A fa kémiai tulajdonságai
Cellulóz, amint az a táblázatban látható. 3, a fa fő tartalma, biztosítja annak rugalmasságát és mechanikai szilárdságát.
A cellulóz molekuláit úgynevezett micellákká alakítják, amelyek viszont fibrillát képeznek.
A fibrillák és a cellulóz-micellák között, amelyek kolloid tulajdonságokkal rendelkeznek, víz és ionizált oldatok helyezhetők.
A cellulóz elegendően ellenáll a hőhatásoknak. A 200 ° C-os rövid távú fűtés nem okoz bomlást.
A cellulóz bomlási folyamata csak 275 ° C-on kezdődik. Bizonyos körülmények között a cellulóz hidrolizálódik, monoszacharidokká alakul.
A lignin növeli a keménységét és keménységét. Ez egy kolloid anyag, és bizonyos körülmények között megszerzi a kötőanyag funkcióit. Fűtött állapotban a lignin megszerzi a plaszticitás tulajdonságait. A ligninben a hidroxilcsoportok jelenléte és a kausztikus kelátokkal való kölcsönhatása a fenolát típusú vegyületek képződéséhez vezet. A lignin kiszáradása fenol képződést eredményez, amely főleg a két- és háromatú fenolokból és azok származékaiból áll.
A hem és a cellulóz poliszacharidok keverékéből áll. Gyors savak hidrolizálják és gyenge lúgoldatokkal extrahálják.
A pentozans a hidrolízis során pentózokat - cukrokat, amelyek az erjesztés során alkoholt képeznek. A Pentozans fokozza a fa rugalmasságát és rugalmasságát. A pentozánok és a hexózok, amelyek kolloid anyagok, vízben melegítéskor vízben oldódnak.
A gyanták jól oldódnak alkoholban, acetonban és a vizes oldatok lúgosak. Fűtött állapotban olvadnak, műanyag masszává alakulnak, hűtésre hűtve. A gyanták tulajdonságait a zúzott hulladék préselésére használják kötőanyagok hozzáadása nélkül.
A fűtött pép sajtolása közben az olvadt gyanta megtölteni fogja a fa részecskék közötti tereket.
A tanninok tölgyfából (több a magban, mint a szaftos), a fenyő és lucfenyőben találhatók. Az oxidációnak és a kondenzációnak köszönhetően vízben oldhatatlan anyagok - flobabenek. Ez a folyamat akkor fordul elő, amikor a talaj és a fakéreg szárítás és sajtolás közben magas hőmérsékleten melegítenek, levegő nélkül.
A Szovjetunióban és külföldön végzett vizsgálatok eredményeképpen megállapították, hogy minél magasabb a préselés hőmérséklete és nyomása, és minél hosszabb ideig hat a porított cellulózra gyakorolt hatásuk, annál nagyobb a fizikai-kémiai változások, amelyek benne vannak.
A fűtési fa hatását a kémiai összetétel megváltozására gyakorolt hatások vizsgálatára, amelyet PA Issinsky [20J TsNILCHI-ban végzett], a táblázatban adunk meg. 5.
A fa kémiai összetételének változása a hőmérséklet függvényében
A TsNIILHI által végzett vizsgálatok alapján megállapítást nyert, hogy amikor a fát 150 ° C-ra melegítik, kémiai összetétele szinte változatlan marad. 150-200 ° C-ra melegítve, a szénhidrátok bomlanak, és így nátrium-hidroxidban és alkohol-benzolban oldódó termékek keletkeznek. Ha a fát 250 ° C-ra melegítik, bizonyos bomlástermékek illékony anyagokká alakulnak át, míg mások nagy molekulájú anyagokat kondenzálnak. Hosszú ideig tartó hő hatására a kémiai változások 100 ° C-on is fennállnak. A változások mértéke 170-200 ° C-nál emelkedik.
A fa feldolgozási hőmérsékletének növekedésével a cukor hozama nő. Sharkov szerint [74]. a fenyőfa 1% -os kénsavval 160 ° C-on történő hidrolízisével a cukortartalom nem haladja meg a 28% -ot és a 200 ° C-42% -ot. Minél magasabb a feldolgozási hőmérséklet, annál rövidebb a maximális cukormennyiség megszerzéséhez szükséges idő.
Amikor a fát forró vízzel vagy nyomás alatt gőzzel dolgozzuk fel, a lignin oldatba kerül, és kolloid lignint alkot, amely magas hőmérsékleten lágyul, és gyanta műanyaggá alakul. A részlegesen hidrolizált faanyagú gyantáknak hőre keményedő tulajdonságaik vannak. A fa lágyságának növekedését és termékei hőre keményedő képességét részleges hidrolízissel érik el, ha forró vízzel, gőzzel vagy híg savval kezeljük nyomás alatt.
A fa kémiai összetételében bekövetkezett változás, mivel a vizsgálatok szerint a hőmérsékleti tényezők mellett a faanyagok nedvességtartalma, az adott nyomás és az anyag sajtolásának időtartamának jelentős hatása van. A megnövekedett páratartalom mellett a hidrolízis folyamata intenzívebb és a bomlástermékek polikondenzációjával kíséri. A 25-400 kg / cm2-es préselési nyomás magas hőmérsékleten történő növelésével a kémiai folyamatok sebessége növekszik a fa tömegében.
Sok fahulladékból származó építőanyagot és termékeket betonként cementként gyártanak. Az 1920-as években a folyamatban lévő kutatások eredményeképpen megemlítették, hogy a fa olyan anyagokat tartalmaz, amelyek hátrányosan befolyásolják a cementszilárdítási folyamatokat. Ezek elsősorban hemicellulózok, keményítők és extrakciós anyagok.
Mivel a cementpaszta lúgos közeg, amelynek pH-ja I-12. a hemicellulóz kelátképzéssel és a vízben oldódó cukorba való átjuttatásához szükséges hidrolízisének hátrányosan befolyásolja a cementalapú fahulladékból készült termékek keményedési folyamatát.
A téli időszakban a fán található keményítőt cukrok és olajok alakítják át, amelyek a növény tápközegét képezik. Az olajok - a zsírok palmetin és sztearin keveréke - vékony filmet képezhetnek a fa részecskék felületén, megakadályozva ezzel a cementvizsgálathoz való tapadásukat.
A csersav vagy a csersav, egyes oldható monoszacharidok, szerves savak, ásványi sók és savak, zsíros és gyantasavak stb. Extrakciós anyagok. Amikor kitermelése vizet egy faanyag extraháljuk tannin és édesítőszerek, szerves savak, mine - ágazati sók, tannin extraháljuk egy második-ryachey víz és zsírok, gyanták, viaszok, éteres olajok lehetnek
csak szerves oldószerekkel (kénsav éter, alkohol, stb.) izolálhatjuk.
A kivonó anyagokat sokkal kevesebb cementdarabra választják el, mint a cukrok. Az extrakciós anyagok kitermelésének intenzitása attól a pillanattól kezdve gyengül, amikor a cement a beállító periódus végén megáll és megáll. Az extrakciós anyagok negatív hatása a cement tésztára sokkal kisebb mértékben jelenik meg, mint a cukrok hatása.
A cementfűrész keverék beállítási idejének függése a fafajokon
A vízben oldódó anyagok lokalizálására a fa fizikai vagy kémiai úton történik. A fizikai kezelési módszerek közé tartozik az oxigén (oxidáció), a napfény, a hő és a víz hatása. A kémiai lokalizálást úgy érik el, hogy a fa részecskéket speciális anyagokkal kezeljük, hogy a cukrot oldhatatlan vagy cementmentes vegyületekké alakítsuk át, és a fa részecskék felületén vízmentes filmeket hozzunk létre.
A vízben oldódó anyagok lokalizálásának legegyszerűbb módja a természetes körülmények közötti oxidáció. Ha a fa levegőben van tartva, különösen a napsugarak alatt, a doppinganyagok oxidálódnak és felszívódnak a fa cellák falába. A vízben oldódó cukrok különféle baktériumok hatásának vannak kitéve, vándorolnak és részlegesen oxidálják, és szárítás vagy kristályosítás közben is vitrifikálják, oldhatatlan formákká alakulnak. A hemicellulózokban az öregítési folyamat során a könnyen hidrolizálható anyagok mennyisége csökken, ami ligninekké alakul.
B. Saretok [85] lehetségesnek tartja, hogy gyorsítsa a természetes folyamat pro-oxidációs fa részecskék hozzáadásával hozzá catalyzate-nek, például bizonyos baktériumok vagy szervetlen CO-Leu, amelyek segítségével a lúgos kémhatású, mivel a cukor a lúgos környezetben gyorsan oxidálódnak.
A vízben oldódó faanyagok természetes körülmények között történő lokalizálásának fő hátránya a folyamat időtartama. A lokalizáció fizikai módjai közé tartozik a fa vízzel való kezelése. Például egy erdősített erdőben kevésbé vízoldható cukrok vannak, mint a vasalat által szállított fa. A fában hosszú ideig az esőben a vízben oldódó anyagok sokkal kisebbek, mint a lombkorona alatt lévő faanyagok. Jelentős hatás érhető el az őrölt fahulladék különleges medencékben történő áztatásával.
A fafeldolgozás fizikai módszereinek hatékonysága ellenére nehéz a gyártási körülmények között megvalósítani őket a szükséges tárolóhely hiánya miatt. Jelenleg a fafeldolgozás különböző kémiai módszereit szélesebb körben alkalmazzák, néha a fizikai módszerekkel kombinálva. Például, Angliában, egy eljárás is be-vezető fa részecske, 10 percig forralva, és mosás őket a vízben, hogy eltávolítsuk az oldható cukrok, és az ezt követő forralással 20% -os vas-szulfátot (vizes mosás), hogy kicsapjuk a tanninok keresztül vas-szulfátot.
Nem kevésbé hatásos a fa részecskék áztatása 5-24 órán át egy folyékony üvegben, majd ezt követő mosás és szárítás. Az egyik módja annak, hogy lokalizálja oldódó anyagok, beleértve A chaet forrásban lévő fa részecskék a bórax oldattal, után fúj-víztelentése centrifugák, és egy két órás kezelés, forrásban levő oldatához vas-klorid, majd oldatban ecet nokislogo-alumínium-oxid. Mindazonáltal ezek a feldolgozási módszerek nagyon összetettek. Jelenleg, hogy semlegesítse mérgek szokásos cement impregnálás (mineralizáció) fa részecskék bármelyike oldatot frissen nevetséges-vaniem ezek a részecskék a cementtel Vavrin T. [86] javasolt, ha-változást, mint a mineralizátorként 4-10% fa részecskék fehérítő por vagy agyag tej oldatát. A. Carlson [82] azt javasolja, hogy impregnáljuk a fát 5-10 percig 1-2% fehérítő oldattal.
Azonban, a legelterjedtebb hazánkban, és Py bezhom kapott feldolgozására szolgáló eljárást fa részecskéknek oldatok kalcium-kloridot és vízüveg. Olyan vízüveget-Secu Chiva gyors keményedés termékek, de azok végső szilárdságát csökken körülbelül a fele képest a termék szilárdságát, mineralizált, kalcium-kloriddal. Kutatási CHECK dennymi VNIINSM, mert bebizonyosodott, hogy a kalcium-klorid jelent Wola megkapja kiváló minőségű termékeket csak abban az esetben Execu-mations fűszerezett puhafa, míg
A folyékony üveg és a szulfát-alumínium-oxid lehetővé teszi bármelyfajta faanyag és mindenfajta áztatás használatát.
Lokalizáció mérgek-szulfát fa-alumínium-oxid megkötésére chaetsya Yum, hogy a fa a cukrok annak hatására részlegesen átalakul ártalmatlan anyagokra a cement, és részben ad-szorbeált felületén diszpergált alumínium-oxid részecskéket. Üveg-Gide valami befolyásolja a cukor, mint egy alkáli, és szintén részét a felületen a fa részecskék szilícium-dioxid film, hogy megakadályozzák a penetráció-torye extraktumok TSE-MENT. A kalcium-klorid, amely kicsapja az oromot, lokalizálja a cementre gyakorolt hatásukat is.
A kalcium-klorid, a folyékony üveg és a szulfát-alumínium-oxid gyorsítószerek a cement beállításához és kikeményítéséhez. A beállítási folyamat gyorsulása következtében csökken a vízben oldódó anyagok cementtel való kölcsönhatásának időtartama, ami szintén csökkenti a fa mérgek negatív hatását.