Гетерокапиллярная структура древесины
На данной стадии поглощения воды выделяется теплота набухания теплота гидратации, зависящая от плотности упаковки и увеличивающаяся в последующем порядке хлопковая целлюлоза 43...47 Дж/г, древесная целлюлоза 55...76 Дж/г, древесина 65...85 Дж/г. Необыкновенно мощьное сжатие наблюдается для самых первых порций поглощенной воды (приблизительно 3%), плотность которой увеличивается до 2,6 г/см3. Во время этого поцесса развивается давление набухания (в среднем 1...3 МПа). В тангенциальном направлении у древесины хвойных пород давление набухания в полтора — два раза выше, чем в радиальном. Чем выше плотность древесины, тем выше давление набухания.
При погружении в воду сухой древесины происходит поглощение и гигроскопической и свободной воды. Наибольшее влагосодержание клеточных стенок, достигаемое при увлажнении древесины в воде, называют пределом насыщения клеточных стенок. Такое состояние подходит к установлению равновесия влажности клеточных стенок с водой, находящейся в полостях клеток. Для древесины пород умеренной климатической зоны абсолютная влажность при этом находится в пределах 30%. Сначало данное понятие отождествляли с пределом гигроскопичности, но, строго говоря, эти понятия различаются. На предел насыщения клеточных стенок влияет плотность древесины, но не влияет температура, тогда как предел гигроскопичности с повышением температуры снижается.
Максимальная абсолютная влажность мокрой древесины при долгом (более 30 сут.) выдерживании в воде складывается из предела насыщения клеточных стенок и максимально достигаемого количества свободной воды. Эта влажность зависит от плотности древесины и составляет для разных древесных пород, соответственно: лиственница 125%, сосна 180, ель 215, сосна кедровая 210, пихта 258, дуб 126, береза 1357и осина 186%.
При обратном процессе — сушке древесины — в начале удаляется свободная вода, а потом уже гигроскопическая влага. При всем этом происходят два процесса — испарение воды с поверхности древесины и перемещение воды снутри к поверхности. На стадии удаления гигроскопической влаги, особенно последних 7%, наблюдается обратное набуханию явление усушка (усадка) древесины, заключающаяся в уменьшении линейных размеров и объема древесины. Вследствие анизотропии параметров древесины усадка в разных направлениях, как и набухание, происходит неравномерно. В аксиальном направлении усадка в несколько 10-ов раз меньше, чем поперечных, при этом в тангенциальном направлении деформация в полтора-два раза больше, чем в радиальном. Сердцевинные лучи, особенно в древесине лиственных пород, удерживают усушку в радиальном направлении. Поздняя древесина в годичном кольце усыхает сильнее ранней. Все это может приводить к растрескиванию и короблению древесных материалов при неправильной сушке.
Полностью удалить всю воду высушиванием древесины при 100...110°С невозможно. Потому абсолютно сухая древесина всегда содержит небольшое количество прочно связанной воды (около 0,4...0,55%). Для удаления всей воды требуется нагревание до температуры выше 150°С. Повышение же температуры при сушке неизбежно приводит к химическим изменениям компонентов древесины — реакциям дегидратации, окисления кислородом воздуха, термической деструкции и др. Присутствие неудаляемой воды в древесине и препаратах целлюлозы обусловливает наличие в ИК-спектрах полосы поглощения прочно связанной воды при 1650 см. Низкотемпературные действия не вызывают замерзания связанной воды, тогда как свободная вода образует лед.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
Страницы: 1 2
Загрузка ...