница западная

65,0

48,0

9,0

27,0

16,0

6,0

2,0 ​​

0,8

0,4 ​​

Libocedrus decurrens

Ладан кедровый

56,0

37,0

12,0

34,0

9,0

3,0

3,0

0,8

0,3

Picea engelmannii

Ель Энгельмана

69. 0

45,0

10,0

28,0

11,0

2,0 ​​

2,0 ​​

1.1

0,2

Picea glauca

Ель белая

43,0

13,0

29,0

12,0

3,0

2,0 ​​

1.1

0,3

Picea mariana

Ель черная

43,0

12,0

27,0

11,0

3,0

2,0 ​​

1,0

0,3

Picea sitchensis

Ель ситхинская

45,0

7,0

27,0

12,0

4,0

4,0

0,7

Сосна оттянутая

Шишка сосна

47,0

14,0

27,0

11,0

3,0

1,0

0,2

Сосна банковская

Сосна обыкновенная

66,0

43,0

13,0

27,0

13,0

3,0

5,0

3,0

0,3

Pinus clausa

Сосна песчаная

44,0

11,0

27,0

12,0

2,0 ​​

3,0

1,0

0,4 ​​

Pinus contorta

Лохматая сосна

68,0

45,0

10,0

26,0

13,0

4,0

3,0

1,6

0,3

Сосна эхината

Сосна коротколистная

69,0

45,0

12,0

28,0

12,0

2,0 ​​

4,0

2,9

0,4 ​​

Сосна Эллиотта

Слэш сосна

64,0

46,0

11,0

27,0

13,0

3,0

4,0

3,3

0,2

Сосна монтикола

Сосна западная белая

69,0

43,0

9,0

25,0

13,0

4,0

4,0

2,3

0,2

Сосна болотная

Сосна длиннолистная

44,0

12,0

30,0

12,0

3,0

4,0

1,4

Сосна желтоватая

Сосна белая

68,0

41,0

9,0

26,0

16,0

4,0

5,0

5,5

0,5

Сосна смолистая

Красная сосна

71,0

47,0

10,0

26,0

13,0

4,0

4,0

2,5

Сосна вьющаяся

Копатель сосны

46,0

11,0

27,0

12,0

3,0

1,0

0,2

Штробы сосны

Сосна белая восточная

68,0

45,0

8,0

27,0

15,0

4,0

6,0

3,2

0,2

Сосна обыкновенная.

обыкновенный или сосна обыкновенная

47,0

11,0

28,0

1,0

1,6

0,2

Сосна таэда

Сосна лоболли

68,0

45,0

12,0

27,0

11,0

2,0 ​​

3,0

2,0 ​​

Псевдоцуга мензиесии

Пихта Дугласа

66,0

45,0

8,0

27,0

13,0

4,0

4,0

1,3

0,2

Секвойя вечнозеленая

Редвуд старовозрастной

55,0

43,0

7,0

33,0

19,0

9,0

10,0

0,8

0,1

Редвуд второго роста

61,0

46,0

7,0

33,0

14,0

5,0

<1,0

0,1

0,1

Таксодиум двустиший

Кипарисовик лысый

41,0

12,0

33,0

13,0

4,0

5,0

1,5

Туя западная

Северный белый кедр

59,0

44,0

14,0

30,0

13,0

5,0

6,0

1,4

0,5

Туя складчатая

Красный кедр западный

38,0

9,0

32,0

21,0

11,0

14,0

2,5

0,3

Цуга канадская

Болиголов восточный

41,0

9,0

33,0

13,0

4,0

3,0

0,5

0,5

Цуга гетерофилла

Болиголов западный

67,0

42,0

9,0

29,0

14,0

4,0

4,0

0,5

0,4 ​​

Цуга мертенсиана

Болиголов горный

60,0

43,0

7,0

27,0

12,0

5,0

5,0

0,9

0,5

Источник: Адаптировано из Pettersen, R. C. 1984. Химия твердой древесины , Достижения в области химии, серия 20, глава 2, стр. 57–126, Вашингтон, округ Колумбия: ACS.

Таблица 3.12 Содержание полисахаридов в некоторых лесах Северной Америки

Научное название

Общее имя

клей

Ксил

Гал

араб

Манн

Уроник

Ацетил

Лигнин

Ясень

Лиственные породы

Рубрум Acer

Красный клен

46

19

0,6

0,5

2,4

3,5

3,8

24

0,2

Клен сахарный

Клен сахарный

52

15

<0,1

0,8

2,3

4,4

2,9

23

0,3

Бетула аллеганская

Береза ​​желтая

47

20

0,9

0,6

3,6

4,2

3,3

21

0,3

Бетула папирифера

Белая береза ​​

43

26

0,6

0,5

1,8

4,6

4,4

19

0,2

Фагус крупнолистный

Бук

46

19

1,2

0,5

2. 1

4,8

3,9

22

0,4 ​​

Ликвидамбар стирацифлюа

Сладкая резинка

39

18

0,8

0,3

3.1

24

0,2

Платан западный

Платан

43

15

2,2

0,6

2,0 ​​

5.1

5,5

23

0,7

Тополь дельтовидный

Тополь восточный

47

15

1,4

0,6

2,9

4,8

3. 1

24

0,8

Тополь тремулоидный

Осина дрожащая

49

17

2,0 ​​

0,5

2.1

4,3

3,7

21

0,4 ​​

Quercus falcata

Дуб красный южный

41

19

1,2

0,4 ​​

2,0 ​​

4,5

3,3

24

0,8

Ульмус Американа

Вяз белый

52

12

0,9

0,6

2,4

3,6

3,9

24

0,3

Хвойные породы

Абиес бальзамический

Пихта бальзамическая

46

6,4

1,0

0,5

12

3,4

1,5

29

0,2

Джинго билоба

Гинко

40

4,9

3,5

1,6

10

4,6

1,3

33

1. 1

Можжевельник обыкновенный

Можжевельник

41

6,9

3,0

1,0

9.1

5,4

2,2

31

0,3

Лиственница децидуальная

Лиственница

46

6,3

2,0 ​​

2,5

11

4,8

1,4

26

0,2

Лиственница ларичина

Тамарак

46

4,3

2,3

1,0

13

2,9

1,5

29

0,2

Picea abies

Ель европейская

43

7,4

2,3

1,4

9,5

5,3

1,2

29

0,5

Picea glauca

Ель белая

45

9. 1

1,2

1,5

11

3,6

1,3

27

0,3

Picea mariana

Ель черная

44

6,0

2,0 ​​

1,5

9,4

5.1

1,3

30

0,3

Picea rubens

Ель красная

44

6,2

2,2

1,4

12

4,7

1,4

28

0,3

Сосна банковская

Сосна обыкновенная

46

7.1

1,4

1,4

10

3,9

1,2

29

0,2

Сосна лучистая

Сосна лучистая

42

6,5

2,8

2,7

12

2,5

1,9

27

0,2

Сосна смолистая

Красная сосна

42

9,3

1,8

2,4

7,4

6,0

1,2

29

0,4 ​​

Сосна жесткая

Смола сосновая

47

6,6

1,4

1,3

9,8

4,0

1,2

28

0,4 ​​

Сосна стробусная

Сосна белая восточная

45

6,0

1,4

2,0 ​​

11

4,0

1,2

29

0,2

Сосна обыкновенная

Сосна обыкновенная

44

7,6

3. 1

1,6

10

5,6

1,3

27

0,4 ​​

Сосна таэда

Сосна лоболли

45

6,8

2,3

1,7

11

3,8

1.1

28

0,3

Псевдоцуга мензиесии

Пихта Дугласа

44

2,8

4,7

2,7

11

2,8

0,8

32

0,4 ​​

Туя западная

Северный белый кедр

43

10,0

1,4

1,2

8,0

4,2

1. 1

31

0,2

Цуга канадская

Болиголов восточный

44

5,3

1,2

0,6

11

3,3

1,7

33

0,2

Источник: Адаптировано из Pettersen, R.C. 1984. Химия твердой древесины , Достижения в области химии, серия 20, глава 2, стр. 57–126, Вашингтон, округ Колумбия: ACS.

Таблица 3.13 Химический состав выбранных твердых пород древесины с юго-востока США (в процентах от высушенной в печи древесины)

Углеводы

Компоненты гемицеллюлоз

Научное название

Общее имя

Сотовый

Тотал Хеми

Глюкоманн

AcGlu UrXyl

Арабская Гал

Пектин

Лигнин

Всего доб

Ясень

Рубрум Acer

Красный клен

40,7

30,4

3,5

23,5

1,6

1,9

23,3

5,3

0,3

Эскулюс Октандра

Желтый конский каштан

40,6

25,8

3,6

18,6

1,0

2,6

30,0

3. 1

0,5

Carya glabra

Орешок гикори

46,2

26,7

1.1

22,1

1,2

2,3

23,2

3,4

0,6

Carya illinoensis

Пекан

38,7

30,2

1,6

24,7

1,6

2,3

23,2

3,4

0,6

Carya tomentosa

Мокернат

43,5

27,7

1,5

21,5

1,3

3,5

23,6

5,0

0,4 ​​

Корнус Флорида

Цветущий кизил

36,8

35,4

3,4

27,2

1,0

5,0

21,8

4,6

0,3

Фагус крупнолистный

Бук американский

36,0

29,4

2,7

23,5

1,3

1,8

30,9

3,4

0,4 ​​

Фраксинус Американа

Белый ясень

39,5

29,1

3,8

22,1

1,4

1,9

24,8

6,3

0,3

Гордония лазиантус

Лоблолли-Бей

43,8

29,1

4. 1

22,1

1.1

1,8

21,5

5,2

Ликвидамбар стирацифлюа

Сладкая резинка

40,8

30,7

3,2

21,4

1,3

4,9

22,4

5,9

0,2

Лириодендрон тюльпановый

Тополь желтый

39,1

28,0

4,9

20,1

0,7

2,4

30,3

2,4

0,3

Магнолия виргинская

Свитбэй

44,2

37,7

4,3

20,2

1,6

1,6

24. 1

3,9

0,2

Нисса водная

Тупело для воды

45,9

24,0

3,5

18,6

0,8

1.1

25,1

4,7

0,4 ​​

Нисса лесная

Черный тупело

42,6

27,3

3,6

18,0

1,0

4,8

26,6

2,9

0,6

Оксидендрум древесный

Кислое дерево

40,7

34,6

1,3

31,9

1,0

0,4 ​​

20,8

3,6

0,3

Персея бурбония

Редбей

45,6

25,6

1,0

23,2

0,9

0,5

23,6

5,0

0,2

Platunus occidentalis

Платан

43,0

27,2

2,3

22,3

1,4

1,2

25,3

4,4

0,1

Тополь дельтовидный

Тополь восточный

46,5

26,6

4,4

16,8

1,6

1,8

25,9

2,4

0,6

Дуб белый

Белый дуб

41,7

28,4

3. 1

21,0

1,6

2,7

24,6

5,3

0,2

Quercus coccinea

Дуб алый

43,2

29,2

2,3

23,3

1,4

2,2

20,9

6,6

0,1

Quercus falcata

Дуб красный южный

40,5

24,2

1,7

18,6

1,7

2,2

23,6

9,6

0,5

Quercus илиcifolia

Дуб скраб

37,6

27,5

1,0

22,3

1,8

2,4

26,4

8,0

0,5

Quercus marilandica

Дуб Блэкджек

33,8

28,2

2,0 ​​

21,0

2,3

2,9

30,1

6,6

1,3

Дуб черный

Водяной дуб

41,6

34,8

3,0

28,9

2,2

0,7

19,1

4,3

0,3

Древесный корень

Дуб каштановый

40,8

29,9

2,9

23,8

1,8

1,4

22,3

6,6

0,4 ​​

Дуб красный

Дуб красный северный

42,2

33,1

3,3

26,6

1,6

1,6

20,2

4,4

0,2

Дуб звездчатый

Столб дубовый

37,7

29,9

2,6

23,0

2,0 ​​

2,3

26,1

5,8

0,5

Quercus velutina

Дуб черный

39,6

28,4

1,9

23,2

1. 1

1,9

25,3

6,3

0,5

Quercus virginiana

Живой дуб

38,1

22,9

1,0

18,3

1,7

1,9

25,3

13,2

0,6

Сассафрас альбидум

Сассафрас

45,0

35,1

4,0

30,4

0,9

<0,1

17,4

2,4

0,2

Ульмус Американа

Вяз американский

42,6

26,9

4,6

19,9

0,8

1,6

27,8

1,9

0,8

Источник: Адаптировано из Pettersen, R. C. 1984. Химия твердой древесины , Достижения в области химии, серия 20, глава 2, стр. 57–126, Вашингтон, округ Колумбия: ACS.

Примечание: ячейка = целлюлоза.

Таблица 3.14 Элементный состав некоторых пород дерева

Научное название

Общее имя

Кап

К п.п.

Мг пп

п.п.

Mn пп

Fe ч/млн

м.д. меди

Цинк мд

Na млн

Cl м.д.

Абиес бальзамический

Пихтовый бальзам

0,8

0,8

0,27

0,13

13

17

11

18

Рубрум Acer

Красный клен

0,8

0,7

0,12

0,03

0,07

11

5

29

5

18

Бетула папирифера

Белая береза ​​

0,7

0,3

0,18

0,15

0,03

10

4

28

9

10

Фраксинус Американа

Белый ясень

0,3

2,6

1,8

0,01

31

Ликвидамбар стирацифлюа

Сладкая резинка

0,55

0,3

0,34

0,15

0,08

19

81

Picea rubens

Ель красная

0,8

0,2

0,07

0,05

0,14

14

4

8

8

0,3

Штробы сосны

Сосна белая восточная

0,2

0,3

0,07

0,03

10

5

11

9

19

Тополь дельтовидный

Тополь восточный

0,9

2,3

0,29

0,2

100

30

940

Тополь тремулоидный

Осина дрожащая

1. 1

1,2

0,27

0,10

0,03

12

7

17

5

Дуб белый

Белый дуб

0,5

1,2

0,31

<0,01

21

15

Дуб серповидный

Дуб красный южный

0,3

0,6

0,03

0,02

0,01

30

73

38

44

Лилия Американа

Липа

0,1

2,8

0,35

63

38

Цуга Канаденсис

Хенлок восточный

1,0

0,4 ​​

0,11

0,12

0,15

6

5

2

6

Источник: Адаптировано из Pettersen, R. C. 1984. Химия твердой древесины , Достижения в области химии, серия 20, глава 2, стр. 57–126, Вашингтон, округ Колумбия: ACS.

Каждый химический анализ должен сопровождаться следующей информацией:

  1. Источник древесины:
    • Географическое положение
    • Образец части дерева
    • Дата взятия пробы
    • 1007004
    • Выборка:
      • Различные анатомические части
      • Степень биологической порчи, если таковая имеется
      • Размер образца
      • Применяемый метод сушки
    • Используемая аналитическая процедура
    • Методика расчетов и отчетности

Все вышеупомянутые критерии могут так или иначе способствовать вариациям химических анализов.

3.8.2 Извлечение
3.8.2.1 Объем и резюме

Древесные материалы = экстрактивные вещества + холоцеллюлоза + лигнин + неорганические вещества (зола).

Этот метод описывает процедуру извлечения древесины для дальнейшего анализа, такого как анализ холоцеллюлозы, гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина.

Нейтральные растворители, вода, толуол или этанол или комбинации растворителей используются для удаления экстрактивных веществ из древесины. Однако в зависимости от природы экстрактивных веществ и типа пробы могут применяться и другие растворители, от диэтилового эфира до 1% NaOH и т. д., т. е. кора, листья и т. д.

3.8.2.2 Подготовка проб

Настоятельно рекомендуется иметь свежий образец. Если нет, держите образец замороженным или в холодильнике, чтобы избежать грибкового поражения. Снимите кору со стебля и разделите образец на составные части. Сухие образцы сушат в печи в течение 24 ч (обычно при 105°С) перед измельчением. Влажные образцы можно измельчать в замороженном виде, чтобы предотвратить окисление или другие нежелательные химические реакции. Образцы измельчают, чтобы пройти 40 меш (0,40 мм), используя мельницу Wiley.

3.8.2.3 Аппарат

Воронка Бюхнера

Экстракционные насадки

Экстракционный аппарат, экстракционная колба, 500 мл, экстракционная трубка Сокслета

Нагревательное устройство, колбонагреватель или эквивалент

Химический вытяжной шкаф

Вакуумная печь

3.
8.2.4 Реактивы и материалы

Этанол (спирт этиловый) проба 200

Толуол, ч.

Смесь толуола и этанола, смешать один объем этанола и один объем толуола

3.8.2.5 Процедуры

Взвешивание 2–3 г образцов в закрытых предварительно взвешенных экстракционных гильзах. Поместите наперстки в вакуумную печь при температуре не выше 45°С на 24 ч или до постоянного веса. Наперстки охлаждают в эксикаторе в течение 1 ч и взвешивают. Затем поместите наперстки в экстракционные установки Сокслета. Поместите 200 мл смеси толуол:этанол в круглодонную колбу на 500 мл с несколькими кипящими чипсами, чтобы предотвратить удары. Экстракцию проводят в хорошо вентилируемом химическом вытяжном шкафу в течение 2 ч, поддерживая кипение жидкости так, чтобы сифонирование из экстрактора происходило не менее четырех раз в час. После экстракции смесью толуола и этанола извлекают гильзы из экстракторов, сливают избыток растворителя и промывают образцы этанолом. Поместите их в вакуумную печь на ночь при температуре не выше 45°С на 24 часа. Когда они высохнут, поместите их в эксикатор на час и взвесьте. Как правило, на этом этапе экстракция завершается; однако экстрагируемость зависит от матрицы образца и природы экстрактивных веществ. Могут потребоваться вторая и третья экстракции с другой полярностью растворителей. Браунинг (1967) предполагает 4 часа последовательной экстракции 95%-ным спиртом, однако также можно провести две последовательные экстракции: 4 часа этанолом, а затем дистиллированной водой в течение 1 часа. Петтерсен (1984) экстрагировал образец сосны ацетоном/водой, а затем смесью толуол/этанол.

3.8.3 Зольность (ASTM D-1102-84)
3.8.3.1 Область применения

Зольность волокна определяется как остаток, остающийся после прокаливания при 575 ± 25°C в течение 3 ч или дольше, если необходимо выжечь весь углерод. Это мера минеральных солей в волокне, но не обязательно количественно им равная.

3.8.3.2 Подготовка образца

Получите репрезентативный образец волокна, предпочтительно измельченного для прохождения через сито 40 меш. Взвешивают с точностью до 5 мг или меньше образец обезвоженной древесины массой около 5 г для озоления, предпочтительно в двух экземплярах. Если влажность образца неизвестна, ее определяют путем сушки соответствующего образца до постоянного веса в вакуумной печи при температуре 105 ± 3°С.

3.8.3.3 Прибор

Тигель: рекомендуется платиновый тигель или чашка с крышкой или крышкой. Если платина недоступна, можно использовать кремнезем. Аналитические весы с чувствительностью 0,1 мг. Электрическая муфельная печь отрегулирована на поддержание температуры 575 ± 25°С.

3.8.3.4 Процедура

Тщательно очистите пустой тигель и крышку и прокалите их до постоянного веса в муфельной печи при температуре 575 ± 25°C. После прокаливания немного остудить и поместить в эксикатор. После охлаждения до комнатной температуры взвешивают тигель и крышку на аналитических весах.

Поместите все или столько, сколько возможно, взвешенного образца в тигель. Образец сжигают непосредственно над слабым пламенем горелки Бунзена (или, что предпочтительнее, на поде печи) до тех пор, пока он хорошо не обуглится, стараясь не выдувать части золы из тигля. Если образец имеет тенденцию воспламеняться или терять золу во время обжига, тигель следует накрыть или, по крайней мере, частично накрыть на этом этапе. Если тигель слишком мал, чтобы вместить весь образец, аккуратно сожгите добавленную часть и добавляйте еще, когда пламя утихает. Продолжайте нагревать горелкой только до тех пор, пока остаток горит пламенем. Поместите тигель в печь при температуре 575 ± 25 °С не менее чем на 3 ч или, при необходимости, дольше, чтобы сжечь весь углерод. Когда прожиг завершится, на что указывает отсутствие черных частиц, выньте тигель из печи, закройте крышку и дайте тиглю немного остыть. Затем поместить в эксикатор и охладить до комнатной температуры. Повторно взвесьте золу и рассчитайте процентное содержание, исходя из веса волокна без влаги.

3.8.3.5 Отчет

Укажите зольность в процентах от обезвоженной древесины с точностью до двух значащих цифр или только с одной значащей цифрой, если зольность составляет менее 0,1%.

3.8.
3.6 Прецизионность

Результаты повторных определений следует подозревать, если они отличаются более чем на 0,5 мг. Поскольку температура воспламенения влияет на вес золы, только значения, полученные при температуре 575 ± 25°С, следует указывать как соответствующие этому методу. Фарфоровые тигли также можно использовать в большинстве случаев для определения золы. При использовании платиновых тиглей требуются особые меры предосторожности. Возможны значительные потери натрия, кальция, железа и меди при температурах выше 600°С.

3.8.4 Получение холоцеллюлозы (хлоритхолоцеллюлозы)
3.8.4.1 Область применения

Холоцеллюлоза определяется как водонерастворимая углеводная фракция древесных материалов. Согласно Браунингу (1967), существует три способа получения холоцеллюлозы и их модифицированные методы: (1) метод хлорирования, (2) метод модифицированного хлорирования и (3) метод диоксида хлора и хлорита. Стандартную чистоту холоцеллюлозы проверяют после анализа лигнина.

3.8.4.2 Подготовка проб

Образец должен быть неэкстрактивным и обезвоженным и подготовлен после Процедуры 9.2. Если процедура 9.2 по какой-либо причине пропущена, то при расчете холоцеллюлозы необходимо учитывать массу экстрактивных веществ.

3.8.4.3 Прибор

Воронка Бюхнера

Колбы Эрленмейера 250 мл

Колбы Эрленмейера 25 мл

Водяная баня

Фильтровальная бумага

Вытяжной шкаф

4.0004. Реактивы

Кислота уксусная ч.

Хлорит натрия, NaClO 2 , технический, 80%

3.8.4.5 Процедура

К 2,5 г образца добавьте 80 мл горячей дистиллированной воды, 0,5 мл уксусной кислоты и 1 г хлорита натрия в колбе Эрленмейера на 250 мл. Необязательная колба Эрленмейера на 25 мл переворачивается в горлышко реакционной колбы. Смесь нагревают на водяной бане при 70°С. Через 60 мин добавляют 0,5 мл уксусной кислоты и 1 г хлорита натрия. Через каждый последующий час при встряхивании добавляют свежие порции 0,5 мл уксусной кислоты и 1 г хлорита натрия. В процессе делигнификации разрушаются некоторые полисахариды, поэтому следует избегать чрезмерного хлорирования. Продолжение реакции удалит больше лигнина, но гемицеллюлоза также будет потеряна (Роуэлл 19).80).

Добавление 0,5 мл уксусной кислоты и 1 г хлорита натрия повторяют до полного отделения образца древесины от лигнина. Обычно хлорирование занимает 6–8 ч, и образец можно оставить без дальнейшего добавления уксусной кислоты и хлорита натрия на водяную баню на ночь. По истечении 24 часов реакции образец охлаждают и фильтруют холоцеллюлозу на фильтровальной бумаге с помощью воронки Бюхнера до удаления желтого цвета (цвет холоцеллюлозы белый) и запаха диоксида хлора. Если желательна масса холоцеллюлозы, отфильтруйте холоцеллюлозу через просмоленный фриттированный стеклянный наперсток, промойте ацетоном, высушите в вакуумной печи при 105°C в течение 24 часов, поместите в эксикатор на час и взвесьте. Холоцеллюлоза не должна содержать лигнин, а содержание лигнина в холоцеллюлозе должно быть определено и вычтено из массы приготовленной холоцеллюлозы.

3.8.5 Получение α-целлюлозы (определение гемицеллюлоз)
3.8.5.1 Область применения

Получение α-целлюлозы представляет собой непрерывную процедуру, начиная с Процедуры 9.4. Термин гемицеллюлоза определяется как компоненты клеточной стенки, которые легко гидролизуются горячими разбавленными минеральными кислотами, горячими разбавленными щелочами или холодным 5% раствором NaOH.

3.8.5.2 Принцип метода

Холоцеллюлозу, не содержащую экстрактивных веществ и лигнина, обрабатывают NaOH, а затем уксусной кислотой с получением остатка, определяемого как α-целлюлоза. Растворимая фракция представляет собой содержание гемицеллюлозы.

3.8.5.3 Прибор

Потребуется термостат или другое устройство с постоянной температурой, которое будет поддерживать температуру 20 ± 0,1 °C в контейнере, достаточно большом, чтобы вместить ряд из не менее трех стаканов емкостью 250 мл, постоянно находящихся в вертикальном положении.

Тигли фильтрующие из алунда или гильзы из фритты средней пористости.

3.8.5.4 Реактивы

Раствор гидроксида натрия, NaOH, 17,5 и 8,3%

Уксусная кислота, 10% раствор

3.8.5.5 Процедура

Взвесьте около 2 г высушенной в вакуумной печи холоцеллюлозы и поместите в стеклянный стакан на 250 мл, снабженный стеклянной крышкой. К холоцеллюлозе в 250 мл стакане добавляют 10 мл 17,5%-ного раствора NaOH, накрывают часовым стеклом и выдерживают при 20°С на водяной бане. Слегка манипулируйте холоцеллюлозой стеклянной палочкой с плоским концом, чтобы весь образец пропитался раствором NaOH. После добавления к образцу первой порции 17,5%-ного раствора NaOH через 5 мин добавляют еще 5 мл раствора NaOH и тщательно перемешивают смесь стеклянной палочкой. Продолжайте эту процедуру до тех пор, пока NaOH не будет израсходован. Дайте смеси постоять при 20°С в течение 30 мин, что составляет общее время обработки NaOH 45 мин.

Добавьте к смеси 33 мл дистиллированной воды при 20°C. Тщательно перемешайте содержимое стакана и дайте постоять при 20°С в течение 1 ч перед фильтрованием.

Целлюлозу отфильтровывают с помощью отсоса в осмоленный, щелочестойкий тигель из алунда или фритте-стекла средней пористости. Перенести весь остаток холоцеллюлозы в тигель и промыть 100 мл 8,3% раствора NaOH при 20°С. После того, как промывочный раствор NaOH пройдет через остаток в тигле, продолжайте промывку дистиллированной водой при температуре 20°C, убедившись, что все частицы переместились из 250 мл стакана в тигель. Промывание образца в тигле облегчается путем отключения отсасывания, заполнения тигля водой до уровня 6 мм от верха, осторожного разбивания целлюлозного мата стеклянной палочкой, чтобы отделить имеющиеся комки, и повторного отсасывания. Повторите этот шаг дважды.

Налейте 15 мл 10% уксусной кислоты при комнатной температуре в тигель, всасывая кислоту в целлюлозу, но, пока целлюлоза все еще покрыта кислотой, выключите всасывание. Подвергните целлюлозу кислотной обработке в течение 3 мин с момента прекращения всасывания; затем примените отсос, чтобы удалить уксусную кислоту. Не прекращая отсасывание, заполните тигель почти доверху дистиллированной водой при 20°C и дайте полностью стечь. Повторяйте промывание до тех пор, пока остаток целлюлозы не будет свободен от кислоты, на что указывает лакмусовая бумажка. Дайте целлюлозе окончательную промывку, всасывая дополнительные 250 мл дистиллированной воды через целлюлозу в тигле. Вытрите дно и стенки тигля тряпкой и поместите его на ночь в сушильный шкаф при 105°С. Охлаждают тигель и бюкс в эксикаторе в течение 1 ч перед взвешиванием.

3.8.5.6 Расчет и отчет

Рассчитайте процентное содержание α-целлюлозы на основе образца холоцеллюлозы, высушенного в печи, следующим образом: Вт 2 = масса высушенного в печи остатка α-целлюлозы, и

  • Вт 1 = вес исходного высушенного в печи образца холоцеллюлозы.
  • 3.8.6 Препарат Класон Лигнин
    3.8.6.1 Объем

    Лигнин Klason дает количественную меру нерастворимого в кислоте лигнина и не подходит для изучения структуры лигнина, а некоторые другие лигнины, такие как лигнин целлюлозолитического фермента или лигнин Björkman (лигнин измельченной древесины), должны быть подготовлены (Sjöström 1981) для изучение строения лигнина. Эта процедура является модифицированной версией ASTM D-1106-84. Лигнин, выделенный с помощью этой процедуры, также называют лигнином серной кислоты.

    3.8.6.2 Аппарат

    Автоклав

    Воронка Бюхнера

    100 мл центрифужная трубка, Pyrex 8240

    Desiccator

    Стеклянные стержни

    Водяной ванна

    Стеклянное волокно

    Фильтрующая бумага, Whatman Cat № 1827-021, 934-AH

    Стеклянный микроам-плэт, 2.1 CM

    , 934-AH

    Стеклянная микроавтобу

    3.8.6.3 Реагент

    Серная кислота, H 2 SO 4 , 72 и 4 % по объему

    Фукоза, 24,125 % в 4 % H 2 SO 4 9,06 9,03 9,003 [вес/вес] Процедура

    Подготовьте образцы по Процедуре 9.2 и высушивают образец при 45°С в вакуумной печи в течение ночи. Точно взвесьте примерно 200 мг высушенного в вакууме образца в центрифужную пробирку объемом 100 мл. К образцу в центрифужной пробирке объемом 100 мл добавьте 1 мл 72% (вес/вес) H 2 SO 4 на каждые 100 мг образца. Смесь дважды тщательно перемешать и диспергировать стеклянной палочкой, затем инкубировать пробирки на водяной бане при 30°С в течение 60 мин. Добавьте 56 мл дистиллированной воды. В результате получают 4% раствор для вторичного гидролиза. Добавьте 1 мл внутреннего стандарта фукозы (эта процедура требуется, только если пять сахаров должны быть проанализированы с помощью ВЭЖХ как часть анализа). Автоклавировать при 121°C, 15 psi, в течение 60 мин. Извлекают образцы из автоклава и отфильтровывают лигнин на стекловолокнистых фильтрах (фильтры промывают в тигли, сушат и осмоливают) в тиглях с помощью отсоса, поддерживая раствор в горячем состоянии. Остаток тщательно промывают горячей водой и сушат при 105°С в течение ночи. Переместить в эксикатор, оставить на час и взвесить. Рассчитайте содержание лигнина Klason по весам.

    3.8.6.5 Дополнительная информация

    Реакции конденсации с участием белка могут привести к искусственно завышенным значениям лигнина Klason при анализе тканей, содержащих значительное количество белка. Определение содержания азота может быть сделано для определения возможного содержания белка.

    3.8.7 Определение метоксильных групп
    3.8.7.1 Область применения

    Метоксильные группы (–OCH 3 ) присутствуют в лигнине и производных лигнина в виде боковых цепей ароматических фенилпропанов, а в полисахаридов в основном в виде метоксиуроновых кислот. Содержание метоксилов определяют с использованием ASTM, D-1166-84.

    3.8.7.2 Принцип метода

    В оригинальном методе йодистый метил абсорбировали спиртовым раствором нитрата серебра. Раствор разбавляли водой, подкисляли азотной кислотой и кипятили. Иодид серебра отфильтровывали, промывали и взвешивали обычным для определения галогенидов способом. Объемная модификация основана на абсорбции йодистого метила в известном объеме стандартного раствора нитрата серебра и титровании неиспользованного нитрата серебра стандартным раствором роданида калия (индикаторным раствором железоалюминиевых квасцов). В этой процедуре йодистый метил собирают в уксуснокислом растворе ацетата калия, содержащем бром.

     Ch4I+Br2→Ch4Br+IBrIBr+2Br2+3h30→HIO3+5HBr

    Избыток брома разрушают добавлением кислоты, а йодатный эквивалент исходного содержания метоксила определяют титрованием тиосульфатом натрия йода, выделившегося в реакция:

    HIO3+5HI→3I2+3h3O

    Одна метоксильная группа эквивалентна шести атомам йода и, следовательно, получается благоприятный аналитический коэффициент.

    3.8.7.3 Подготовка проб

    Перед анализом образец высушивают, измельчают и экстрагируют соответствующим образом.

    3.8.7.4 Аппаратура

    Реакционная колба

    Источник тепла

    Вертикальный конденсатор с воздушным охлаждением

    Скруббер

    Абсорбционные сосуды

    3.8.7.5 Реактивы

    Бром жидкий.

    Раствор сульфата кадмия. Растворите 67,2 г CdSO 4 ⋅ 4H 2 O в 1 л воды.

    Углекислый газ.

    Муравьиная кислота, 90%.

    Кислота йодистоводородная.

    Фенол.

    Раствор ацетата калия в уксусной кислоте. Безводный ацетат калия (100 г) растворяют в 1 л ледяной уксусной кислоты.

    Раствор йодида калия – растворить 100 г KI в воде и разбавить до 1 л.

    Раствор ацетата натрия — растворить 415 г тригидрата ацетата натрия в воде и разбавить до 1 л.

    Раствор тиосульфата натрия (0,1 н.) — растворить 25 г Na O в 200 мл воды и разбавить до 1 л.

    Индикаторный раствор крахмала (10 г/л).

    Серная кислота – Смешайте один объем H 2 SO 4 (уд. вес 1,84) с девятью объемами воды.

    3.8.7.6 Процедура

    Взвесьте образец, примерно 100 мг древесины или 50 мг лигнина, и поместите в реакционную колбу. Поместите в реакционную колбу 15 мл HI, 7 г фенола и кипящую трубку. Поместите в скруббер смесь равных объемов раствора CdSO 4 и Na 2 S 2 O 3 . Объем раствора должен быть отрегулирован таким образом, чтобы входная трубка скруббера была покрыта на глубину около 4 мм. Отрегулируйте поток CO 2 примерно до 60 пузырьков в минуту через скруббер. Нагревают колбу и регулируют скорость нагрева так, чтобы пары кипящего HI поднимались примерно на 100 мм в холодильник. Колбу нагревают в этих условиях в течение 30–45 мин или, при необходимости, дольше, чтобы удалить метоксилсодержащие или другие мешающие вещества, обычно присутствующие в реагентах.

    Дайте перегонной колбе остыть ниже 100°C. Тем временем к 20 мл раствора ацетата калия добавить около 0,6 мл брома и перемешать. Добавьте примерно 15 мл смеси в первый приемник и 5 мл во второй и присоедините приемник к аппарату. Заделайте стык матового стекла каплей воды из стеклянной палочки.

    Удалите колбу для перегонки и введите испытуемый образец. Немедленно снова подсоедините колбу и запечатайте соединение матового стекла каплей расплавленного фенола из стеклянной палочки. Доводят содержимое колбы до температуры реакции, пропуская равномерный поток СО 2 через аппарат.

    Отрегулируйте скорость нагрева таким образом, чтобы пары кипящего HI поднимались примерно на 100 мл в конденсатор. Продолжают нагревание в течение времени, достаточного для завершения реакции, и выметают прибор. Обычно требуется не более 50 мин.

    Вымойте содержимое обоих приемников в колбу Эрленмейера на 250 мл, содержащую 15 мл раствора ацетата натрия. Разбавьте водой примерно до 125 мл и добавьте 6 капель муравьиной кислоты. Вращать колбу до исчезновения окраски брома, затем добавить еще 12 капель муравьиной кислоты и дать раствору отстояться 1—2 мин. Добавьте 10 мл раствора KI и 10 мл H 2 SO 4 и титруют выделившийся йод раствором Na 2 S 2 O 3 , добавляя 1 мл индикаторного раствора крахмала непосредственно перед достижением конечной точки, продолжая титрование до исчезновения синий цвет.

    3.
    8.7.7 Расчет и отчет

    Метоксил, %=(VN×31,030×100)/(G×1000×6)=(V⁢N/G)×0,517

    , где

    • V = миллилитры Na 2 S 2 O 3 раствор, необходимый для титрования
    • N = нормальный раствор Na 2 S 2 O 3
    • G = граммы сухого образца

    В таблице 3.9 показано содержание метоксилов в некоторых распространенных лиственных и хвойных породах.

    3.8.8 Определение ацетила газожидкостной хроматографией
    3.8.8.1 Область применения

    Ацетильные и формильные группы, находящиеся в полисахаридной части, можно определить одним из трех способов: (1) кислотным гидролизом; образец гидролизуется с образованием уксусной кислоты, (2) омыление; ацетильные группы отщепляются от полисахаридов горячим щелочным раствором и подкисляются с образованием уксусной кислоты, или (3) переэтерификация; образец обрабатывают метанолом в кислотном или щелочном растворе с образованием метилацетата. Уксусную кислоту и метилацетат анализируют газовой хроматографией.

    Представленная здесь процедура представляет собой омыление и определение ацетила с помощью газовой хроматографии.

    Ch4 COOR+NaOH→Ch4COONa+ROHCh4COONa+H+→Ch4COOH

    3.8.8.2 Реактивы

    2% муравьиная кислота. Разбавьте 2 мл 90%-ной муравьиной кислоты в 900 мл деионизированной H 2 O.

    Исходный раствор внутреннего стандарта: Взвесьте 25,18 г 99+%-ной пропионовой кислоты в мерной колбе на 500 мл, доведите до объема 2%-ной муравьиной кислотой.

    Раствор внутреннего стандарта: пипеткой перенесите 10 мл маточного раствора в мерную колбу на 200 мл, доведите до нужного объема деионизированной водой.

    Стандартный раствор уксусной кислоты: Отвесить 100 мг 99,7% ледяной уксусной кислоты в мерную колбу на 100 мл, довести до метки деионизированной водой.

    Раствор NaOH l N: взвесить 4 г гидроксида натрия, растворить в 100 мл деионизированной воды.

    3.8.8.3 Подготовка проб

    Количество проб основано на приблизительном содержании ацетила: Содержание ацетила (AC) 0–10%, 50 мг; АС 10%, 25 мг; АС 15%, 20 мг; АС 20%, 15 мг; АС 25%, 10 мг. Взвесьте высушенный в печи образец в пробирке для взвешивания с длинной ручкой, перенесите ее в колбу для ацетилового разложения и добавьте кипящую стружку. Пипеткой откапывают 2 мл л н. раствора NaOH, чтобы смыть горлышко колбы. Соедините реакционную колбу с обратным холодильником с водяным охлаждением и кипятите с обратным холодильником в течение 1 часа. Охладите реакционную колбу до комнатной температуры и пипеткой перенесите 1 мл пропионовой кислоты (внутренний стандарт) в мерную колбу на 10 мл. Количественно перелейте жидкость из реакционной колбы в мерную колбу. Реакционную колбу и твердый остаток промывают несколькими порциями дистиллированной воды. Добавьте 0,2 мл 85%-ной фосфорной кислоты и доведите до объема дистиллированной водой. Этот раствор можно профильтровать через небольшую пробку из стекловаты для удаления твердых частиц. Проанализируйте образец с помощью ГЖХ и определите среднее соотношение. Миллиграммы уксусной кислоты определяют по калибровочной кривой.

    3.8.8.4 Газовая хроматография

    Колонка: Supelco 60/80 Carbopack C/0,3% карбовокса 20 M/0,1% H 3 PO 4 –3 фута 1/4 дюйма Н. и внутренний диаметр 4 мм; температура духовки 120°С; порт впрыска 150°C; FID 175°С; азот 20 мл/мин.

    Отношение площади определяется путем деления площади уксусной кислоты на площадь пропионовой кислоты (внутренний стандарт). Среднее соотношение используется для определения мг/мл уксусной кислоты по калибровочной кривой.

    Построение калибровочной кривой: Пипеткой внесите 1, 2, 4, 6 и 8 мл стандартного раствора уксусной кислоты в мерные колбы вместимостью 10 мл. Пипеткой внесите в каждый образец 1 мл внутреннего стандарта пропионовой кислоты, затем добавьте 0,2 мл 85%-ной фосфорной кислоты. Довести до объема дистиллированной водой. Проанализируйте каждый раствор три раза с помощью ГЖХ. Рассчитайте отношения, разделив площадь уксусной кислоты на площадь пропионовой кислоты (внутренний стандарт). Нанесите средние соотношения в миллиграммах на миллилитр уксусной кислоты. Стандартные растворы и растворы образцов можно хранить в холодильнике не менее 1 недели.

    3.8.8.5 Отчетность

    Укажите среднее значение, стандартное отклонение и точность каждого образца. Результаты могут быть представлены как процент уксусной кислоты или как процент ацетила:

    % Уксусная кислота = мг/мл найденной уксусной кислоты × 10⁢ мл % 100                                       масса пробы в мг% Ацетил = % уксусной кислоты × 0,7172

    Ссылки

    Адлер, Э. 1977. Химия лигнина: прошлое, настоящее и будущее. Вуд науч. Технологии 11: 169–218.

    Андерссон, А. , Эриксон, М. , Фрид, Х. , а также Микше, Г.Е. 1973. Газохроматографический анализ продуктов окисления лигнина. XI. Строение лигнинов коры лиственных и хвойных пород. Хольцфоршунг 27: 189–193.

    ASTM, 1984. Стандартный метод определения содержания метоксилов в целлюлозе и древесине, D-1166-84.

    ASTM, 1984. Стандартный метод определения лигнина в древесине, D-1106-84.

    ASTM, 1984. Стандартный метод определения содержания золы в древесине и древесных материалах, D-1102-84.

    Бьоркман, А. 1956. Исследования мелкодисперсной древесины. Часть 1: Экстракция лигнина нейтральными растворителями. Свенск Папперстид. 59: 477–485.

    Бьоркман, А. 1957. Исследования мелкодисперсной древесины. Часть 2: Свойства лигнинов, экстрагированных нейтральными растворителями из древесины хвойных и лиственных пород. Свенск Папперстид. 60: 158–169.

    Браунинг, Г.Л. 1967. Методы химии древесины, Vol. 2, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley Interscience.

    Чанг Ю.П. а также Митчелл, Р.Л. 1955. Химический состав обычных парков балансовой древесины в Северной Америке, Таппи. 38(5): 315.

    Чунг, И.Т. , Абдулла, Г. , а также Ковальчук, Я. 1976. Университет штата Луизиана, Заметки об использовании древесины, № 29. .

    Клермон, Л.П. 1970. Исследование лигнина из косточек внутренней коры тополя осины. Таппи 53(1): 52–57.

    Дитрихс, Х.Х. 1975. Полисахариды в коре. Holz как Roh- und Werkstoff. 33: 13–20.

    Дитрихс, Х.Х. , Грейвс, К. , Беренвсдорф, Д. , а также Синнер, М. 1978. Исследования углеводов в коре деревьев. Хольцфоршунг 32(2): 60–67.

    Эллис, Э.Л. 1965. Ультраструктура клеток древесных растений. В.А. Котэ младший (редактор), Нью-Йорк: издательство Сиракузского университета, стр. 181–189..

    Фенгель, Д. а также Вегенер, Г. 1984. Древесина: химия, ультраструктура и реакции. В. де. Грюйтер, Берлин.

    Гарднер, К.Х. а также Блэквелл, Дж. 1974. Водородные связи в наивной целлюлозе. Биохим. Биофиз. Акта 343: 232–237.

    Геринг, Д.А.И. 1962. Физическая химия лигнина. Чистое приложение хим. 5: 233–254.

    Геринг, Д.А.И. а также Таймелл, Т.Е. 1962. Молекулярная масса нативных целлюлоз. Таппи 45(6): 454–460.

    Готлиб, О.Р. а также Йошида, М. 1989. Лигнины. В: Роу, Дж.В. (ред.), Натуральные продукты древесных растений. I. Глава 7.3, стр. 439–511, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

    Хардер, М.Л. а также Эйнспар, Д.В. 1980. Уровни некоторых эссенциальных металлов в коре. Таппи 63(2): 110.

    Харун, Дж. а также Лабоски, П. 1985. Химический состав пяти северо-восточных кор. Древесина и волокно 17(2): 274.

    Хаслам, Э. 1989. Производные галловой кислоты и гидролизуемые дубильные вещества. В: Роу, Дж.В. (ред.), Натуральные продукты древесных растений. I. Глава 7.2, стр. 399–438, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

    Хаттула, Т. а также Йохансон, М. 1978. Определение некоторых микроэлементов в коре с помощью нейтронно-активационного анализа и спектроскопии высокого разрешения. Радиохим. Радиоанал. Буквы 32(1–2): 35.

    Хемингуэй, Р.В. 1981. Кора: ее химический состав и перспективы химического использования. В: Гольдштейн, И.С. Эд. Органические химические вещества и биомасса. Глава 10, стр. 189–248, Бока-Ратон, Флорида: CRC Press.

    Хемингуэй, Р.В. 1989. Бифлавоноиды и проантоцианидины. В: Роу, Дж.В. (ред.), Натуральные продукты древесных растений. I. Глава 7.6, стр. 571–650, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

    Хемингуэй, Р.В. , Карчеси, Дж.Дж. , Макгроу, Г.В. , а также Велесек, Р.А. 1983. Гетерогенность интерфлаваниодной связи, локализованной в процианидинах коры сосны дольчатой. Фитохим. 22: 275.

    Hergert, H.T. 1960. Химический состав дубильных и полифенольных соединений древесины и коры хвойных пород. Журнал лесных товаров 10: 610–617.

    Хергерт, Х.Т. 1962. Экономическое значение флавоноидных соединений: древесина и кора. В: Гейссманн, Т.А. (редактор), Химия флавоноидных соединений, глава 17, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: MacMillan.

    Хигучи Т. , Ито, Ю. , Шимада, М. , а также Кавамура, И. 1967. Химические свойства лигнинов коры. Целлюлоза хим. Технол. 1: 585–595.

    Хиллис, В.Е. 1989. Историческое использование экстрактивных веществ и экссудатов. В: Роу, Дж.В. (ред. ), Натуральные продукты древесных растений. I. Глава 1.1, стр. 1–12, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

    Холлоуэй, П.Дж. а также Деас, А.Х.Б. 1973. Эпоксиоктадеконовые кислоты в кутинах и суберинах растений. Фитохимия 12: 1721.

    Достопочтенный, Д.Н.С. а также Шираиси, Н. 1991. Химия древесины и целлюлозы. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Marcel Dekker, Inc.

    Jiang, K.S. а также Таймелл, Т.Е. 1972. Полисахариды коры осины (Populus tremuloides), III. Конституция галактоглюкомана. Целлюлоза хим. Технол. 6: 503–505.

    Джонс, Р.В. , Крулл, Дж.Х. , Блессин, К.В. , а также Инглетт, Г. Э. 1979. Нейтральные сахара гемицеллюлозных фракций сердцевины стеблей отдельных пород древесины, Cereal Chem. 56(5): 441.

    Кай, Ю. 1991. Химия экстрактивных веществ. В: Достопочтенный, Д.Н.С. а также Шираиси, Н. (редактор), Wood and Cellulosic Chemistry, Chapter 6, pp. 215–255, New York, NY: Marcel Dekker, Inc.

    Колаттукуди, ЧП 1984. Биохимия и функция кутина и суберина. Канадская J. Botany 62(12): 2918.

    Коллманн, Ф.П. а также Котэ, В.А. младший . 1968. Принципы науки и технологии древесины, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

    Курт, Э.Ф. а также Смит, Дж.Э. 1954. Химическая природа лигнина коры дугласовой пихты. Целлюлозная бумага. Маг. Канада. 55: 125.

    Лабоски, П. 1979. Химический состав четырех южных сосновых парков. Наука о древесине 12(2): 80–85.

    Лакс, ЧП 1991. Химия коры. В: Достопочтенный, Д.Н.С. а также Шираиси, Н. (редактор), Wood and Cellulosic Chemistry, Chapter 7, pp. 257–330, New York, NY: Marcel Dekker, Inc.

    Martin, RE. а также Грей, Г.Р. 1971. рН коры южной сосны. Журнал лесных товаров 21(3): 49–52.

    МакГиннис, Г.Д. а также Парих, С. 1975. Химические составляющие лоблолли сосны. Наука о древесине 7(4): 295–297.

    Миан, А.Дж. а также Таймелл, Т.Е. 1960. Выделение и характеристика целлюлозы внутренней коры белой березы (Betula papyrifera). Можно. Журнал Химия 38: 1191–1198.

    Мур, В. а также Джонсон, Д. 1967. Процедуры химического анализа древесины и изделий из дерева, Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров.

    Нонака, Г. , Нисимура, Х. , а также Нишиока, И. 1985. Дубильные вещества и родственные соединения: Часть 26. Выделение и структура стенофилланинов A, B и C, новых танинов из Quercus стенофилловый. Дж. Хим. соц. Перкин Транс. I. 163.

    Нуньес, Э. , Кильо, Т. , а также Перейра, Х. 1996. Анатомия и химический состав коры Pinus Pinaster. Журнал МАВА 17(2): 141–149.

    Обст, Дж.Р. 1982. Состав гваяцил- и сирингил-лигнина в компонентах клеток твердой древесины. Хольцфоршунг 36(3): 143–153.

    Художник Т.Дж. а также Первес, К.Б. 1960. Полисахариды во внутренней коре ели белой. Таппи 43: 729–736.

    Паншин А.Ю. а также де Зеев, Д. 1980. Учебник по технологии обработки древесины, McGraw-Hill, Нью-Йорк.

    Перейра, Х. 1988. Химический состав и изменчивость пробки из Quercus suber L. Wood Sci. Технол. 22: 211–218.

    Петтерсен, Р.К. 1984. Химический состав древесины. В: Роуэлл, Р. М. (редактор), Химия твердой древесины, Достижения в области химии, серия 20, глава 2, стр. 57–126, Вашингтон, округ Колумбия: ACS.

    Портер Л.Дж. 1989. Конденсированные дубильные вещества. В: Роу, Дж.В. (ред.), Натуральные продукты древесных растений. I Глава 7.7, стр. 651–688, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

    Роу, Дж.В. (редактор), 1989. Натуральные продукты древесных растений, I и II. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

    Роуэлл, Р.М. 1980. Распределение прореагировавших химических веществ в сосне южной, модифицированной метилизоцианатом. Вуд науч. 13(2): 102–110.

    Сака С. 1991. Химический состав и распространение. В: Достопочтенный, Д.Н.С. а также Шираиси, Н. (ред.), Wood and Cellulosic Chemistry, Chapter 2, pp. 59–88, New York, NY: Marcel Dekker, Inc.

    Saka, S. а также Горинг. Д.А.И. 1983. Распределение неорганических компонентов в древесине черной ели по данным TEM-EDXA. Мокузай Гаккаиси 29: 648.

    Сакакибара, А. 1991. Химия лигнина. В: Достопочтенный, Д.Н.С. а также Шираиси, Н. (редактор), Wood and Cellulosic Chemistry, Chapter 4, pp. 113–175, New York, NY: Marcel Dekker, Inc.

    Сарканен, К.В. а также Гергерт, Х.Л. 1971. Классификация и распространение, В: Сарканен, К.В. а также Людвиг, К.Х. (ред.), Лигнины, возникновение, образование, структура и реакции, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley-Interscience.

    Сарканен, К.В. а также Людвиг, К.Х. (ред.), 1971. Лигнины: возникновение, образование, структура и реакции. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley-Interscience.

    Шверин, Г. 1958. Химия реакционной древесины. II. Полисахариды Eucalyptus goniocalyx и Pinus излучают . Хольцфоршунг 12: 43–48.

    Сандвед, К.Б. , Пранс, Г.Т. , а также Пранс, А.Э. 1992. Кора: формирование, характеристики и использование коры во всем мире. Портленд, Орегон: Timber Press.

    Сешадри, Т.Р. а также Ведантам, T.N.C. 1971. Химическое исследование коры и сердцевины видов Betula американского происхождения. Фитохимия 10: 897.

    Шёстрём, Э. 1981. Древесные полисахариды, химия древесины, основы и приложения, глава 3, стр. 51–67, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Academic Press.

    Штамм, А.Дж. 1964. Wood and Cellulose Science, New York, NY: The Ronald Press Co.

    Timell, T.E. 1961а. Характеристика целлюлоз коры голосеменных растений. Свенск Папперестид. 64: 685–688.

    Таймелл, Т.Е. 1961б. Выделение полисахаридов из коры голосеменных. Свенск Папперстид. 64: 651–661.

    Таймелл, Т.Е. 1964. Древесные гемицеллюлозы. Часть 1. Успехи химии углеводов. 19: 247–302.

    Таймелл, Т.Е. 1965. Древесные гемицеллюлозы. Часть 2. Успехи химии углеводов. 20: 409–483.

    Таймелл, Т.Е. 1982. Последние достижения в области химии и топохимии прессованной древесины. Вуд науч. Технологии 16: 83–122.

    Томан Р. , Карасони, С. , а также Кубакова, М. 1976. Исследования пектина, присутствующего в коре белой ивы (Salic alba), структуры кислых и нейтральных олигосахаридов, полученных путем частичного кислотного гидролиза. Целлюлоза хим. Технол. 10: 561.

    Фольц, К.Р. 1971. Влияние содержания неорганических веществ на рН коры. Хольц-Центральбл. 97: 1783.

    Уистлер, Р.Л. а также Ричардс, Э.Л. 1970. Гемицеллюлозы. В: В. Свиночеловек а также Д. Хортон (ред.), Углеводы, Второе издание Vol. 2A, стр. 447–469, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Academic Press.

    Уистлер, Р.Л. , Вольфром, М.Л. , а также БеМиллер, Дж.Н. (ред.). 1962–1980 гг. Методы химии углеводов. тт. 1–6, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Academic Press.

    Янг, Х.Е. 1971. Предварительные оценки процентного содержания коры и химических элементов процентного содержания коры и химических элементов в полных деревьях восьми видов в Майне. Журнал лесных товаров 21(5): 56–59.

    Янг, Х.Е. а также Гуинн, В.П. 1966. Химические элементы в полных взрослых деревьях семи видов в штате Мэн. Таппи 49(5): 190–197.

    Свойства древесины (для изготовления бумаги)

    СЫРЬЕ

    СОЛОМА

    ДЕРЕВО

    РАЗНОЕ. МАТЕРИАЛЫ

    ТРАВА

    КОНОПЛЯ

    ПЕРЕРАБОТАННАЯ БУМАГА

    БАГАСС

    КЕНАФ

    ХЛОПОК/ТРЯПЬ

    БАМБУК

    ДЖУТ

     

    Древесина – это твердое волокнистое вещество, находящееся под корой в стволы и ветки деревьев и кустарников. Практически вся деловая древесина, однако происходит от деревьев. Его много и он заменим. С нового дерева можно выращивать там, где его срубили, древесину называют единственным в мире возобновляемый природный ресурс.

    Двумя наиболее важными свойствами любого целлюлозного сырья для производства бумаги являются: сколько в нем целлюлозного волокна и какой длины волокна. Количество целлюлозное волокно в древесине определяет выход целлюлозы, легкость варки и стоимость произведена целлюлоза. Важность длины волокна объясняется в пульпе характеристики. Максимальная средняя длина волокон целлюлозы будет такой же, как у древесины. потому что какой бы метод производства целлюлозы, от полностью химического до полностью механического, волокно собирается повредить. При механической варке целлюлозы повреждение носит физический характер (порезы, ушибы). и т.д.), а при химическом производстве целлюлозы – химическая деструкция (более низкая степень полимеризация).

    • ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДРЕВЕСИНЫ

    Средний химический состав древесины

    Элементы Доля, % от массы сухого вещества
    Углерод 45-50%
    Водород 6,0-6,5%
    Кислород 38-42%
    Азот 0,1-0,5%
    Сера макс. 0,05

    Древесина в основном состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнин и экстрактивные вещества. В следующей таблице представлены основные химические компоненты некоторых пород древесины.

    Составляющие Сосна обыкновенная Ель Эвкалипт Сильвер Берч
    Целлюлоза (%) 40,0 39,5 45,0 41,0
    Гемицеллюлоза (%) 28,5 30,6 19,2 32,4
    Лигнин (%) 27,7 27,5 31,3 22,0
    Общий экстракт (%) 3,5 2,1 2,8 3,0
    Целлюлоза
    Высокомолекулярный, стереорегулярный и линейный полимер повторяющиеся звенья бета-D-глюкопиранозы. Проще говоря, это главный структурный элемент и основные составляющие клеточной стенки деревьев и растения. Эмпирическая формула целлюлозы: (C 6 H 10 O 5 )n где ‘n’ — степень полимеризация (ДП). Целлюлоза ДНК бумаги
    1014232
    Вещество Степень полимеризации (DP) Молекулярный вес
    Натуральная целлюлоза >3500 >570 000
    Очищенный хлопок 1000 — 3000 150 000 — 500 000
    Древесная масса 600 — 1000 90 000 — 150 000
    Коммерческая регенерированная целлюлоза (например, вискоза) 200 — 600 30 000 — 150 000
    β-целлюлоза 15 — 90 3000 — 15 000
    γ Целлюлоза <15 <3000
    Динамит Нитроцеллюлоза 3000 — 5000 750 000 — 875 000
    Пластик Нитроцеллюлоза 500 — 600 125 000 — 150 000
    Товарный ацетат целлюлозы 175 — 360 45 000 — 100 000
    Гемицеллюлоза
    Компонент древесины, который, как и целлюлоза, является полисахаридом, но менее сложный и легко гидролизуемый. Гемицеллюлозы имеют меньшую степень полимеризация (всего 50 — 300) с боковыми группами на цепной молекуле и по существу аморфны.
    Процесс производства целлюлозы Выход (%) % целлюлозы Свойства для производства бумаги
        b Целлюлоза Гемицеллюлоза Лигнин Начальное растяжение Макс. Растяжимость Разрыв Уровень свободы разработан
    Крафт 44 Нет 14 1 — 2 Низкий Очень высокий Низкий Очень высокий
    Сульфит 50 Высокий 11 1 — 2 Средний Средний Средний Средний
    Щелочная предварительная обработка с помощью Sulfite Cook 52 Средний 17 1 — 2 Средний Высокий Средний Очень высокий Низкий
    Высокопродуктивный бисульфит 60 Низкий 19 10 Высокий Высокий Низкий Средний
    Лигнин
    Сложный компонент древесины, цементирующий волокна целлюлозы вместе. Лигнин имеет коричневый цвет. Лигнин в значительной степени отвечает за прочность и жесткость растений.
    1014230 Экстрактивные растворители
    Растворимые материалы или экстрактивные вещества в древесине состоят из тех компонентов, которые растворимы в нейтральных органических растворителях. Дихлорметан извлекаемое содержание древесины является мерой таких веществ, как воски, жиры, смолы, фотостеролы и нелетучие углеводороды. Количество экстрактивных веществ сильно зависит от выдержки или сушки древесины.
     
    Содержание древесины, извлекаемой этанолом и бензолом, состоит из определенных другие нерастворимые в дихлорметане компоненты, такие как низкомолекулярные углеводы, соли и другие водорастворимые вещества.
    1014232
    Большинство водорастворимых и летучих соединений удаляются во время варки целлюлозы. экстрактивные вещества снижают выход целлюлозы, повышают эффективность варки целлюлозы и отбеливания потребление и создать проблемы, такие как пенообразование во время производства бумаги, если не удаленный.
     
    Стандартная процедура измерения экстрактивности растворителя изложена в ТАППИ T204
     
    Деревянные компоненты Лиственные породы (%) Хвойная древесина (%)
    Целлюлоза 40 — 50 40 — 50
    Гемицеллюлоза 25 — 35 25 — 30
    Лигнин 20 — 25 25 — 35
    Пектин 1 — 2 1 — 2
    Крахмал Трассировка Трассировка
     

    Химический состав древесины является определяющим фактором выхода варки для различные процессы варки целлюлозы.

    Процесс производства целлюлозы/сорт целлюлозы Компоненты древесины, оставшиеся в целлюлозе Деревянные компоненты удалены Выход
    Мягкая химическая варка и отбеливание Только целлюлоза Лигнин, гемицеллюлоза и экстрактивные вещества Менее 40%
    Химическая целлюлоза и отбеливание Целлюлоза и частично гемицеллюлоза Лигнин, частично гемицеллюлоза и экстрактивные вещества 45 — 55%
    Химическая целлюлоза НЕТ отбеливания Целлюлоза, частично гемицеллюлоза и следы лигнина Частично лигнин, гемицеллюлоза и экстрактивные вещества 45 — 55%
    Полухимический Целлюлоза, в основном гемицеллюлоза и частично лигнин Частично лигнин, немного гемицеллюлозы и экстрактивных веществ 50 — 65%
    TMP, RMP и GW Целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин Экстрактивные вещества Более 95%

    Недревесные растительные материалы, такие как сельскохозяйственные отходы, травы и т. д., содержат меньшее количество целлюлозы по сравнению с древесиной, следовательно, имеют более низкий выход целлюлозы. С другой стороны, хлопок, который представляет собой почти чистую целлюлозу, имеет очень высокий выход.

    • ВИДЫ ДРЕВЕСИНЫ
    1014230 Твердая древесина  
    Древесина деревьев класса покрытосеменных, обычно с широкими листьями. Деревья выращенные в тропическом климате, как правило, лиственных пород. Лиственные породы растут быстрее чем хвойная древесина, но имеют более короткие волокна по сравнению с хвойной древесиной.

    Сравнение вращения и производительности Целлюлоза лиственных пород (Источник: Poyry)

    Виды Страна Оборот (лет) Урожайность м 3 /га/Год
    Эвкалипт Бразилия 7 44
    Эвкалипт Южная Африка 8-10 20
    Эвкалипт Чили 10-12 25
    Эвкалипт Португалия 12-15 12
    Эвкалипт Испания 12-15 10
    Береза ​​ Швеция 35-40 6
    Береза ​​ Финляндия 35-40 4
    Мягкая древесина
    Деревья, классифицируемые как хвойные, имеют игольчатые или чешуйчатые, как листья, которые, за некоторыми исключениями, остаются на дереве все время год. Поэтому деревья хвойных пород иногда называют вечнозелеными. Ботанически, они известны как голосеменные, от греческого слова, означающего «голые семена». Вместо того чтобы выносить семена из цветков, голосеменные растения обнажают семена в конусы.
    Мягкая древесина, обычно выращиваемая в холодном климате, растет медленнее, чем лиственная, но имеет более длинные волокна по сравнению с твердая древесина.
    1014232

    Сравнение вращения и производительности Целлюлоза хвойных пород (Источник: Poyry)

    Виды Страна Оборот (лет) Урожайность м 3 /га/Год
    Pinus Spp (сосна) Бразилия 15 38
    Pinus Radiata (сосна) Чили 25 22
    Pinus Radiata (сосна) Новая Зеландия 25 22
    Pinus Elliottii/Taeda (сосна) США 25 10
    Пихта Дугласа Канада (побережье) 45 7
    Picea Abies (Ель) Швеция 70-80 4
    Picea Abies (Ель) Финляндия 70-80 4
    Picea glauca (Ель) Канада (внутренняя) 55 3
    Picea Mariana (Ель) Канада (восток) 90 2

    НАЧАЛО СТРАНИЦЫ

    • ВИДЫ ДРЕВЕСИНЫ ВНУТРИ ДЕРЕВА
     
    Древесина сердца
    Темный цвет в центре дерева, состоящий из спящей древесины. Сердце древесина мягких пород обычно содержит немного меньше лигнина и целлюлозы чем заболонь.
    1014230 Заболонь
    Жидкая часть дерева, которая движется вверх от корней через внешнюю часть ствола и ветвей и способствует его росту. Ацетил содержание выше в заболонной древесине по сравнению с ядровой древесиной.
    Весенняя древесина (Ранняя древесина)
    Это деревянное дерево, выращенное в начале вегетационного периода года или весна. Состав и морфология ранних и поздних древесных волокон хвойных пород отличается. Волокна ранней древесины имеют тонкие стенки и широкие просветы. Поздняя древесина волокна имеют более толстые стенки.
    1014230 Летняя древесина (поздняя древесина)
    Это деревянное дерево, выращенное в конце вегетационного периода года или лето. Поздняя древесина содержит больше целлюлозы и меньше лигнина, чем ранняя древесина.
      Мягкая древесина, ранняя древесина по сравнению с поздней Лиственные породы, ранняя древесина по сравнению с поздней древесиной
    Длина ячейки короче короче
    Толщина стенки тоньше тоньше
    Угол фибриллы  выше выше
    Содержание целлюлозы нижний нижний
    Содержание лигнина выше выше
    Д.П. Целлюлоза нижний нижний
    Кристаллизация целлюлозы нижний нижний
     
    Прессованная древесина
    Эта древесина встречается на нижней стороне ветвей и наклонных стволы из мягкой древесины. Прессованная древесина содержит больше лигнина и меньше целлюлозы по сравнению с обычной древесиной. Для картины компрессионного дерева пожалуйста нажмите
    1014230 Натяжная древесина
    Эта древесина встречается на верхней стороне ветвей и наклонных стволы из твердых пород дерева. В растянутой древесине больше целлюлозы и меньше лигнина. по сравнению с обычным деревом. Для изображения напряженной древесины, пожалуйста нажмите
      Прессованная древесина по сравнению с Обычная древесина Растянутая древесина по сравнению с Нормальная древесина
    Местоположение нижняя сторона штока верхняя сторона штока
    Содержание целлюлозы нижний выше
    Содержание лигнина выше нижний
    Угол фибриллы увеличение уменьшение
    Время приготовления длиннее длиннее
    Химические требования выше равно
    Основная древесина
    Центр ствола дерева.
    Деревянная плита
    Внешняя часть ствола дерева.

    Молодь и взрослая древесина

    Молодняк

    • первые 10-20 лет роста
    • связан с близостью к короне
    • не очень подходит для варки
    • сосудистый камбий еще не очень хорошо воспроизводит
    • хвойная и лиственная древесина ведут себя одинаково в отношении ювенильной и зрелой древесины
    • рядом с верхушкой дерева, ювенильная древесина находится в первых 10 кольцах
    • у основания дерева, ювенильная древесина в первых 20 кольцах
    • имеет более короткое время приготовления, чем зрелая древесина, поскольку ее плотность намного ниже, чем у зрелой древесины
    • . 10070

      26 Обзор эффектов Хвойная древесина, молодняк по сравнению с Лиственная древесина, молодняк по сравнению с   зрелая древесина зрелая древесина Длина ячейки нижний нижний Фибрильный уголок выше выше Содержание целлюлозы нижний нижний Содержание лигнина выше выше Время приготовления короче короче Химические требования выше выше
      • ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ (применительно к производству бумаги) только)
       
      Зольность 
      Ясень твердый, твердые неорганические остатки после сжигания древесины. Зольность варьируется в пределах различные компоненты деревьев. Древесина ствола содержит 0,4-0,6%, кора ствола 2,0-5,0% и 1,0-2,0% в ветвях. Зольность наиболее высока в тех частях дерева, где происходит рост. Содержание золы в листьях, хвое и ветвях и ведущий побег варьировал от 2 до 6%. В качестве среднего значения древесины можно ожидать Зольность 1-2%.

      Зола древесная имеет следующие элементы:

      Углерод (от 5% до 30%), кальций (от 5% до 30%), углерод (от 7% до 33%), калий (от 3% до 4%), магний (от 1% до 2%), фосфор (0,3 % до 1,4%) и натрия (от 0,2% до 0,5%).

      Также сообщаются следующие пределы состава соединений:

      SiO2 (от 4% до 60%), Al2O3 (от 5% до 20%), Fe2 О3 (от 10% до 90%), CaO (от 2% до 37%), MgO (от 0,7% до 5%), TiO2 (от 0% до 1,5%), К2О (от 0,4% до 14%), SO3 (от 0,1% до 15%), LOI (от 0,1% до 33%), содержание влаги (от 0,1% до 22%) и доступные щелочи (от 0,4% до 20%).

       
      Содержание влаги
      Вся свежесрубленная древесина содержит влагу. Древесина может содержать около 50% влага. Влага в древесине увеличивает вес при обращении. влажная древесина упругая, а высушенная древесина может быть ломкой.
       
      Влага древесины обеспечивает смазку шлифованного камня и сохраняет температуру низкая в зоне шлифования. Влажность древесины способствует лучшему проникновению химикатов во время приготовления за счет диффузии.
      1014232
      Знание влажности древесины важно как полезной части древесины это сухое содержание, и это то, за что заплатили деньги. Устранить роль Влажности древесина обычно продается по объему.
       
      Cunit: Термин, используемый при измерении балансовой древесины, т.е. 100 кубических футов твердой древесины, без учета коры. Одна кунит соответствует 2,83 кубический метр древесины.
      Шнур: Термин, используемый при измерении балансовой древесины, т.е. 128 кубических футов (4-футовые бревна, 8 футов в ширину и 4 фута в высоту) общего объема. Это ненадежное измерение, так как оно включает объем воздуха между бревнами.
      Единица измерения: Термин, используемый при измерении древесной щепы, т.е. 200 кубических футов древесной щепы.
      1014232
      Стандартная методика измерения содержания влаги по толуолу перегонка выложена в TAPPI T208

      Структура и свойства древесины Презентация Canadian Wood Ассоциация

      Факты о лесе Landstarter.com

      • Леса покрывают 31% мировой суши
      • Ежегодно вырубается около 15 миллиардов деревьев
      • Около 90% вырубки лесов в мире приходится на сельское хозяйство
      • Одно дерево может поглощать 10 фунтов загрязнителей воздуха в год.
      • Среднее здоровое взрослое дерево дает примерно 260 фунтов (260 фунтов) кислорода ежегодно. Средний человек потребляет 386 фунтов кислорода в год. Два дерева обеспечивают достаточно кислорода для одного человека в год.
      • Городской лес Чикаго (более 3,5 млн деревьев) удаляет около 888 тонн загрязнения воздуха в год.
      • Семьдесят процентов поверхности Земли покрыты водой. Около 2,5 процентов воды Земли составляют пресные воды. Меньше, чем один процент приходится на грунтовые воды.
      • Более половины питьевой воды в стране добывается в леса. Приблизительно 180 миллионов человек зависят от лесов их питьевая вода.
      • Одно дерево во дворе может впитать 760 галлонов дождевой воды. в его кроне, уменьшая сток и затопление вашей собственности.
      • В среднем взрослое дерево может поглотить 36 процентов осадков. оно соприкасается.
      • Леса являются крупнейшими формами хранения или поглотителями углерода в Соединенные Штаты. В настоящее время растения поглощают и запасают около 15 процент от общего объема выбросов углекислого газа в США из транспортного и энергетического секторов.
      • Одно взрослое дерево поглощает CO 2 из расчета 48 фунтов в год.
      • В течение года акр леса может потреблять количество CO 2 , созданное проехав на автомобиле 26 000 миль, что примерно вдвое превышает годовой пробег для среднестатистического водителя.
      • На вырубку лесов приходится до 15 процентов глобальных выбросов теплоудерживающих газов.
      • Деревья, правильно размещенные вокруг зданий, могут снизить воздухообмен. потребности в кондиционировании на 30 процентов и сэкономить 20-50 процентов в энергия, используемая для обогрева.
      • Чистый охлаждающий эффект молодого, здорового дерева эквивалентен 10 комнатных кондиционеров, работающих 20 часов в сутки.
      • Взрослое дерево может снизить пиковые летние температуры на 2–9°С.º по Фаренгейту.
      • 100 миллионов взрослых деревьев растут вокруг жилых домов в США. может сэкономить около 2 миллиардов долларов в год на затратах на электроэнергию.
      • Деревья, правильно размещенные вокруг зданий, могут снизить воздухообмен. потребности в кондиционировании на 30 процентов и сэкономить 20-50 процентов в энергия, используемая для обогрева.
      • Чистый охлаждающий эффект молодого, здорового дерева эквивалентен 10 комнатных кондиционеров, работающих 20 часов в сутки.
      • Взрослое дерево может снизить пиковые летние температуры на 2–9°С.º по Фаренгейту.
      • 100 миллионов взрослых деревьев растут вокруг жилых домов в США. может сэкономить около 2 миллиардов долларов в год на затратах на электроэнергию.
      • Переработка бумажных изделий — самый распространенный способ сохранить деревья. Пшеница, дуб и ячмень, оставшиеся после уборки урожая, или агроцеллюлоза, используются в качестве наполнителей с макулатурой. В 2010 году 77 процентов все производители бумаги заменили новую древесину переработанной бумагой.
      • Такие продукты, как бумажные полотенца, салфетки, ванная комната и уход за лицом ткани сделаны из 100 процентов переработанной бумаги.
      • Многие дизайнеры и производители используют переработанную древесину из фабричные отходы, старая мебель и затонувшая древесина для дизайна современная экологически чистая мебель.
      • 1007055 НАЧАЛО СТРАНИЦЫ

        Влияние химического состава экстрактивных веществ на рост и динамику микробов на смоченных древесных материалах

        1. Kelley ST, Gilbert JA. Изучение микробиологии внутренней среды. Геном биол. 2013;14:202. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        2. Kembel SW, et al. Архитектурный дизайн влияет на разнообразие и структуру микробиома искусственной среды. ISME J. 2012; 6: 1469–1479. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        3. Ринтала Х., Питкяранта М., Тойвола М., Паулин Л., Невалайнен А. Разнообразие и сезонная динамика бактериального сообщества в помещении. БМС микробиол. 2008; 8: 56–56. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        4. Tringe S, et al. Воздушно-десантный метагеном в закрытой городской среде. ПЛОС ОДИН. 2008 г.: 10.1371/journal.pone.0001862. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

        5. Chase J, et al. География и местоположение являются основными факторами состава офисного микробиома. mSystems. 2016;1:e00022. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        6. Stephens B, et al. Обмен микробами через фомиты и последствия для здоровья человека. Курс. Загрязн. Отчет 2019 г. doi: 10.1007/s40726-019-00123-6. [CrossRef] [Google Scholar]

        7. LBNL. Природа и причины сырости зданий. Банк ресурсов научных данных о качестве воздуха в помещениях. https://iaqscience.lbl.gov/dampness-nature (2020).

        8. Хювяринен А., Меклин Т., Вепсяляйнен А., Невалайнен А. Грибы и актинобактерии в поврежденных влагой строительных материалах – концентрации и разнообразие. Междунар. Биодекор. биодеград. 2002;49: 27–37. [Google Scholar]

        9. Viitanen H, et al. Влаго- и биоразрушаемость строительных материалов и конструкций. Дж. Билд. физ. 2010;33:201–224. [Google Scholar]

        10. Фишер Г., Дотт В. Значение переносимых по воздуху грибков и их вторичных метаболитов для гигиены окружающей среды, труда и гигиены помещений. Арка микробиол. 2003; 179:75–82. [PubMed] [Google Scholar]

        11. Миллер Д.Д., Макмаллин Д.Р. Вторичные метаболиты грибов как вредные загрязнители воздуха внутри помещений: 10 лет спустя. заявл. микробиол. Биотехнолог. 2014;98:9953–9966. [PubMed] [Google Scholar]

        12. Kazemian N, Pakpour S, Milani AS, Klironomos J. Факторы окружающей среды, влияющие на рост грибков на гипсокартонных плитах и ​​их структурное биоповреждение: тематическое исследование университетского городка. ПЛОС ОДИН. 2019;14:e0220556. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        13. Fisk WJ, Lei-Gomez Q, Mendell MJ. Метаанализ ассоциаций влияния на здоровье органов дыхания сырости и плесени в домах. Воздух в помещении. 2007; 17: 284–296. [PubMed] [Академия Google]

        14. Mendell MJ, Mirer AG, Cheung K, Tong M, Douwes J. Респираторные и аллергические эффекты сырости, плесени и связанных с сыростью агентов: обзор эпидемиологических данных. Окружающая среда. Перспектива здоровья. 2011; 119: 748–756. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        15. Quansah R, Jaakkola MS, Hugg TT, Heikkinen SAM, Jaakkola JJK. Жилая сырость и плесень и риск развития астмы: систематический обзор и метаанализ. ПЛОС ОДИН. 2012;7:e47526. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        16. Кеннеди К., Граймс К. Вода и сырость в помещении и влияние на здоровье детей: обзор. Курс. Allergy Asthma Rep. 2013;13:672–680. [PubMed] [Google Scholar]

        17. Виитанен Х. Факторы, влияющие на развитие биоповреждений в деревянных конструкциях. Матер. Структура 1994; 27: 483–493. [Google Scholar]

        18. Pasanen A-L, et al. Рост и выживание грибов в строительных материалах при колебаниях влажности и температуры. Междунар. Биодекор. биодеград. 2000;46:117–127. [Академия Google]

        19. Седлбауэр К. Прогноз образования плесневых грибов на поверхности и внутри строительных конструкций. Штутгарт: Штутгартский университет, Фраунгоферовский институт строительной физики; 2001. [Google Scholar]

        20. Нильсен К.Ф., Холм Г., Уттруп Л.П., Нильсен П.А. Рост плесени на строительных материалах при низкой активности воды. Влияние влажности и температуры на рост грибов и вторичный метаболизм. Междунар. Биодекор. биодеград. 2004; 54: 325–336. [Google Scholar]

        21. Йоханссон П., Экстранд-Тобин А., Свенссон Т., Бок Г. Лабораторное исследование для определения критического уровня влажности для роста плесени на строительных материалах. Междунар. Биодекор. биодеград. 2012;73:23–32. [Академия Google]

        22. Йоханссон П., Свенссон Т., Эксстранд-Тобин А. Проверка критических условий влажности для роста плесени на строительных материалах. Строить. Окружающая среда. 2013;62:201–209. [Google Scholar]

        23. Lax S, et al. Микробная и метаболическая сукцессия на обычных строительных материалах в условиях повышенной влажности. Нац. коммун. 2019;10:1767. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        24. Шмидт О. Древесина и древесные грибы: биология, повреждение, защита и использование. Берлин: Спрингер; 2006. [Google Академия]

        25. Дедеско С., Сигел Дж.А. Параметры влажности и грибковые сообщества, связанные с гипсокартоном в зданиях. Микробиом. 2015;3:1–15. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        26. Лакс П.Е., Рихтер Д.Л., Ларкин Г.М. Восприимчивость к грибкам внутренних панелей коммерческих зданий. За. Произв. Дж. Мэдисон. 2002; 52:41–44. [Google Scholar]

        27. Хювяринен А., Меклин Т., Вепсаляйнен А., Невалайнен А. Грибы и актинобактерии в строительных материалах, поврежденных влагой – концентрация и разнообразие. Междунар. Биодекор. Биодеградация. 2002;49(1): 27–37. doi: 10.1016/S0964-8305(01)00103-2. [CrossRef] [Google Scholar]

        28. Hoang CP, Kinney KA, Corsi RL, Szaniszlo PJ. Устойчивость зеленых строительных материалов к грибковому росту. Междунар. Биодекор. биодеград. 2010;64:104–113. [Google Scholar]

        29. Mensah-Attipoe J, Reponen T, Salmela A, Veijalainen A-M, Pasanen P. Восприимчивость зеленых и обычных строительных материалов к микробному росту. Воздух в помещении. 2015; 25: 273–284. [PubMed] [Google Scholar]

        30. Кумбс К., Веспер С., Грин Б.Дж., Ермаков М., Репонен Т. Грибковые микробиомы, связанные с зелеными и незелеными строительными материалами — PubAg. Междунар. Биодекор. биодеград. 2017;125:251–257. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        31. Фланниган Б., Самсон Р.А., Миллер Д.Д., Самсон Р.А., Миллер Д.Д. Микроорганизмы в домашней и внутренней рабочей среде: разнообразие, воздействие на здоровье, исследование и контроль. Бока-Ратон: CRC Press; 2002. [Google Scholar]

        32. Hosseinaei O, Wang S, Taylor AM, Kim J-W. Влияние экстракции гемицеллюлозы на водопоглощение и подверженность плесени древесно-пластиковых композитов. Междунар. Биодекор. биодеград. 2012;71:29–35. [Google Scholar]

        33. Valette N, Perrot T, Sormani R, Gelhaye E, Morel-Rouhier M. Противогрибковая активность экстрактивных веществ древесины. Грибковая биол. 2017; 31:113–123. [Академия Google]

        34. Doussot F, De Jéso B, Quideau S, Pardon P. Содержание экстрактивных веществ в бондарной древесине дуба при естественной выдержке и обжаривании; влияние видов деревьев, географического положения и эффектов отдельных деревьев. Дж. Агрик. Пищевая хим. 2002; 50: 5955–5961. [PubMed] [Google Scholar]

        35. Prida A, Puech J-L. Влияние географического происхождения и ботанических видов на содержание экстрактивных веществ в американских, французских и восточноевропейских дубравах. Дж. Агрик. Пищевая хим. 2006; 54:8115–8126. [PubMed] [Академия Google]

        36. Кебби-Бенкедер З., Колин Ф., Дюмарсе С., Жерарден П. Количественная оценка и характеристика экстрактивных веществ сучков 12 европейских пород хвойных и лиственных пород. Анна. За. науч. 2015; 72: 277–284. [Google Scholar]

        37. Градечи К., Лабоннот Н., Тайм Б., Кёлер Дж. Критерии роста плесени и подходы к предотвращению образования плесени в древесных материалах — систематический обзор. Констр. Строить. Матер. 2017; 150:77–88. [Google Scholar]

        38. Хеннон, П. Э., Макклеллан, М. Х. и Палкович, П. Сравнение ухудшения и экосистемной функции устойчивых к гниению и восприимчивых к гниению видов мертвых деревьев. В USDA для. Серв. Gen Tech Rep PSW-GTR-181 2002 10.

        39. Lie SK, Vestøl GI, Høibø O, Gobakken LR. Поверхностный рост плесени на деревянных облицовках — влияние кратковременного увлажнения, относительной влажности, температуры и свойств материала. Вуд Матер. науч. англ. 2019;14:129–141. [Google Scholar]

        40. Xu K, Feng J, Zhong T, Zheng Z, Chen T. Влияние летучих химических компонентов древесных пород на восприимчивость древесно-пластиковых композитов к росту плесени и термитам. Междунар. Биодекор. биодеград. 2015; 100:106–115. [Академия Google]

        41. Киркер Г.Т., Бишелл А.Б., Лебоу П.К. Лабораторные оценки долговечности прессованной сосны южной, обработанной экстрактивными веществами из прочных пород древесины. Дж. Экон. Энтомол. 2016; 109: 259–266. [PubMed] [Google Scholar]

        42. Pometti CL, et al. Стойкость пяти аборигенных аргентинских пород древесины родов Prosopis и Acacia, разложившихся грибками гниения, и ее связь с содержанием экстрактивных веществ. Биодеградация. 2010;21:753–760. [PubMed] [Google Scholar]

        43. Туласидас П.К., Бхат К.М. Химические экстрактивные вещества, определяющие устойчивость древесины тика к бурой гнили. Хольц Альс Ро Веркст. 2007; 65: 121–124. [Академия Google]

        44. Джонстон В.Х., Карчеси Дж.Дж., Константин Г.Х., Крейг А.М. Антимикробная активность некоторых лесов Тихоокеанского Северо-Запада в отношении анаэробных бактерий и дрожжей. Фитотер. Рез. 2001; 15: 586–588. [PubMed] [Google Scholar]

        45. Callahan BJ, et al. DADA2: Вывод образца с высоким разрешением из данных ампликона Illumina. Нац. Методы. 2016;13:581–583. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        46. Nilsson RH, et al. База данных UNITE для молекулярной идентификации грибов: работа с темными таксонами и параллельные таксономические классификации. Нуклеиновые Кислоты Res. 2019;47:D259–D264. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        47. Андерсен Б., Досен И., Левинска А.М., Нильсен К.Ф. Предварительное заражение новой гипсокартонной плиты потенциально вредными видами грибов. Воздух в помещении. 2017;27:6–12. [PubMed] [Google Scholar]

        48. Невалайнен А., Тойбель М., Хюваринен А. Грибки в помещении: компаньоны и загрязнители. Воздух в помещении. 2015;25:125–156. [PubMed] [Google Scholar]

        49. Андерсен Б., Фрисвад Дж. К., Зондергаард И., Расмуссен И. С., Ларсен Л. С. Ассоциации между видами грибов и поврежденными водой строительными материалами. заявл. Окружающая среда. микробиол. 2011;77:4180–4188. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        50. Адамс Р.И., Милетто М., Тейлор Дж.В., Брунс Т.Д. Разнообразие и распространение грибов на жилых поверхностях. ПЛОС ОДИН. 2013;8:e78866. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        51. Holzheimer RG, Dralle H. Лечение микозов у ​​хирургических пациентов — обзор литературы. Евро. Дж. Мед. Рез. 2002; 7: 200–226. [PubMed] [Google Scholar]

        52. de Pauw BE. Что такое грибковые инфекции? Медитерр. Дж. Гематол. Заразить. Дис. 2011;3:e2011001. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        53. Bodey G, et al. Грибковые инфекции у онкологических больных: международное исследование вскрытия. Евро. Дж. Клин. микробиол. Заразить. Дис. Выключенный. Опубл. Евро. соц. клин. микробиол. 1992; 11: 99–109. [PubMed] [Google Scholar]

        54. Kosmidis C, Denning DW. Клинический спектр аспергиллеза легких. грудная клетка. 2015;70:270–277. [PubMed] [Google Scholar]

        55. Hedayati MT, Mayahi S, Denning DW. Исследование видов Aspergillus в домах пациентов с астмой из города Сари, Иран, и краткий обзор воздействия на здоровье воздействия Aspergillus в помещении. Окружающая среда. Монит. Оценивать. 2010; 168:481–487. [PubMed] [Академия Google]

        56. Engelhart S, et al. Наличие токсигенных изолятов Aspergillus versicolor и стеригматоцистина в ковровой пыли из влажных помещений. заявл. Окружающая среда. микробиол. 2002; 68: 3886–3890. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        57. Dagenais TRT, Keller NP. Патогенез Aspergillus fumigatus при инвазивном аспергиллезе. клин. микробиол. 2009; 22:447–465. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        58. Lin SJ, Schranz J, Teutsch SM. Летальность при аспергиллезе: систематический обзор литературы. клин. Заразить. Дис. Выключенный. Опубл. Заразить. Дис. соц. Являюсь. 2001; 32: 358–366. [PubMed] [Академия Google]

        59. Джоши А., Сингх Р., Шах М.С., Умеш С., Хаттри Н. Подкожный микоз и фунгемия, вызванные Aureobasidium pullulans : редкий патогенный грибок у пациента после аллогенной трансплантации костного мозга. Пересадка костного мозга. 2010;45:203–204. [PubMed] [Google Scholar]

        60. Pikazis D, Xynos ID, Xila V, Velegraki A, Aroni K. Расширенная грибковая инфекция кожи, вызванная Aureobasidium pullulans . клин. Эксп. Дерматол. 2009; 34:e892–894. [PubMed] [Google Scholar]

        61. Sandoval-Denis M, et al. Новые виды Cladosporium, ассоциированные с инфекциями человека и животных. Персония Мол. Филогенез Эволюция. Грибы. 2016; 36: 281–298. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        62. Sandoval-Denis M, et al. Виды Cladosporium, извлеченные из клинических образцов в США. Дж. Клин. микробиол. 2015;53:2990–3000. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        63. Lombard L, van der Merwe NA, Groenewald JZ, Crous PW. Общие понятия у Nectriaceae. Стад. Микол. 2015; 80: 189–245. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        64. Абдель-Хамид А.М., Солбиати Д.О., Cann IKO. Взгляд на деградацию лигнина и его потенциальное промышленное применение. Доп. заявл. микробиол. 2013; 82:1–28. [PubMed] [Академия Google]

        65. Han M-L, et al. Таксономия и филогения грибов бурой гнили: фомитопсис и родственные ему роды. Грибные водолазы. 2016; 80: 343–373. [Google Scholar]

        66. Leonhardt S, et al. Молекулярное грибковое сообщество и активность его разложения в заболони и сердцевине 13 видов европейских деревьев умеренного пояса. ПЛОС ОДИН. 2019;14:e0212120. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        67. Almási É, et al. Сравнительная геномика выявляет уникальные стратегии разложения древесины и развития плодовых тел у Schizophyllaceae. Новый Фитол. 2019;224:902–915. [PubMed] [Google Scholar]

        68. Clausen, C.A. Биоповреждение древесины. Ручка из дерева. Вуд Инж. Матер. Глава 14 ст. Эд Генерал Тех. Представитель FPL GTR-190 Мэдисон, штат Висконсин, Департамент сельского хозяйства США. За. Серв. За. Произв. лаборатория 2010 P 141–1416 190 , 14.1–14.16 (2010).

        69. Поиск древесины|База данных древесины. https://www.wood-database.com/wood-finder/.

        70. Фабрика Аланс. Строительные материалы — более пристальный взгляд на разные породы дерева. https://www.alansfactoryoutlet.com/building-materials-a-closer-look-at-different-types-of-wood.

        71. Цяген. Справочник по комплекту DNeasy PowerSoil (2017 г.).

        72. ITS Illumina Amplicon Protocol: проект земного микробиома. https://press.igsb.anl.gov/earthmicrobiome/protocols-and-standards/its/.

        73. Caporaso JG, et al. Глобальные закономерности разнообразия 16S рРНК на глубине миллионов последовательностей на образец. проц. Натл. акад. науч. 2011;108:4516–4522. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        74. Хаммер, О., Харпер, Д. А. Т. и Райан, П. Д. ПРОШЛОЕ: Программный пакет палеонтологической статистики для образования и анализа данных, том. 9.

        Состав красок для дерева середины 18-го века – Lost Art Press

        Пластина 300

        Далее следует отрывок из «Сделать как можно совершеннее: Рубо о маркетри», Андре-Джейкоб Рубо, перевод Дональда С. Уильямса, Мишель Петрика-Паган и Филипп Лафарг.

        Различные составы красителей, подходящие для окрашивания древесины, и способы их применения

        Колеровка [окрашивание или окрашивание] древесины имеет большое значение для краснодеревщиков, поскольку именно с ее помощью можно придать древесине различных цветов, которые необходимы для изображения всевозможных предметов, таких как фрукты, цветы, животные и т. д. Однако краснодеревщики всегда держат в большом секрете состав своих красителей, чтобы сохранить эксклюзивность, а не увеличивать количество работники в своей торговле. Отсюда и тот факт, что большинство композиций, которыми пользовались древние краснодеревщики, не дошли до нас или в настоящее время плохо имитируются. Те, которые используются в настоящее время, дефектны, или даже если они хороши, их нельзя усовершенствовать, поскольку те, кто ими владеет, скрывают этот процесс. Эту информацию они держат в секрете не только от своих коллег, но даже от тех, кому теория могла бы пригодиться при совершенствовании состава их красителей. Это было бы гораздо полезнее, чем наслаждение хранить тайну, которая не имеет большого значения, но которая, даже когда она нам совершенно известна, заставляет нас сожалеть об утрате метода Жана де Верона, который подкрашивали древесину кипящими красками и проникающими в них маслами. Это было бы очень полезно знать, и исследование этого было бы достойным делом для некоторых наших ученых. Очень желательно, чтобы можно было найти способ использовать химические вещества, имеющие хороший оттенок, при окрашивании древесины, потому что их цвета были бы более стойкими. К сожалению, окрашенные части большинства этих химикатов слишком толстые, чтобы проникать внутрь древесины, что абсолютно необходимо, так что при работе с тонированным деревом все они имеют однородный цвет по всей толщине и по всей поверхности.

        Вот почему в описании лесов, без средств, к которым я хотел бы знать процедуру выполнения идеального оттенка, я объясню только обычные процедуры краснодеревщикам, к которым я добавлю некоторые из моих собственных опытов, что еще далеко от достижения совершенства, на которое эта часть способна.

        Пять основных цветов, как я сказал выше, это синий, желтый, красный, серо-коричневый [коричневый] и черный. Каждый из этих цветов дается разными химическими веществами, которые при смешивании друг с другом дают вторые или составные цвета.

        Синий цвет, подходящий для окрашивания древесины, делается из индиго, разбавленного в купоросном масле [также известном как серная кислота], а затем помещается в достаточное количество воды.

        Желтый производится из барбариса, желтой земли и шафрана, смешанных вместе, или даже просто из gaude [это растение, Reseda luteola , известно как сварка].

        Красный получают путем кипячения шерсти или даже смеси бразильского дерева с квасцами.

        Серо-коричневый изготовлен из скорлупы грецкого ореха.

        Черный изготовлен из индийской древесины, желчных орехов и сульфата железа.

        Прежде чем вдаваться в детали состава различных морилок, я собираюсь дать общее представление о химических веществах, из которых они состоят, чтобы краснодеревщики меньше подвергались обману при их покупке.

        Индиго — разновидность ясеня темно-синего цвета, получаемого из листьев растения, произрастающего в Америке и Индостане и продаваемого небольшими кусочками. Чтобы он был хорошим, он должен быть средней твердости, чтобы он плавал в воде, чтобы он был легко воспламеняющимся и красивого синего или темно-фиолетового цвета. Его внутренняя часть должна быть усыпана маленькими серебристыми блестками и казаться красноватой при трении ногтем. Индиго предпочтительнее всех других химикатов для окрашивания древесины, потому что это порошок из чрезвычайно мелких и гранулированных частиц, которые легко проникают в поры древесины.

        Масло купороса или серная кислота — это последний спирт, который получают из купороса. Этот кислый раствор должен быть очень концентрированным и совершенно свободным от всех водных компонентов, чтобы иметь красивый синий цвет, о чем я расскажу позже.

        Барбарис представляет собой небольшой кустарник, плоды которого и кора корней окрашены в желтый цвет. Тот из Канди [остров у побережья Крита] имеет очень желтую древесину и считается лучшим.

        Вайда [это не может быть вайда, производящая синюю краску] — довольно распространенное растение во Франции. Его кипятят в воде, чтобы получить желтую жидкость, которая, смешанная с небольшим количеством квасцов, очень хорошо окрашивается. Красильщики предпочитают тот, который самый тонкий [имеется в виду самый тонкий] и розового цвета.

        Желтым деревом, о котором я говорил выше на странице 777, также окрашивают в желтый цвет. Желтая земля — это не что иное, как желтая охра, используемая художниками.

        Шафран — это растение, произрастающее во Франции, особенно в Гатинуа [западная часть Франции]. Это пестик цветка шафрана, который дает эти маленькие красноватые нити, или, лучше сказать, оранжевый цвет, который они продают под названием шафран, дающий краску золотисто-желтого цвета. Чтобы шафран был хорошим, он должен быть свежим, иметь резкий запах, яркого цвета, при прикосновении казаться маслянистым и липнуть к рукам.

        Квасцы представляют собой ископаемые соли и минералы, которые широко используются при окрашивании, будь то для закрепления окрашиваемых материалов или для закрепления цвета [в качестве протравы], которые он удерживает все частицы благодаря своим вяжущим свойствам . Лучше всего тот, что у Рима, он белого цвета и прозрачен, немного похож на хрусталь.

        Напиток из вареной шерсти продается у торговцев шерстью. При кипячении этой шерсти получается отвар розового цвета, более или менее насыщенный в зависимости от того, сколько воды используется для мытья шерсти, пропорционально ее количеству.

        Я говорил выше о Brasilwood, стр. 771. Я удовлетворюсь здесь тем, что скажу, что отвар этого дерева дает чистый красный цвет, имеющий тенденцию к оранжевому, и что его цвет становится более глубоким, если добавить немного квасцов. Бразильское дерево из Фернамбука самое лучшее, и они продают его в нарубленном виде у торговцев пряностями, которые продают его фунтами.

        Шелуха грецких орехов представляет собой не что иное, как первую обертку этих орехов, которую снимают до того, как они полностью созреют, и которую кипятят в воде для придания коричневатого или темно-серого оттенка.

        Индийское дерево, о котором я говорил на странице 777, дает смесь темно-красного цвета, который окрашивается в черный цвет, а при смешивании с квасцами окрашивается в фиолетовый.

        Ореховая желчь представляет собой тип выделений, которые обнаруживаются на нежных побегах дуба под названием «Rouvre». Наиболее почитаемая ореховая желчь происходит из Леванта [название, данное странам на восточном побережье Средиземного моря]. Лучшие из них те, которые являются самыми тяжелыми и имеют колючую поверхность. Есть как зеленые, так и черные, оба одинаково работают для окрашивания в черный цвет.

        Сульфат железа — это разновидность купороса, которую можно найти в медных рудниках. Это самая сильная из кислот, она разъедает железо и медь, травит мягкие части с бесконечным числом маленьких отверстий, в которые вводится краситель. Сульфат железа также называют римским купоросом или английским купоросом, в зависимости от того, происходит ли он из той или иной страны. Кое-что мы делаем во Франции, и говорят, что оно не хуже других. Цвет железного купороса [известного также как зеленый купорос] светло-зеленый: он должен быть аккуратным и блестящим.

        Verdigris также хорошо подходит для окрашивания древесины. Это зеленая ржавчина, соскобленная с медных листов. Чтобы он был хорошим, он должен быть сухим, чистым, темно-зеленого цвета с белыми пятнами.

        Вот небольшое описание ингредиентов, обычно используемых для окрашивания/окрашивания древесины.
        Остается только дать способ их использования.

        Способ окрашивания древесины в синий цвет

        Приготовление синевы с индиго и маслом купороса [серная кислота] осуществляется двумя способами, а именно горячим и холодным. Синева для дерева готовится в холодном виде следующим образом:

        вы берете 4 унции купороса наилучшего качества, то есть лишенного всех водных компонентов, которые вы наливаете в бутылку размером с пинту, с 1 унцией индиго, превращенной в очень мелкий порошок . Затем вы наполняете бутылку водой, по крайней мере, почти так, очень осторожно разливаете ее по бутылкам и запечатываете пробку воском. вы даете ему настояться в течение пяти-шести недель, по истечении которых вы можете использовать этот краситель, который будет более или менее стойким, добавив столько воды, сколько вы сочтете нужным, всегда наблюдая, чтобы добавить немного масла купорос, так краситель лучше закрепится. Когда краска достигает нужной вам прочности, вы кладете ее в керамическую или глазурованную глиняную посуду и вымачиваете в ней древесину до тех пор, пока она полностью не пропитается, на что иногда требуется 15 дней и даже один месяц времени, согласно к твердости и толщине древесины. Древесина едва ли может иметь толщину более одной линии [1/12″].

        Краснодеревщики обычно используют керамическую масленку для помещения дерева в краску, что очень удобно, поскольку форма этой вазы позволяет помещать довольно большие куски без необходимости иметь очень большое количество красителя.

        Очень легко определить, когда пробита древесина внутри, учитывая, что вам нужно всего лишь отрезать небольшой кусок дерева примерно в 2-3 линиях от его конца. Когда куски, которые вы хотите покрасить, не могут быть разрезаны таким образом, вы кладете к ним другой кусок того же качества, которым проверяете степень проникновения других кусочков.

        Способ окрашивания в желтый цвет

        Краснодеревщики окрашивают в желтый цвет барбарисом, желтой землей и шафраном, которые варят вместе. При этом они замачивают деревянные части, пока они полностью не окрашиваются. Пропорция этих химикатов составляет 2 литра [в данном случае французское слово означает «литрон», что составляет около 79 процентов современного литра, поэтому 2 современных литра — это гораздо большее количество] барбариса, 6 «солей» [а французский пенни] желтой земли и 4 «сола» шафрана.

        Отвар вайды дает очень красивый желтый цвет хорошего оттенка, и вы промачиваете древесину как обычно. Если эту смесь добавить к зелени, получится сернисто-желтый цвет. Шафран, настоянный на зерновом спирте, дает очень красивый золотисто-желтый цвет.


        Способ окрашивания в красный цвет

        Красный цвет обычно делают из бразильской древесины, которую варят с 6 солями квасцов на каждый фунт древесины. Этот красный является ложным оттенком, потому что он скорее оранжевый, чем красный. вы можете заменить кипящим ликером из шерсти, который дает очень красивый красный цвет, склоняющийся к розовому, который делают более глубоким, пропуская окрашенные кусочки в ликер из смеси бразильского дерева, смешанного с квасцами. Это дает очень красивый красный цвет, более или менее глубокий, в зависимости от того, оставите ли вы куски дерева более или менее продолжительное время в ванне для окрашивания Brasilwood.

        Окрашивание декантированным ликером выполняется очень легко. Нужно только прокипятить немного шерсти, окрашенной для этого эффекта, до тех пор, пока не получится красивая красная смесь. Избегайте слишком сильного кипячения, потому что шерсть снова приобретет тот цвет, который она изгнала вначале.

        Пропорция шерстяного раствора, подлежащего декантации, составляет 1 фунт на 4 пинты воды для первого декантирования, к которому можно добавить второе, даже третье, пока шерсть не перестанет окрашиваться. Отвар бразильского дерева без квасцов дает желтовато-красный цвет, иногда привлекательный, и называется «».Капуцин ».

        Смесь из индийского дерева очень красного цвета, но дает черноватое пятно, которое дает очень красивый фиолетовый цвет при смешивании с квасцами из Рима, о чем я расскажу позже.

        Как покрасить темно-серый [коричневый], черный и серый

        Краситель серо-коричневый изготавливается из смеси шелухи грецкого ореха, которая может быть более или менее крепкой, как вы сочтете нужным, всегда добавляя к ней немного квасцов.

        Привлекательный черный цвет получается путем окрашивания древесины смесью древесины Индии (или Кампичи, что одно и то же). Когда это первое нанесение высохнет, вы погружаете древесину в отвар желчного ореха, в который вы добавили немного сульфата железа или римского купороса. Иногда делают только одну краску из этих различных ингредиентов, пропорция которых должна составлять 1 часть ореховой желчи, 1 часть купороса и 6 частей кампичи, все кипятят вместе, в которые вы погружаете древесину, пока она не пропитается.

        Серый оттенок получают смесью ореховой желчи, в которую растворяют немного зеленого купороса [сульфата железа] в меньшем количестве, чем для черного пятна. Чем больше сульфата железа-меди, тем темнее будет серый цвет. Нормальная пропорция – одна часть сульфата железа на две части ореховой желчи.

        Способ окрашивания составных красок

        Обычная зеленая морилка краснодеревщиков изготавливается из тех же ингредиентов, что и для синей, к которой добавляется барбарис в большем или меньшем количестве, в зависимости от того, должно ли зелени быть больше или меньше менее глубокий.

        Можно сделать очень красивый яблочно-зеленый цвет, сначала окрасив дерево в обычный синий цвет, а затем погрузив его в отвар вайды, и это займет больше или меньше времени, в зависимости от того, хотите ли вы получить более или менее сильный зеленый цвет.

        Фиолетовый делается из смеси Кампичи, к которой примешивают немного квасцов из Рима. Можно получить более или менее глубокий фиолетовый цвет, если сначала окрасить дерево в розовый, а затем в синий цвет, что даст чистый фиолетовый цвет.

        Если, наоборот, хочется получить коричнево-красный оттенок с фиолетовым оттенком, сначала окрашивают древесину смесью Brasilwood, а затем смесью Campeachy.

        Можно получить комбинированный краситель со всеми мыслимыми оттенками, окрашивая древесину в один основной цвет, а затем в другой, более или менее темный, так, чтобы окрашивание, полученное от этих двух цветов, отражало более или менее друг друга. Это вполне возможно сделать, потому что человек умеет усиливать или ослаблять основные цвета по своему усмотрению, будь то по причине того, что требуется для формы объекта, или даже по причине различного качества дерева, которое принимает краситель более или менее хорошо либо усиливает, либо ослабляет цвет. Это необходимо тщательно учитывать, и это требует большого внимания и опыта со стороны краснодеревщиков.

        Вообще все красители, о которых я только что говорил, применяются в холодных ваннах. Дело не в том, что многие из них нельзя использовать в горячем виде, а в том, что из-за того, что один и тот же краситель проникает внутрь дерева, требуется значительное время, поэтому их невозможно использовать в горячем виде. Более того, древесина, окрашенная в холодном виде, обладает гораздо большей яркостью, чем при использовании в горячей ванне.

        Вот некоторые подробности окрашивания [окрашивания] дерева, по крайней мере те, которыми пользуется большинство краснодеревщиков или которые я сам применял в предпринятых мною попытках. Они увенчались успехом, но за ними не последовало достаточно длительного времени, чтобы быть уверенным в успехе моих попыток. Было бы очень желательно, чтобы те, кто в настоящее время использует эти красители или кто будет использовать их позже, посвятили себя их совершенствованию, что, я думаю, не является абсолютно невозможным. Сделав это, они были бы достаточно хорошими гражданами, чтобы не делать из своих открытий тайны, а преуспевать только в том, что предают их гласности.

        Красители-краснодеревщики красят не только древесину для шпона, чтобы использовать ее вместо натурального цвета древесины. Они также используют те же красители, чтобы подчеркнуть различные части своих работ во время работы. Таким образом, эти красители, такие как красный бразильского дерева, фиолетовый кампичи, черный и т. Д., Используются горячими, что очень легко сделать, потому что этого достаточно для окрашивания только внешней стороны дерева. Помимо этих красок, столяры-мебельщики иногда используют для кроватей какой-то тип желтой краски, состоящей из желтой охры и обычного лака, или из той же самой охры и очень прозрачного английского клея, иногда даже кладут ее только в воду, что мало пользы.

        Прежде чем закончить окрашивание дерева, я считаю, что должен дать наименее затратный способ окрашивания белого дерева в красный цвет, который делается следующим образом:

        вы берете конский навоз, который кладете в дно пронизано множеством отверстий, и вы ставите его над другим ведром, в которое падает вода из навоза, так как он постепенно гниет. Когда она не гниет достаточно быстро, вы время от времени поливаете ее лошадиной мочой, которая очень помогает и в то же время дает красную воду, которая не только окрашивает поверхность дерева, но и проникает внутрь 3 к 4 строки в глубину. Окрашивая древесину этим красителем, нужно позаботиться о том, чтобы все куски были одной породы и примерно одинаковой плотности, если хочется, чтобы они были одинакового цвета повсюду. Это наблюдение является общим для всех морилок на водной основе, которые не имеют ни ощутимой толщины, ни даже внешнего вида [они не оставляют следов или какого-либо явного изменения внешнего вида], что требует от краснодеревщика выбирать древесину одинакового цвета и плотности, как я. упоминалось ранее. Это требует большого опыта и внимания со стороны краснодеревщиков. И, за исключением способа составления и использования красителей, вряд ли возможно дать теоретические правила по этой части, для которой успех часто не зависит ни от чего, кроме опыта, который приобретается только с большим количеством времени, внимания и Работа.

        Нравится:

        Нравится Загрузка…

        Древесина: структура, состав и свойства

        В этой статье мы обсудим:- 1. Знакомство с древесиной 2. Структура древесины 3. Свойства 4. Содержание влаги 5. Разрушители и консерванты 6. Аномальная древесина 7. Дефекты приправ 8. Другое многократное использование.

        Знакомство с древесиной:

        Древесина представляет собой клеточный материал биологического происхождения. Это твердая волокнистая ткань, встречающаяся во многих растениях. Это органический материал, природный композит целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Древесина образуется в виде вторичной ксилемы в стволах деревьев и древесных растений. Древесина является биоразлагаемым и возобновляемым природным ресурсом.

        РЕКЛАМА:

        Древесина гигроскопична, т.е. обладает способностью поглощать влагу из воздуха. Древесина анизотропна, что означает, что ее структура и свойства изменяются в разных направлениях, а древесина горюча. В живых деревьях он переносит воду и питательные вещества к листьям и другим растущим тканям, а древесина обеспечивает поддержку дерева. Древесина считается важнейшим сырьем.

        Сердцевина, заболонь и кора:

        На поперечном разрезе ствола видна темная центральная часть, окруженная более светлой внешней областью. У взрослых деревьев в ксилеме есть как живые, так и мертвые клетки. Старая древесина в середине ствола отмирает и становится более твердой, темной и сухой и называется ядровой древесиной. Сердцевина формируется в центральной части ствола дерева из-за пониженной доступности воды и кислорода, что приводит к гибели клеток паренхимы.

        Происходит образование и отложение экстрактивных веществ в клетках. Это лучшая древесина в дереве. Древесина сердцевины устойчива к гниению, устойчива к насекомым и болезням. Сердцевина тяжелее, прочнее и обычно начинает формироваться в возрасте 14-18 лет. Трудно проникнуть с жидкостями и консервантами.

        Древесина, образующаяся непосредственно внутри коры дерева, называется заболонью. Он светлее по цвету и намного влажнее, чем ядровая древесина. Заболонь содержит все живые клетки ксилемы. Лучи обеспечивают перенос воды и питательных веществ из флоэмы. Питательные вещества хранятся в специализированных клетках, называемых клетками паренхимы, которые также обеспечивают прочность ствола дерева.

        Заболонь содержит живые клетки, которые переносят воду от корней к ветвям и листьям на верхушке дерева. Заболонь проницаема и легко поддается химической обработке и консервации. Кора используется для защиты дерева.

        РЕКЛАМА:

        Кора представляет собой внешний слой и состоит из мертвого внешнего флоэмы из сухого пробкового материала и тонкой внутренней флоэмы из живых клеток. Его основные функции — защита и проведение питательных веществ. Толщина и внешний вид коры существенно различаются в зависимости от породы и возраста дерева.

        Мягкая и лиственная древесина:

        Термины хвойная и лиственная древесина не описывают напрямую твердость или мягкость древесины. Вместо этого они относятся к форме листа или способу образования семян на деревьях, с которых срубают древесину. Термины особенно сбивают с толку, потому что некоторые настоящие лиственные породы имеют более мягкую или светлую древесину, чем обычные хвойные породы.

        Мягкая древесина также очень прочная для своего веса по сравнению с твердой древесиной. Хвойные деревья в регионах с умеренным климатом дают мягкую древесину. У них есть игольчатые или чешуйчатые листья, и они сохраняют эти листья в течение всего года (вечнозеленые растения). Они могут быстро расти с прямыми стволами. Хвойные породы чаще всего используются для изготовления строительных пиломатериалов, тяжелых пиломатериалов, столбов и свай, где важна прочность. Например. сосны, ели, пихты, лиственницы, кедры, болиголов, красное дерево, тис, кипарис.

        ОБЪЯВЛЕНИЯ:

        Лиственные породы – это деревья, такие как дуб, тик, сал и многие другие, которые имеют широкие лиственные листья. Они растут медленно и иногда имеют скрученные стволы. Они растут в тропических регионах мира. Лиственные породы часто используются для изготовления изысканной мебели и тяжелых пород древесины.

        Плоскости или поверхности древесины:

        Видимые характеристики, усадка и механические свойства древесины определяются с точки зрения трех плоскостей, в которых можно резать древесину. Характеристики этих поверхностей также могут быть полезны при идентификации древесины.

        и. Поперечное сечение или поперечное сечение:

        РЕКЛАМА:

        Поперечное сечение представляет собой поверхность, обнажающуюся при распиле древесины по ширине бревна или доски. На поперечном срезе видны годовые кольца. Это ключевая поверхность для идентификации древесины. Он легче впитывает консерванты, чем радиальные или тангенциальные поверхности, потому что его поперечное сечение пористое. Поперечное сечение также называют торцевым зерном.

        ii. Радиальная:

        Радиальная поверхность обнажается при продольном распиле бревна от центра до коры (по радиусу). В деревообрабатывающей промышленности пиломатериалы, распиленные таким образом, известны как пиломатериалы на четверть. Эта поверхность обладает высокой прочностью и имеет высокую износостойкость.

        iii. Тангенциальная:

        Тангенциальная поверхность обнажается, когда бревно разрезается параллельно коре и по касательной к диаметру бревна. Пиломатериалы, распиленные таким образом, известны как плоские или простые пиломатериалы. Метод этого преобразования известен как сквозное распиливание или распиловка.

        Это самый дешевый, простой и наиболее распространенный сегодня способ производства пиломатериалов, который приводит к характерному U- или V-образному рисунку волокон в хвойных породах с отчетливыми ранними и поздними сортами древесины, а также в крупнозернистых лиственных породах.

        Ориентация волокон:

        Это направление длинной оси продольных клеток древесины.

        и. Прямая ориентация волокон:

        Если они прямые или параллельны стволу дерева, это называется прямой ориентацией волокон.

        ii. Спиральное зерно:

        Когда клетки древесины располагаются по спирали вокруг оси ствола, это называется ориентацией волокон по спирали. Это вызвано аномальным делением клеток или антиклинальным делением клеток (образование новых инициалей путем радиального разделения), при котором образование новых камбиальных клеток происходит только в одном направлении. Обычно он имеет низкую прочность и жесткость и может скручиваться при высыхании.

        iii. Переплетенные волокна:

        Древесина с переплетенными волокнами получается, когда волокна закручиваются в одном направлении в течение нескольких лет, а затем меняют направление на противоположное. Это генетически контролируемая древесина, которую трудно расколоть, она может сжиматься в продольном направлении при высыхании и может непредсказуемо деформироваться. Иногда это желательно с точки зрения внешнего вида, поскольку переменное направление волокон приводит к тому, что свет отражается в различных узорах через радиально срезанную древесину, создавая фигуру «ленточной полосы».

        iv. Fine Grain:

        Древесина мелкозернистая, если ее годовые кольца узкие. В деревообрабатывающей промышленности мелкозернистая древесина хорошо полируется.

        v. Крупнозернистая:

        Древесина считается крупнозернистой, если ее годовые кольца широкие и не поддаются полировке.

        Структура древесины:

        Древесина состоит в основном из полых, удлиненных, веретенообразных клеток, расположенных параллельно друг другу вдоль ствола дерева. Характеристики этих волокнистых клеток и их расположение влияют на прочностные свойства, внешний вид, устойчивость к проникновению воды и химических веществ, устойчивость к гниению и многие другие свойства. Микроскопическая структура древесины напоминает пучок склеенных между собой соломинок.

        Каждая соломинка представляет собой ячейку с целлюлозной стенкой и полым центром (просветом) и множеством мелких отверстий в стенке. Стенки клеток пропитаны лигнином (фенольным соединением), природным полимером, который склеивает клетки и придает древесине прочность. Большинство клеток в древесине ориентированы продольно (параллельно стволу дерева), некоторые клетки ориентированы радиально.

        Основным структурным элементом древесины является трахеида или волокнистая клетка. Клетки варьируют от 16 до 42 мкм в диаметре и от 870 до 4000 мкм в длину. Таким образом, кубический сантиметр древесины может содержать более 1,5 млн клеток древесины. При соединении вместе они образуют прочный композит. Каждая отдельная деревянная ячейка еще более конструктивна, потому что на самом деле это многослойная, армированная трубка с закрытым концом.

        Каждая отдельная клетка имеет четыре слоя клеточной стенки (основной, S 1 , S 2 и S 3 ). Каждый слой состоит из комбинации трех химических полимеров: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Целлюлоза и гемицеллюлозы представляют собой линейные полисахариды (т. е. гидрофильные полисахариды), а лигнин представляет собой аморфный фенол (т. е. трехмерный гидрофобный клей).

        Целлюлоза образует длинные неразветвленные цепи, а гемицеллюлозы образуют короткие разветвленные цепи. Целлюлоза представляет собой полисахарид повторяющихся молекул глюкозы, длина которых может достигать 4 мкм. Эти молекулы целлюлозы расположены упорядоченным образом в структуры шириной около 10-25 нм, называемые микрофибриллами. Эти микрофибриллы скручиваются вместе, как нити в кабеле, образуя макрофибриллы, ширина которых составляет около 0,5 мкм, а длина может достигать 4 мкм. Этот каркас макрофибрилл целлюлозы сшит гемицеллюлозой, пектином и лигнином. Лигнин инкрустирует и придает жесткость этим полимерам.

        Эти нити очень крепкие, как стальной трос. Лигнин придает жесткость клеточной стенке и является веществом, склеивающим клетки вместе. Поскольку углеводные и фенольные компоненты древесины собраны в слоистую трубчатую или ячеистую структуру с большой полостью ячеек, удельный вес древесины может сильно различаться. Древесина превосходна как жизнеспособный строительный материал, потому что многослойная трубчатая структура обеспечивает большой объем пустот и имеет выгодное соотношение прочности и веса.

        Структура хвойных пород:

        Трахеиды или волокна:

        Трахеиды являются основным типом продольных клеток в хвойных породах. Трахеиды или волокна составляют 90-95% объема древесины. Они имеют отношение длины к диаметру 100:1 и в значительной степени способствуют прочности древесины. Волокна хвойных пород имеют длину от 3 до 8 мм. Диаметр трахеид варьируется от одного вида к другому и полезен для целей идентификации.

        Паренхима:

        Клетки паренхимы, как правило, короткие, тонкостенные клетки, соединенные вместе в нити и служащие главным образом для хранения и распределения углеводов.

        Смоляные каналы:

        Смоляные каналы представляют собой трубчатые проходы, выстланные живыми клетками паренхимы, выделяющими смолу или смолу. У сосны смоляные каналы легко видны невооруженным глазом как на торцевых, так и на боковых волокнах.

        Ямы:

        Отдельные клетки в хвойных породах соединяются друг с другом посредством ямок, обеспечивающих перемещение жидкостей между ячейками. Ямки важны в хвойных породах, так как через них консерванты переходят из одной клетки в другую.

        Структура лиственных пород:

        Лиственные породы имеют больше типов ячеек, а различия в размере и расположении этих ячеек больше, чем в хвойных породах. В результате лиственные породы более разнообразны по внешнему виду и могут иметь уникальные характеристики, делающие одни породы более предпочтительными для отдельных видов конечного использования, чем другие.

        Сосуды (поры):

        Лиственные породы имеют специальные структуры, называемые сосудами, для отвода сока вверх. Сосуды представляют собой тонкостенные круглые клетки относительно большого диаметра с открытыми концами, которые соединены конец в конец, образуя микроскопические трубки, идеально подходящие для проведения сока. У большинства лиственных пород концы отдельных ячеек полностью открыты; в других они разделены решеткой.

        На поверхности поперечного сечения сосуды выглядят как отверстия и называются порами. Размер, форма и расположение пор значительно различаются у разных видов. Именно сосуды образуют поры в лиственных породах. Наличие беспрепятственных сосудов большого диаметра облегчает обработку некоторых видов древесины.

        Волокна:

        Волокна имеют относительно меньший диаметр, удлиненные клетки с закрытыми концами. Обычно они имеют небольшие полости и относительно толстые стенки. Волокна в первую очередь отвечают за прочностные характеристики лиственных пород. Тонкие места или ямки в стенках древесных волокон и сосудов позволяют соку переходить из одной полости в другую.

        Паренхима:

        В лиственных породах паренхимные клетки сильно различаются по размеру и расположению. У некоторых деревьев лучи (в основном клетки паренхимы) видны невооруженным глазом и очень помогают в идентификации видов. Лучи дерева представляют собой полосы коротких горизонтальных клеток, вытянутых в радиальном направлении. Их функция — запасание пищи и латеральная проводимость. Большинство лучей в плосковолокнистых поверхностях имеют ширину от двух до пяти ячеек, но их ширина и высота различаются у разных пород лиственных пород.

        Разное:

        Лиственные породы имеют другие различные характеристики, которые часто важны для идентификации, а также для конечного использования продукта. Например, дуб белый (Quercus alba) содержит тилозы. Тилозы — это буквально пробки в сосудах или порах, которые ограничивают движение сока. Так, белый дуб используется для изготовления герметичных бондарных изделий (спиртовых бочек) и плохо переносит консервирующую обработку.

        Ямки:

        Отдельные ячейки в твердой древесине соединяются друг с другом посредством ямок, которые позволяют жидкости перемещаться между ячейками.

        Группы лиственных пород:

        Распределение ячеек большого диаметра (пор или сосудов) в приростах лиственных пород позволяет сгруппировать эти лиственные породы в три категории на основе их внешнего вида в поперечном сечении, а именно:

        i. Кольцо пористое

        ii. Полукольцевая пористая

        iii. Диффузный пористый

        i. Кольцевая пористая древесина:

        Группа лиственных пород, в которых поры (сосуды) образуются сравнительно большого размера при благоприятных условиях в начале каждого прироста. Поры резко уменьшаются в размерах при неблагоприятных условиях (внешняя часть кольца). Поры легко видны невооруженным глазом. Например. дуб, ясень, вяз.

        ii. Полукольцевая пористая древесина:

        Полукольцевая пористая древесина имеет поры, которые изначально большие, а затем постепенно уменьшаются в диаметре по мере роста. Например. грецкий орех, орех

        iii. Диффузная пористая древесина:

        Поры имеют одинаковый размер по всему приросту и, как правило, слишком малы, чтобы их можно было увидеть без использования ручной лупы. Например. клен, эвкалипт, тополь желтый

        Химический состав древесины:

        и. Целлюлоза:

        Целлюлоза составляет от 40 до 45 процентов сухого веса древесины. Длинные нити молекул целлюлозы, расположенные более или менее параллельно друг другу в толстых стенках структурных ячеек (волокон и трахеид), придают древесине высокую прочность на растяжение.

        ii. Гемицеллюлоза:

        Гемицеллюлоза составляет от 20 до 35 процентов сухого веса древесины. Точная функция гемицеллюлоз не ясна. Существует некоторая вероятность того, что они служат временной матрицей перед одревеснением.

        iii. Лигнин:

        Лигнин составляет от 15 до 35 процентов сухого веса древесины. Лигнин представляет собой сложный полимер, который укрепляет целлюлозную часть клеточной стенки, способствуя тем самым жесткости древесины.

        iv. Зола:

        Неорганические материалы или зола обычно составляют менее одного процента сухого веса древесины. Наиболее распространенными компонентами являются кальций, калий, магний, карбонаты, фосфаты, силикаты и сульфаты.

        v. Экстрактивные вещества:

        Большинство видов древесины обычно содержат некоторые типы экстрактивных веществ, которые находятся в сердцевине и растворимы в воде. Они часто ответственны за общее потемнение сердцевины, за устойчивость некоторых сердцевин к гниению и поражению насекомыми, за специфический запах и за хорошую размерную стабильность.

        Экстрактивные вещества делают древесину некоторых пород деревьев более прочной, чем другие. Если экстрактивные вещества обладают токсическим или репеллентным действием, ядровая древесина более устойчива, чем заболонь. Наиболее важные органические экстрактивные вещества включают терпены, смоляные кислоты, полифенолы, дубильные вещества и трополины.

        Свойства древесины:

        i. Цвет:

        Цвет придает древесине красоту и имеет большое значение для определения ее качества. Это также помогает в идентификации древесины. Сердцевина древесных пород различается по цвету, а именно. черный цвет хурмы, темно-коричневый цвет грецкого ореха, светло-коричневый цвет белого дуба, красновато-коричневый цвет красного дуба, желтовато-белый цвет тюльпана и тополя, коричневато-красный цвет красного дерева и кедра.

        Все они являются надежными знаками различия и цвета. Почти сформировавшаяся древесина в нескольких внешних кольцах имеет меньший цвет по сравнению со старой древесиной. Заболонь обычно светлая. Различные оттенки цветов связаны с тем, что пигменты или древесина более плотные.

        ii. Запах:

        Запах зависит от химических соединений или экстрактивных веществ, а не от части самого древесного вещества. Когда новая поверхность обнажается в древесине во время резки, она дает характерный запах, а воздействие погоды уменьшает и часто меняет запах. Сердцевина более пахучая, чем заболонь.

        Многие виды древесины отличаются сильным и специфическим запахом. Особенно это касается камфорного дерева, кедра, сосны, дуба, красного дерева, тика и т. д. Разложение древесины обычно сопровождается ярко выраженным запахом.

        iii. Плотность и удельный вес:

        Плотность является наиболее важным фактором, определяющим прочность бездефектной древесины и другие характеристики, такие как легкость обработки и твердость. Плотность – это вес древесины в единице объема. Содержание влаги сильно повлияет на плотность. Как правило, с увеличением плотности древесины увеличивается и ее прочность.

        Удельный вес является еще одним важным фактором для сравнения относительного веса различных пород дерева. Удельный вес – это отношение сухого веса данного объема древесины к весу такого же объема воды при стандартной температуре.

        iv. Проницаемость:

        Проницаемость древесины – это степень, в которой она пропускает жидкость через пористую среду под влиянием градиента давления. Существует хорошая корреляция между проницаемостью древесины и обрабатываемостью. Обрабатываемость описывает легкость, с которой консерванты могут быть введены в древесину под давлением, и обрабатываемость зависит от разных пород древесины.

        Содержание влаги в древесине:

        Содержание влаги (MC) в зеленой или свежей древесине, обнаруженной в живом дереве или бревнах, сильно варьируется в зависимости от породы, местоположения, сезона года, содержания сердцевины и заболони древесина. Количество воды в древесине (влажность) влияет на обрабатываемость, долговечность и стабильность древесины. Содержание влаги в древесине определяется как вес или количество воды в древесине, выраженное в процентах от сухого веса в печи.

        Следующая формула используется для расчета содержания влаги в древесине:

        Древесина, вырезанная из сырого бревна, часто содержит столько же или больше, чем ее сухой вес в форме сока или воды. Вода содержится в древесине в виде связанной или свободной воды. Связанная вода удерживается внутри клеточных стенок за счет сил связи между молекулами воды и целлюлозы. Свободная вода содержится в полостях клеток древесины.

        и. Точка насыщения волокна (FSP):

        Когда древесина высушена примерно до 30-процентной влажности, она достигает точки насыщения волокна. В этом состоянии клеточные полости опорожняются от свободной воды, но клеточные стенки еще насыщены связанной водой. Древесина дает усадку при высыхании ниже FSP. При влажности выше FSP древесина может поражаться гнилостными грибами. Вода, оставшаяся в клеточных стенках после высыхания древесины до FSP, называется связанной водой.

        ii. Равновесное содержание влаги (EMC):

        Древесина является гигроскопичным материалом, и количество воды, которое теряет древесина, зависит от относительной влажности. Следовательно, он реагирует на изменения влажности воздуха. Древесина теряет или приобретает связанную воду до тех пор, пока ее количество не сравняется с относительной влажностью окружающей атмосферы. Когда этот баланс влагообмена устанавливается, то количество связанной воды, в конечном счете содержащееся в древесине, называется равновесной влажностью. ЭМС всегда ниже 30 процентов.

        iii. Усадка и набухание:

        Древесина сжимается и набухает из-за потери или поступления связанной воды из клеточных стенок. Количество движения зависит от количества полученной или потерянной воды, ориентации клеток древесины и породы. Когда древесина высыхает ниже точки насыщения волокна, она начинает сжиматься.

        И наоборот, древесина с FSP ниже FSP будет набухать при попадании влаги, и это будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут FSP. Изменение влажности выше FSP не влияет на усадку и набухание. Древесина должна быть высушена до ожидаемого равновесного содержания влаги, чтобы свести к минимуму проблемы, связанные с изменением содержания влаги.

        Типичные значения усадки древесины на трех поверхностях:

        Максимальная продольная усадка = 0,1–0,3 %

        Максимальная радиальная усадка = 2,1–7,9 %

        Максимальная тангенциальная усадка = 4,7–12,7 % 9 Приправа для древесины:

        Процесс сушки древесины называется приправой для древесины. Скорость сушки древесины зависит от температуры, относительной влажности и циркуляции воздуха. Древесину можно сушить двумя способами – сушкой на воздухе и сушкой в ​​печи.

        Воздушная сушка является простым методом сушки древесины в открытом состоянии и занимает больше времени, до 6-12 месяцев. Печная сушка — это процесс сушки древесины путем хранения ее в закрытой камере при контролируемой температуре, относительной влажности и циркуляции воздуха.

        Эти большие сушильные печи называются печами, и для сушки древесины в печах требуется 4-5 недель. Печи делятся на прогрессивные, отсековые и солнечные. Правильная укладка пиломатериалов способствует равномерной сушке и уменьшает дефекты выдержки. Горизонтальные и вертикальные методы штабелирования применяются для сушки различных пород древесины.

        Разрушители и консерванты древесины:

        Грибы, разрушающие и окрашивающие древесину:

        i. Бурая гниль:

        Грибы способны расщеплять целлюлозу древесины, оставляя коричневый остаток лигнина, идентифицируемый по темно-коричневому цвету древесины.

        ii. Сухая гниль:

        Коричневая гниль, когда она сухая, называется сухой гнилью. Грибы сухой гнили разлагают относительно сухую древесину и имеют водопроводящие нити, способные переносить воду из влажной почвы в древесину.

        iii. Белая гниль:

        Расщепляет как лигнин, так и целлюлозу, обладает отбеливающим эффектом, из-за чего может появиться поврежденная древесина.

        iv. Мягкая гниль:

        Грибы мягкой гнили обычно поражают зеленую древесину (высокая МС), вызывая постепенное размягчение от поверхности внутрь, что напоминает коричневую гниль.

        v. Карманная гниль:

        Описывает гниение в древесине, которое характеризуется небольшими полостями сильного гниения, разбросанными по всей древесине.

        vi. Грибы, окрашивающие заболонь:

        Грибы проникают в заболонь и обесцвечивают ее, а пятна невозможно удалить щеткой или строганием.

        vii. Плесневые грибы:

        Грибки вызывают зеленые, желтые, коричневые или черные пушистые или порошкообразные поверхностные наросты на древесине в теплую и влажную погоду.

        Насекомые:

        i. Термиты:

        Термиты используют древесину в качестве пищи и жилья и являются самыми разрушительными из всех древесных насекомых. Три основные группы термитов разрушают древесину, а именно. подземный или наземный термит, термит из сухой древесины, термит из сырой древесины.

        ii. Муравей:

        Муравьи-плотники могут быть черными или красными, и они используют древесину для убежища, а не для еды. Они делают галереи в древесине, а насыпи опилок указывают на присутствие муравьев-древоточцев.

        iii. Жуки:

        К основным жукам-разрушителям древесины относятся жук-древоточец или личинка, жук-анобиид, жук-рогач или круглоголовый мотыль, плоскоголовый мотыль или металлический жук-древоточец.

        iv. Морские бурильщики:

        Основными морскими мотыльками являются корабельный червь, моллюски фолады и ракообразные мотыльки.

        Консерванты для древесины:

        Консерванты для древесины делятся на три категории – креозот и растворы креозота (креозот и маслянистый побочный продукт битуминозного угля), консерванты на масляной основе (пентахлорфенол или пента), консерванты на водной основе (различные соли металлов, неорганические мышьяковые соединения и соединения, т.е. комбинации меди, хрома, мышьяка и фтора)

        Креозот и растворы креозота:

        и. Каменноугольный креозот (Creosote) представляет собой черное или коричневатое масло, полученное путем перегонки каменноугольной смолы, полученной после высокотемпературной карбонизации угля. Обладает высокой токсичностью по отношению к дереворазрушающим организмам. Относительная нерастворимость в воде и низкая летучесть.

        ii. Каменноугольная смола или нефтяное масло смешиваются с каменноугольной смолой и креозотом в различных пропорциях для приготовления растворов креозота.

        III. В некоторой степени также используются древесно-дегтярно-креозотовый, масло-дегтярно-креозотовый, водогазо-дегтярный креозот.

        Другие консерванты на масляной основе:

        Нафтенат меди, хлороталонил (CTL), хлорпирифос (CPF), оксин меди (8-хинолинолат меди), нафтенат цинка, бис(три-н-бутилолово)оксид (TBTO), 3 -Йодо-2-пропинилбутилкарбамат (IPBC), соединение алкиламмония (AAC) или хлорид дидецилдиметиламмония (DDAC), пропиконазол, тебуконазол (TEB)

        Другие водорастворимые консерванты:

        Кислый хромат меди (ACC), Аммиачный арсенат меди-цинка (ACZA), хромированный арсенат меди (CCA), аммиачный кватернат меди (ACQ), медный бис (диметилдитиокарбамат) или CDDC, аммиачный цитрат меди (CC), азол меди типа A (CBA-A), неорганический Бор (боракс/борная кислота)

        Применение консервантов:

        i. Процесс под давлением:

        Он включает в себя процесс с полной ячейкой и процесс с пустой ячейкой. Основной принцип процесса под давлением заключается в помещении древесного материала в герметичный стальной цилиндр или реторту и погружении его в консервант под давлением, чтобы консервант проник в древесину.

        ii. Процесс без давления:

        Он включает в себя нанесение кистью, распыление, заливку, погружение, холодное замачивание, замачивание, горячую и холодную ванну (термообработка), двойную диффузию, вакуумный процесс. В вакуумном процессе изделия из дерева помещаются в герметичный контейнер, из которого с помощью вакуумного насоса удаляется воздух, после чего контейнер заполняется консервантом. Частичное удаление воздуха из древесины с помощью вакуума с последующим добавлением консерванта создает небольшое давление, которое вгоняет консервант в древесину.

        Аномальная древесина:

        Как в твердой, так и в мягкой древесине, в зависимости от возраста и местоположения в дереве, некоторые виды древесины не соответствуют стандартам и имеют низкое качество. Эта древесина называется аномальной древесиной. Прочность и долговечность этой древесины значительно ниже, чем у обычной древесины. Эти аномальные леса образуются в результате природных пороков.

        и. Молодежная древесина:

        Молодежная древесина – это материал, образующийся вблизи центра или сердцевины дерева и преобладающий как в хвойных, так и в лиственных породах. Это древесина, произведенная в течение первых 5-15 лет роста. Ювенильная древесина характеризуется широкими годичными кольцами с более короткими и тонкостенными ячейками и меньшим количеством клеток поздней древесины, что приводит к меньшей плотности и пониженным значениям прочности. При сушке ювенильная древесина будет создавать дефекты коробления. Переход от ювенильной древесины к нормальной древесине происходит постепенно, что затрудняет идентификацию ювенильной древесины.

        ii. Сучки:

        Сучок — это базальная часть ветки или сучка, окруженная последующим ростом дерева. Волокно древесины отклоняется от сучка и считается слабым местом в древесине. Преобладают два типа узлов: тугой узел и свободный узел.

        Включение живых ветвей в стебель называется тугим узлом или сросшимся узлом. Этот сучок является неотъемлемой частью окружающей древесины. Свободные сучки возникают, когда рост стебля окружает основание мертвой ветки. Пень ветки постепенно покрывается сезонным ростом после обрезки.

        iii. Спиральное и переплетенное волокно:

        Когда продольные клетки в древесине расположены не параллельно главной оси ствола дерева, а слегка спирально огибают ствол, это называется спиральным волокном. Пиломатериалы, распиленные из этих бревен, будут иметь поперечный или диагональный рисунок волокон. Эти деревянные изделия обычно имеют низкую прочность и жесткость и имеют тенденцию скручиваться при высыхании.

        Когда спиральное зерно меняет направление на спиральное противоположное по прошествии нескольких лет, это называется переплетенным зерном или зерном с обратной спиралью. Эти деревянные изделия будут иметь дефекты коробления после высыхания.

        iv. Реакционная древесина:

        Древесина, образовавшаяся на наклонном дереве или ветвях для исправления неравномерности роста ствола, называется реактивной древесиной. Это попытка дерева выпрямиться. Реактивная древесина включает прессованную древесину и реактивную древесину.

        В хвойных породах реактивная древесина называется прессованной древесиной и образуется на нижней стороне наклоненных деревьев. Часть кольца роста с реакционной древесиной обычно шире, чем остальная часть кольца, и имеет большую долю поздней древесины. В результате у дерева развивается ствол эксцентричной формы, а сердцевина не находится по центру.

        Часто имеет более темный цвет и представляет серьезные проблемы при производстве древесины, поскольку ее прочность намного ниже, чем у обычной древесины той же плотности. Кроме того, он имеет тенденцию к чрезмерной усадке в продольном направлении, вызывая поперечную зернистость.

        В твердой древесине реактивная древесина называется натянутой древесиной и образуется преимущественно в верхней части наклонного дерева. Он может образовываться неравномерно вокруг всего стебля, и его часто трудно обнаружить. При механической обработке натяжная древесина может иметь пушистый, пушистый или волокнистый вид на поверхности среза.

        Изделия из массива дерева имеют более низкое качество из-за низкой прочности. Имеет свойство разрушаться при высыхании. Он может обеспечить хорошие свойства бумаги, если изменить условия варки целлюлозы, а также хорош для «растворения целлюлозы» и источника целлюлозы для изготовления целлофана, вискозы и нитроцеллюлозы.

        Дефекты приправы древесины:

        Древесина анизотропна, так как высыхает ниже точки насыщения волокна, т.е. усадка не одинакова во всех направлениях. Продольная усадка незначительна, за исключением реактивной древесины. Тангенциальная усадка в 1,5-3 раза выше радиальной усадки.

        Дифференциальная усушка создает деформации, которые вызывают разрывы или трещины в древесных тканях и дефекты коробления, что значительно снижает ценность деревянного изделия. Разрывы древесных тканей включают чешуйки, трещины, расколы, тряску, обрушение, соты и т. д. Дефекты коробления включают изгиб, изгиб, чашеобразную форму, скручивание, излом, ромб и т. д.

        i. Поверхностные проверки:

        Это дефекты или очень незначительные расслоения (неглубокие трещины), которые обычно возникают в лучах древесины на плоских распиленных поверхностях досок и ограничиваются тангенциальной поверхностью. Они возникают в результате разделения более тонкостенных клеток ранней древесины. Они возникают из-за того, что напряжения при сушке превышают предел прочности древесины на растяжение перпендикулярно волокнам и вызваны напряжениями растяжения, которые развиваются во внешней части досок по мере их высыхания.

        ii. Торцевые проверки:

        Это дефекты или очень незначительные расслоения, обычно возникающие в лучах древесины, но на торцевых поверхностях. Торцевые проверки возникают из-за того, что влага движется гораздо быстрее в продольном направлении, чем в любом поперечном направлении. Поэтому концы досок сохнут быстрее, чем середина и на концах развиваются напряжения. Они возникают на ранних стадиях сушки и могут быть сведены к минимуму за счет использования высокой относительной влажности или нанесения финишного покрытия.

        iii. Трещина:

        Трещины обычно представляют собой гораздо более глубокие трещины в древесине, глубоко выступающие во внутреннюю часть древесины.

        iv. Расщепление:

        Расщепление — это самое глубокое разделение в древесине, которое потенциально может полностью разделить древесину на две секции. Это разделение древесины параллельно направлению волокон из-за разрыва клеток древесины.

        v. Коробчатый раскол:

        Раскол, возникающий в древесине вокруг сердцевины во время сушки. Это вызвано напряжениями, возникающими из-за различий в тангенциальной и радиальной усадке древесины вблизи сердцевины.

        vi. Колебание кольца или разрушение кольца:

        Это разделение древесины параллельно волокнам вдоль годичных колец. Это может произойти в виде разрыва торцевого зерна на начальных стадиях сушки и распространяться в глубину и длину по мере сушки.

        vii. Коллапс:

        Деформация, сплющивание или дробление клеток древесины. Разрушение обычно проявляется в виде канавок или гофр.

        viii. Соты:

        Внутренние трещины в древесине, возникающие при сушке. Это внутренняя трещина, вызванная разрывом при растяжении поперек волокон древесины и обычно возникающая в лучах древесины. Этот дефект возникает из-за внутренних растягивающих напряжений, которые развиваются в сердцевине плиты во время сушки. Это происходит, когда сердцевина все еще имеет относительно высокое содержание влаги и когда температура сушки слишком высока в течение длительного периода времени.

        ix. Решетчатые сучки:

        Решетчатые сучки считаются дефектами и появляются на торцах сучков в лучах древесины. Они являются результатом различий в усадке вдоль и поперек годовых колец в узлах.

        х. Свободные сучки:

        Из-за дифференциальной сушки заключенные в оболочку сучки могут расшатываться во время сушки, так как их древесина обычно более плотная и сжимается больше, чем окружающая ткань. Этот высохший мертвый сучок меньше сучкового отверстия и часто выпадает во время обработки или механической обработки.

        xi. Цементация:

        Возникает в результате слишком быстрого высыхания, когда поверхность сначала высыхает ниже FSP, но не может дать усадку, создавая напряжение на поверхности. Почти однородное содержание влаги, но остаточные напряжения, растяжение во внутренних слоях и сжатие во внешних слоях ячеек вызывают поверхностное твердение.

        xii. Разрушение при сжатии:

        Это деформация древесных волокон в результате чрезмерного сжатия вдоль волокон либо при прямом концевом сжатии, либо при изгибе. В пиломатериалах с обработанной поверхностью дефекты сжатия проявляются в виде мелких морщин на поверхности древесины.

        xiii. Поперечный излом:

        Поперечный излом — это разрушение клеток древесины поперек волокон, что значительно снижает прочность древесины. Такие разрывы могут быть вызваны внутренними напряжениями, возникающими в результате неравномерной продольной усадки.

        xiv. Лук:

        Это продольная кривизна, плоская от прямой линии. Это отклонение от края к краю на плоской поверхности доски.

        xv. Изгиб:

        Это продольная кривизна, идущая по ребру от прямой. Это отклонение от края к краю вдоль длинной поверхности доски.

        xvi. Чашка:

        Изгиб лицевой стороны доски, придающий ей форму желоба. Это отклонение от края до края на конце доски.

        xvii. Скручивание:

        Это искривление доски, так что две торцевые поверхности не лежат в одной плоскости. Один угол куска дерева выкручивается из плоскости трех других.

        xviii. Перегиб:

        Это резкое отклонение от плоскостности или прямолинейности из-за локального искажения зерна вокруг сучка или деформации, вызванной неправильным размещением наклеек в печи.

        xix. Алмаз:

        Это форма деформации, встречающаяся в квадратах или толстых концах пиломатериалов. Поперечное сечение приобретает ромбовидную форму при сушке, что обусловлено разницей между радиальной и тангенциальной усадкой в ​​квадратах, в которых годичные кольца проходят по диагонали из угла в угол.

        хх. Обзол:

        Его также называют включением коры для проникновения коры. Любая область куска пиломатериала, которая включает обычно встречающийся край дерева, из которого он был вырезан.

        Другое многократное использование дерева:

        Древесина уже давно используется в качестве художественного материала. Он использовался для изготовления скульптур и резьбы на протяжении тысячелетий. Некоторые виды музыкальных инструментов, такие как скрипка, гитара, кларнет и блокфлейта, ксилофон и маримба, изготавливаются в основном или полностью из дерева.

        Ниже представлены породы деревьев, широко используемые для производства музыкальных инструментов, спортивных товаров и сельскохозяйственных орудий :

        а. Музыкальные инструменты:

        Выбор древесины может иметь существенное значение для тона и резонансных качеств инструмента, а тона древесины имеют самые разные свойства, начиная от твердого и плотного африканского черного дерева (используется для изготовления корпусов кларнетов) к легкой, но звучной европейской ели (Picea abies) (традиционно используемой для дек скрипок).

        Наиболее ценные породы древесины, такие как клен ложноплатановый (Acer pseudoplatanus), который используется для изготовления спинок скрипок, сочетают в себе акустические свойства с декоративным цветом и текстурой, которые улучшают внешний вид готового инструмента.

        Индийская древесина, используемая в музыкальных инструментах:

        i. Скрипки:

        Клен (Acer spp.), Тик (Tectona grandis) Палисандр (Dalbergia latifolia), Эбони (Diospyrus spp) Сундари (Heritieria minor)

        ii. Ситар:

        Мун (Toona ciliata), Деодар (Cedrus deodara), Тик (Tectona grandis), Сиссу (Dalbergia sissoo)

        iii. Вина и Тамбора:

        Джекфрут (Atrocarpus heterophyllus), Гамари (Gmelina arborea), Биджасал (Pterocarpus marsupium)

        iv. Гитара:

        Белый дхуп (Canarium euphyllum),

        v. Фисгармония:

        Тик (Tectona grandis)

        vi. Футляры для фортепиано:

        Красное дерево (Swietenia spp.), Грецкий орех (Juglans regia), Атласное дерево (Cholroxylon swietienia), Падук (Pterocarpus dalbergioides)

        vii. Барабаны:

        Ясень (Fraxinus spp.), Сирис (Albizia spp.), Сиссу (Dalbergia sissoo)

        b. Спортивные товары:

        Многие виды спортивного инвентаря изготавливаются из дерева или изготавливались из дерева в прошлом. Например, биты для крикета обычно делают из белой ивы. Бейсбольные биты, разрешенные для использования в бейсболе высшей лиги, часто изготавливаются из ясеня или гикори, а в последние годы изготавливаются из клена, хотя эта древесина несколько более хрупкая.

        Многие другие виды оборудования для спорта и отдыха, такие как лыжи, хоккейные клюшки, клюшки для лакросса и луки для стрельбы из лука, в прошлом обычно изготавливались из дерева, но с тех пор их заменили более современными материалами, такими как алюминий, стекловолокно, углерод волокна, титан и композитные материалы.

        Индийская древесина, подходящая для производства спортивных товаров:

        i. Сверчковая бита, пни и поручни:

        Сверчковая летучая мышь Ива (Salix alba var. caerulea), Шелковица (Morus alba), Персидская сирень (Melia azedarach) Гутель (Trewia nudiflora), Китайское сальное дерево (Sapium sebiferum), Сандан (Ougeinia) ооженский).

        ii. Хоккейные клюшки:

        Шелковица (Morus alba), Селтис (Celtis australis).

        iii. Луки и стрелы:

        Для лука – Тис (Taxus baccata), Парротия (Parrotia jacmontiana), Даман (Grewia tilaefolia), Биджасал (Ptercarpus marsupium), Хайр (Acacia catechu). Для стрелы – сиссу (Dalbergia sissoo), пун (Callophyllum spp), биджасал (Pterocarpus marsupium), тростник и бамбук

        iv. Лыжи:

        Сиссу (Dalbergia sissoo), Шелковица (Morus alba), Аксельвуд (Anogeissus latifolia).

        v. Удочки:

        Сагопальма (Caryota urens), Haplophragma adenophyllum, Balck chuglum (Terminalia manii), Chooi (Sageraea elliptica), Эбони (Diospyrus spp).

        с. Сельскохозяйственные орудия и рукояти:

        Большая часть мелкой древесины высокого качества используется в различных сельскохозяйственных орудиях и орудиях до сих пор в сельской Индии, и важными породами, используемыми для рукояток инструментов, являются: Bijasal (Ptercarpus marsupium), Khair (Acacia catechu), Babul ( Acacia nilotica), Амальтас (Cassia fistula), Хопея (Hopea odorata), Месуа (Mesua ferrea), Дуб (Quercus spp), Джамун (Syzygium cumini), Ирул (Xylia xylocarpa), Бер (Zizyphus maurtiana), Ясень (Fraxinus spp. ), Сирис (Albizia spp.), Сиссу (Dalbergia sissoo), Сандан (Ougeinia oojenensis).

        Главная ›› Лесное хозяйство ›› Деревья ›› Продукты ›› Древесина

        Состав комитета и устав | Древесина

        Состав и уставы комитетов

        Совет директоров делегировал часть своих полномочий комитетам – комитету по аудиту, комитету по вознаграждениям, комитету по назначениям и комитету по безопасности, обеспечению гарантий и деловой этике. Краткое изложение работы этих комитетов, а также Отчет о вознаграждении директоров включены в раздел «Управление» нашего годового отчета.

        Committee composition
        Board Member Audit, Risk and
        Ethics Committee
        Remuneration
        Committee
        Safety and Sustainability
        Committee
        Nomination
        Committee
        Рой Франклин       С
        Кен Гилмартин     А  
        Дэвид Кемп А      
        Найджел Миллс М М   М
        Биргит Бринч Мэдсен     М М
        Джеки Фергюсон М С   М
        Адриан Марш С   М М
        Бренда Райхельдерфер   М   М
        Сьюзан Стил М   С М

        C = Председатель
        M = Член
        A = Посетитель

        Устав

        Секция управления — Годовой отчет за 2021 год (9,3 МБ)

        Совет по-прежнему полностью привержен поддержанию высоких стандартов корпоративного управления и считает, что это ключ к общей производительности и целостности, в соответствии с нашими основными ценностями. В разделе «Управление» Годового отчета за 2021 год объясняется, как Компания применяет основные принципы руководства, эффективности, подотчетности, вознаграждения и отношений с акционерами, изложенные в Кодексе корпоративного управления Великобритании (Кодекс управления). Копия Кодекса управления доступна на www.frc.org.uk.

        Совет считает, что Компания полностью соблюдала положения Кодекса корпоративного управления в течение года, закончившегося 31 декабря 2021 года. Совет также считает, что надлежащее корпоративное управление выходит за рамки соблюдения нормативных требований, и постоянно отслеживает изменения в передовой практике, включая руководства, опубликованные группы инвесторов.

        Комитет по аудиту, рискам и этике отвечает за проверку эффективности внутреннего финансового контроля Группы, мониторинг достоверности финансовой отчетности Группы, а также функции внутреннего и внешнего аудита. Комитет стремится продвигать высокие стандарты корпоративного управления, обеспечивая надежный и эффективный финансовый контроль, отчетность и аудит.