Termický rozklad hlavných zložiek dreva (I)

Bibliographic Details
Main Authors: Kačík, František, 1958- (Author), Marková, Iveta, 1971- (Author)
Format: Article
Language:Slovak
Online Access:http://www.viks.sk/chk/drevo_55_2000_60_63.doc
Description
Abstract:SUMMARY. V mnohých technologických procesoch je drevo modifikované zvýšenou teplotou, napr. pri sušení, rozmerovej stabilizácii, výrobe buničiny a drevovláknitých a drevotrieskových dosiek. Zvýšená teplota vplýva na zmeny fyzikálnych, štruktúrnych a chemických vlastností dreva, preto je jej pôsobeniu na drevo venovaná zvýšená pozornosť. Pri uvedených procesoch sa zvyčajne pracuje pri teplote nižšej ako 200 "C a jeho termická degradácia v týchto prípadoch nie je hlavným cieľom technologickej úpravy. Avšak nielen samotná teplota spôsobuje zmenu drevnej substancie; aj iné faktory, napr. trvanie pôsobenia, atmosféra, tlak a množstvo prítomnej vody majú na hlavné zložky dreva určitý vplyv, takže za istých podmienok sa dajú pozorovať zmeny dreva aj pri teplotách od 100 °C [1], [2]. Chemické zloženie dreva sa však mení pri zvýšenej vlhkosti (hydrotermická úprava) alebo znížením tlaku (vákuové sušenie) aj pri teplotách pod 100 °C [3]. Tepelný rozklad dreva pri teplotách pod 100 "C možno okrem iného zistiť aj na základe zmien úbytku hmotnosti, chemických zmien komponentov lignínsacharidovej matrice dreva, ako aj zmien fyzikálnych a mechanických vlastností dreva. Rýchlosť degradácie je pritom taká nepatrná, že nemožno určiť dolnú hranicu, pri ktorej sa tepelný rozklad začína [4], Niektorí autori potvrdili, že mera-teľná degradácia sa uskutočňuje aj pri normálnych podmienkach okolia v priebehu niekoľkých stáročí [5], [6]. Pri výrobe drevného uhlia okrem hlavného produktu vznikajú aj ďalšie látky, ktoré negatívne pôsobia na životné prostredie - oxidy uhlíka, dusíka, alifatické alkoholy, dechtovité látky, fenoly a i. [7], [8]. Účinkom tepla na drevo prebiehajú tieto typy chemických reakcií: 1. dehydratácia, 2. depolymerizácia, 3. štatistická degradácia, 4. termooxidácia. Tieto reakcie majú podstatný vplyv na degradáciu ligno-celulózových materiálov, ktorá je spojená s poklesom relatívnych molekulových hmotností a pevnostných vlastností a na aktívnu degradáciu celulózy, resp. plamenné a bezpla-menné horenie [9] až [15]. Hemicelulózy a celulóza pri zvyšovaní teploty podliehajú pyrolytickým a oxidačným reakciám, ktoré poskytujú horľavé plyny. Lignín, ktorý je termicky stabilnejší, prispieva viac k tvorbe uhlia ako celulóza a hemicelulózy. Zvýšená tvorba uhlia redukuje vznik horľavých plynov a pomáha chrániť drevo pred ďalšou termickou degradáciou. Vysoká molekulová hmotnosť celulózy v prvom rade ovplyvňuje pevnosť dreva, ktorá klesá, ak sa celulóza degraduje pyrolytickým mechanizmom [16]. Podľa [17] možno rozdeliť termolytické reakcie hlavných zložiek dreva vzhľadom na limitnú teplotu 300 °C.