Производство и продажа древесины

Термические реакции

Метод дифференциального термического анализа (ДТА) позволяет количественно оценивать реакции, вызываемые термообработкой древесины в условиях нагревания образца при постоянно возрастающей температуре. Экзотермические пики в интервалах 200—250 °С, 280—320 °С и выше 400 °С обусловлены деструкцией компонентов древесины.

На рис. 12.2 приведены также кривые ДТА целлюлозы, ксилана и лигнина, которые отличаются как друг от друга, так и от кривой древесины. Эндотермические и экзотермические пики на термограмме древесины могут быть выведены суммированием пиков выделенных компонентов лишь с определенными ограничениями. Смесь компонентов в том соотношении, в каком они присутствуют в древесине, дает кривую ДТА подобную кривой соответствующей древесины (рис. 12.3).

При исследовании методом дифференциального калориметрического анализа целлюлозы, полиоз и лигнина в интервале 20— 800 °С обнаружили, что на термограммы влияет способ выделения компонентов. С исключением кислорода экзотермические пики смещаются в сторону более высоких температур. Окисление компонентов, по-видимому, является важным фактором, влияющим на положение пиков на термограммах. Эндо - и экзотермические пики окисленных компонентов наблюдаются при более низких температурах по сравнению с неокисленными. Кроме того, на термические реакции оказывают влияние условия нагревания и размеры образца. В определенных условиях у древесины может появиться микроэкзотермический пик при температуре ниже 150 °С.

Эксперименты на древесине бука показали, что термическое разложение соответствует в целом реакции первого порядка. В низкотемпературном интервале преобладает начальная реакция с энергией активации 105 кДж/моль, тогда как при более высоких температурах эта реакция быстро завершается и главной становится другая реакция с энергией активации 63 кДж/моль. Для каждого компонента — лигнина и полиоз — существует специфическая температура разложения.

Для большинства соединений реакции деструкции в низкотемпературном интервале являются реакциями нулевого порядка, а при более высоких температурах — первого порядка.