Właściwości chemiczne i fizyczne drewna, Notatki z Materiałoznawstwo

Pobierz Właściwości chemiczne i fizyczne drewna i więcej Notatki w PDF z Materiałoznawstwo tylko na Docsity! Mikołaj Piotr Laszczkowski Właściwości chemiczne i fizyczne drewna a) właściwości chemiczne 1.Skład chemiczny drewna -50% węgiel -43% tlen -6,1% wodór -0,04-0,06 azot 0,3-1,2% składniki mineralne W tym węglowodany: -celuloza -hemiceluloza Kwasy poliuronowe -związki pektynowe -gumy drzewne Substancje szkielietowe: CELULOZA, HEMICELULOZA Lepiszcze: LIGNINA, ZWIĄZKI PEKTYNOWE, GUMY DRZEWNE, SUBSTANCJE ŚLUZOWATE Substancje towarzyszące: -żywice -woski -tłuszcze -barwniki -garbniki Związki mineralne: K2O, Na2O, P2O5, CaO 5.Materiały zapasowe Są to: -cukry (sacharoza, fruktoza, glukoza) (występują w sokach drzewnych, przewodzonych przez tkankę łyka- bardzo duża zawartość w brzozie brodawkowatej, klonie pospolitym, klonie jesionolistnym, klonie cukrowym) -skrobia (złożona z amylozy (96%, wiązania 1,4 beta-glikozydowe), oraz amylopektyny (4%), wiązania 1,6 beta-glikozydowe) (skrobia magazynowana jest w leukoplastach umiejscowionych w komórkach tworzących korzenie) -tłuszcze (powstają w miesiącach zimowych z nadmiaru skrobii, mogą one znaleźć się następnie w owocach drzew 6.Wydzieliny drzewne -mogą mieć postać kropel (roszenie), lub strug (wycieki) -płynne substancje wytwarzane przez drzewa w stanie chorobowym (bakterie i grzyby), są to: -WYCIEKI ŻYWICZNE (u drzew iglastych) -WYCIEKI GUMOWE (u drzew liściastych) -WYCIEKI ŚLUZOWE (u np. Buka, w przypadku porażenia Phytophtora spp.) 7.Odczyn drewna Odczyn drewna (pH), wyraża się przez stężenie jonów wodorowych (H+), przy niskiej wartości pH, drewno samoistnie może ulegać korozji, uszkadzać elementy metalowe (może je utleniać), powoduje przebarwienie drewna, odczyn ma znaczenie w przemyśle papierniczym i celulozowym, wahania odczynu łączą się z wpływem siedliska, składem i zawartością gleby, zawartością wody, na odczyn drewna wpływ może mieć żywicowanie, ale też i nadmierne stężenie azotu w glebie. TWARDZIEL WYKAZUJE ODCZYN BARDZIEJ KWAŚNY, NIŻ DREWNO BIELU. Wpływ ma tutaj kwas octowy, tworzący się zarówno w drewnie drzew liściastych jak i iglastych. W drewnie zbyt wilgotnym może powstawać kwas solny, który będzie powodować hydrolizę jego składników, osłabiając jego strukturę i właściwości mechaniczne. 8.Korozja drewna Jest to zjawisko mające podłoże czysto biologiczne, powodowane jest przez grzyby, owady, rośliny, a także gryzonie i ptaki, które wykorzystują drewno jako budulec swoich schronień, lub też drążą w nim korytarze w celu schronienia. Odchody zwierząt mogą osłabiać je chemicznie, czyniąc je bardziej podatnym na infekcje, np. grzybów. Podatność na korozję jest zależna od przynależności gatunkowej oraz składu chemicznego drewna. Wyróżniamy: -pleśnienie drewna (szary rozkład) - powodowany przez grzyby z klasy workowców i grzybów niedoskonałych, powierzchnia drewna przybiera szarawą barwę, łuszczy się cienkimi płatami -barwice drewna, w tym siniznę- powierzchniowe lub wgłębne zabarwienie drewna, spowodowane działalnością grzybów -brunatny rozkład drewna- powodowany jest przez grzyby z klasy podstawczaków (np. Z rodzaju Fomitopsis), rozkładzie ulegają celuloza i hemiceluloza, pozostała lignina zapewnia brunatną barwę, drewno kruszy się i pęka w prostopadłościenne kształty -rozkład biały jednolity - powodowany przez grzyby rozkładające ligninę, ale też i celulozę wraz z hemicelulozami, drewno przyjmuje jasno kremową barwę, łatwo się kruszy, rozsypuje w dłoniach, traci masę i odporność mechaniczną (taką zgniliznę powoduje np. opieńka ciemna, żylica olbrzymia) (Armillaria ostoyae i Phlebiopsis gigantea) -rozkład biały jamkowaty (korozyjny) - rozkładane są wszystkie elementy drewna, rozkładane drewno przyjmuje ciemną barwę, z jasnymi punktami (jamkami) wypełnionymi celulozą, taką zgniliznę powoduje np. korzeniowiec wieloletni (Heterobasidion annosum) -do korozji drewna może się także przyczyniać obecność glonów, porostów i mchów na jego powierzchni (zwiększona wilgotność powierzchni w przypadku mchów, tworzenie zielonej warstwy u glonów, zakwaszanie drewna przez kwasy porostowe wytwarzane przez porosty) 9.Wartość opałowa drewna Wartość opałowa drewna jest to ilość energii cieplnej wydzielana przez spalenie jednostki masy surowca drzewnego. Zależna jest od składu chemicznego drewna oraz jego zawartości wody (suchsze drewno posiada większą kaloryczność). Największą wartością opałową odznaczają się twarde gatunki liściaste, takie jak grab, jesion, dąb czy buk- dają dużą ilość ciepła, długo się żarząc. Drewno o zawartości 20% wody ma wartość opałową wynoszącą 4 Kwh/kg. b) właściwości fizyczne drewna 1.Opór elektryczny drewna Suche drewno jest złym przewodnikiem prądu elektrycznego (wysoki opór właściwy) (jest dobrym izolatorem elektrycznym), duży wpływ na to ma jego wilgotność (wyższa zawartość wody, która jest elektrolitem poprawi jego przewodnictwo elektryczne i zmniejszy jego opór elektryczny) - opór właściwy (wielkość charakteryzująca materiały pod względem przewodnictwa elektrycznego, jest zależna od temperatury) (w celu zwiększenia oporu drewno nasyca się parafiną, olejem lnianym) 2.Przewodnictwo elektryczne drewna- drewno jest słabym przewodnikiem prądu elektrycznego (brak w jego strukturze wolnych elektronów), większa wilgotność drewna (obecność elektrolitów) jest w stanie zwiększyć jego przewodnictwo elektryczne) 3.Wytrzymałość na przebicie- przy dużych siłach elektrycznych cząsteczki dielektryku (izolatora) mogą ulec zniszczeniu- zjawisko to określa się mianem przebicia dielektryku. Wytrzymałość na przebicie jest to stosunek napięcia wywołującego przebicie dielektryka do jego grubości; mierzy się je napięcie mierzonym w kV, jakie materiał może wytrzymać bez przebicia. Za miernik grubości przyjmuje się napięcie potrzebne do przebicia dielektryku o grubości od 0,5 do 1 cm. Wytrzymałość suchego drewna na przebicie wynosi 27-28 kV/5mm (wysoką wytrzymałość na przebicie ma drewno buka, klonu, jaworu i jesionu) 4.Dielektryczne właściwości drewna Wynikają one z tego, że drewno jest dobrym izolatorem prądu elektrycznego: -wysoka wytrzymałość na przebicie -niskie przewodnictwo elektryczne -wysoki opór właściwy -zdolność zwiększania pojemności kondensatora (jeśli zostanie umieszczony między jego okładzinami) o stałą dielektryczną (wartość określająca, ile razy wzrośnie pojemność elektryczna kondensatora, jeżeli przestrzeń między okładzinami zostanie wypełniona dielektrykiem w miejsce powietrza lub próżni) -drewno nie elektryzuje się 5.Piezoelektryczne właściwości drewna