Химия древесины

 

Древесина имеет сложное анатомическое строение и химический состав. Древесина, или древесная вещество — это вещество клеточных стенок (оболочек клеток дерева).

Древесина состоит в основном из органических веществ (около 99%), и лишь небольшую часть (около 1%) составляют минеральные вещества, при сжигании древесины образуют золу. Количество золы служит характеристикой содержания минеральных веществ, но точно не равна ему.

Основные органические компоненты древесины является ВМС (полимерами), что в древесине между собой крепко связаны.

Поэтому древесину можно рассматривать как полимерный композиционный материал. НМС в древесине составляют очень малую долю. Органические вещества древесины подразделяют на три основные части: углеводную, ароматическую и экстрактивные вещества.

Экстрактивными веществами называют такие вещества, который можно извлекать из древесины нейтральными растворителями (водой или органическими растворителями), т.е. экстрагировать.

Несмотря на малую массовую долю в древесине, состав их очень разнообразен и включает главным образом низкомолекулярные компоненты и частично ВМС. Одни экстрактивные вещества играют важную роль в жизни дерева, другие имеют большое значение в химической технологии древесины.

По способу выделения из древесины экстрактивные вещества принято делить на три группы: летучие с паром, растворимые в органических растворителях, растворимые в воде.

Углеводная часть составляет в древесине хвойных пород около 70%, а в лиственных пород до 80%. Это комплекс высокомолекулярных соединений — полисахаридов, называемых холоцелюлозою.

В состав холоцелюлозы входят основной компонент древесины — целлюлоза и различные нецелюлозни полисахариды — гемицеллюлозы.

Гемицеллюлозы условно главным образом в анализе древесины, подразделяют на пснтозаны и гексозаны. По химической здания к гемицеллюлоза близки некоторые водорастворимые полисахариды, относящиеся к водорастворимых ВМС.

Углеводная часть — это часть древесины, которая подвергается гидролизу. При полном гидролизе полисахариды превращаются в моносахариды.

По способности к гидролизу углеводную часть подразделяют на легкогидролизни полисахариды (гидролизуются разведенными минеральными кислотами, например 2-5%-ной НС1, при температуре около 100 ° С) и важкогидролизни полисахариды (гидролизуються концентрированными минеральными кислотами, например 72%-ный Н2504 при комнатной температуре . Различная гидролизованисть связана с надмолекулярной структурой полисахаридов древесины.

К важкогидролизованих "полисахаридов относятся целлюлоза (как кристаллический полимер) и небольшая часть гемицеллюлозы, закристализованих вместе с целлюлозой, к легкогидролизованих — гемицеллюлозы (как аморфные полимеры) и небольшая часть целлюлозы — аморфная часть.

После удаления экстрактивных веществ и полного гидролиза углеводной части в остатке получается ароматическая часть — лигнин.

Лигнин по сравнению с полисахаридами более легко окисляется. После удаления экстрактивных веществ и обработки древесины окислителями в остатке получается углеводная часть — холоцелюлоза.

Таким образом, используя различия в свойствах, можно разделить древесину на ее основные части.