Xімія деревини

Xімія деревини

Деревина має складну анатомічну будівлю і хімічний склад. Деревина, чи деревинна речовина, - це речовина клітинних стінок (оболонок кліток дерева).

Деревина складається в основному з органічних речовин (близько 99 %), і лише невелику частину (близько 1 %) складають мінеральні речовини, що при спалюванні деревини утворять золу. Кількість золи служить характеристикою змісту мінеральних речовин, але точно не дорівнює йому.

Основні органічні компоненти деревини є ВМС (полімерами), що у деревині між собою міцно зв'язані.

Тому деревину можна розглядати як полімерний композиційний матеріал. НМС у деревині складають дуже малу частку. Органічні речовини деревини підрозділяють на три основні частини: вуглеводну, ароматичну й екстрактивної речовини.

Екстрактивними речовинами називають такі речовини, який можна витягати з деревини нейтральними розчинниками (водою чи органічними розчинниками), тобто екстрагувати.

Незважаючи на малу масову частку в деревині, склад їх дуже різноманітний і включає головним чином низькомолекулярні компоненти і частково ВМС. Одні екстрактивні речовини відіграють важливу роль у житті дерева, інші мають велике значення в хімічній технології деревини.

По способу виділення з деревини екстрактивні речовини прийнято поділяти на три групи: летучі з паром, розчинні в органічних розчинниках, розчинні у воді.

Вуглеводна частина складає в деревині хвойних порід близько 70%, а в листяних порід до 80%. Це комплекс високомолекулярних з'єднань - полісахаридів, які називаються холоцелюлозою.

До складу холоцелюлози входять основний компонент деревини - целюлоза і різні нецелюлозні полісахариди - геміцелюлози.

Геміцелюлози умовно головним чином в аналізі деревини, підрозділяють на пснтозани і гексозани. По хімічній будівлі до геміцеллюлозам близькі деякі водорозчинні полісахариди, що відносяться до водорозчинних ВМС.

Вуглеводна частина - це частина деревини, яка піддається гідролізу. При повному гідролізі полісахариди перетворюються в моносахариди.

По здатності до гідролізу вуглеводну частину підрозділяють на легкогідролізні полісахариди (гідролізуються розведеними мінеральними кислотами, наприклад 2-5 %-ний НС1, при температурі близько 100°С) і важкогідролізні полісахариди (гидролізуються концентрованими мінеральними кислотами, наприклад 72 %-ний Н2504 при кімнатній температурі). Різна гідролізованість зв'язана з надмолекулярною структурою полісахаридів деревини.

До важкогідролізованих "полісахаридів відносяться целюлоза (як кристалічний полімер) і невелика частина геміцелюлози, закристалізованих разом з целюлозою, до легкогідролізованих - геміцелюлози (як аморфні полімери) і невелика частина целюлози - аморфна частина.

Після видалення екстрактивних речовин і повного гідролізу вуглеводної частини в залишку виходить ароматична частина - лігнін.

Лігнін у порівнянні з полісахаридами більш легко окисляється. Після видалення екстрактивних речовин і обробки деревини окислювачами в залишку виходить вуглеводна частина - холоцелюлоза.

Таким чином, використовуючи розходження у властивостях, можна розділити деревину на її основні частини.