chemické složení dřeva
DESCRIPTION
Chemické složení dřeva. Dřevo se skládá prakticky z většiny známých chemických prvků. Tyto prvky jsou ve dřevě obsaženy v různém množství ve formě složitých makromolekulárních látek. Dřevo je složeno hlavně z těchto chemických prvků: Uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), dusík (N) … - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Název a adresa školy:Střední odborné učiliště stavební, Opava, příspěvková organizace, Boženy Němcové 22/2309, 746 01 Opava
Název operačního programu:
OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5
Registrační číslo projektu:
CZ.1.07/1.5.00/34.0713
Název projektu: Zvyšování klíčových aktivit
Předmět, ročník: Materiály, 1. ročník
Název sady vzdělávacích materiálů:
Materiály-teorie
Sada číslo: ICT-41
Pořadové číslo vzdělávacího materiálu:
10
Označení vzdělávacího materiálu:
VY_32_INOVACE_ICT-41-10
Téma vzdělávacího materiálu:
Dřevo - chemická stavba
Druh učebního materiálu: Prezentace
Autor: Ing. Luděk Hadámek
Anotace: Chemické složení
Metodické poznámky: Materiál je vhodný pro učební obor truhlář, operátor
Datum vytvoření: 14. 5. 2013
Ověření ve výuce: 14. 2. 2014
Chemické složení dřeva
Dřevo se skládá prakticky z většiny známých chemických prvků. Tyto prvky jsou ve dřevě obsaženy v různém množství ve formě složitých makromolekulárních látek.
Dřevo je složeno hlavně z těchto chemických prvků:
Uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), dusík (N) …
Z těchto prvků jsou složeny složité organické látky:
Celulóza, lignin, hemicelulózy, pektiny,
pryskyřice, třísloviny, barviva ….
A látky anorganické – ve formě vodných roztoků:
Vápenité, draselné, hořečnaté, sodné…
(při spálení dřeva zůstávají v popelu - cca 0,5%)
Chemické složení dřeva-buněčné stěny
Jehličnaté a listnaté dřeviny mají nejen rozdílnou stavbu, ale i rozdílné chemické složení. Největší rozdíl je v látkách obsažených v buněčných dutinách.
• Celulóza - cca 46-56%. Jedná se o polysacharid (C6H10O5 ) n ve formě vaničkové nebo židličkové (n je 1000 a více). Makromolekuly celulózy (micely) se spojují a tvoří fibrily. Tyto tvoří pružnou kostru dřeva. Výplň kostry tvoří lignin. Ze dřeva získaná celulóza obsahuje příměsi a nazývá se buničina. Působením chemikálií se vznikají deriváty celulózy (nitráty, acetáty…).
Chemické složení dřeva - buněčné stěny - celulóza
Obr.3
Židličková forma celulózy
Vaničková forma celulózy
Obr.4
Chemické složení dřeva - buněčné stěny II
• Lignin - cca 20-30%. Jedná se o aromatický podíl
dřeva. Chemické složení se mění podle metody jeho výroby. Lignin vyvolává zdřevnatění - mechanicky zpevňuje buněčnou stěnu. Sušený lignin slouží jako plnivo, pojivo a práškové palivo.
C9H10O2, C10H12O3, C11H14O4
Chemické složení dřeva-buněčné stěny III
• Hemicelulózy - cca 23-35%. Jedná se o
polysacharid s polymeračním stupněm 150-250 jednotek. Jsou méně stálé než celulóza při výrobě ligninu se většinou rozkládají na jednoduché cukry.
Obr.7
Hemicelulóza
Hemicelulóza (xylanaza)
Chemické složení dřeva-buněčné stěny IV
• Pektiny- vyskytují se hlavně v mladých stromech.
Ve vzrostlých stromech je jejich obsah do 1%. Používají se k výrobě přísad do potravin a lepidel.
Obr.8
Chemické složení dřeva-buněčné dutiny
Jsou v dutinách – vakuolách ve formě roztoků. Dají se dále rozpouštět a vyluhovat. Vzhledově a mechanicky se dřevo skoro nemění. Podíl těchto látek je obvykle do 15% (na hmotnost dřeva při w=0%). Tyto látky slouží jako látky zásobní, ochranné, barviva …
• Prchavé látky – silice, éterické oleje … Jedná se o látky, které jsme schopni ze dřeva získávat.
• Pryskyřičné látky- jsou to směsi různých látek v roztoku. Pryskyřice s velkým obsahem silic se nazývají balzámy. Terpentýn- je to přírodní rozpouštědlo využívá se k výrobě nátěrových hmot. Kalafuna- využívá se při výrobě mýdla, papíru, do laků, izolačních materiálů …
Chemické složení dřeva-buněčné dutiny II
• Třísloviny - látky rozpustné ve vodě nebo
alkoholu. Jsou ve všech dřevinách v různém množství. Zvyšují trvanlivost dřeva. Snadno se okysličují - dřevo mění barvu. Při moření reagují se solemi kovů . Při styku se železem černají - způsobují výskyt skvrn na řezivu (DB, SM).
• Barviva - jsou to směsi různých látek. Jsou rozpustné ve vodě nebo alkoholu. Ve dřevě jsou barviva žlutá, modrá, hnědá a zelená. Dávají dřevu různé zabarvení jejich optickým smíšením.
Chemické složení dřeva-barviva
Obr.9Obr.10
Obr.11Obr.12
Obr.14Obr.13
Obr.18
Obr.17Obr.16Obr.15
Obr.19Obr.20
Obr.21
Chemické složení dřeva - buněčné dutiny III
• Minerální látky - látky rozpustné ve vodě. Při spálení
zůstávají v popelu.• Kovy - vyskytují se skoro všechny kovy v nepatrném
množství. Zvyšují odolnost proti škůdcům.• Volné cukry, škroby, tuky - tvoří zásobní látky dřeva. • Saponiny, alkaloidy - u některých pracovníků způsobují
ekzémy a alergie. (Hlavně v brusném prachu u mahagonu, tisu ...)
• Proteiny (bílkoviny) - umožňují růst. Snadno se rozkládají a hnijí.
Způsoby výroby buničiny
• 1) Kyselý (sulfitový) způsob - proces probíhá při pH 1-2 a až za teploty 140 °C
• Při procesu dochází ke kyselé hydrolýze celulózy i hemicelulóz, čímž vznikne množství jednoduchých cukrů
• Vyrobená buničina má poměrně vysokou bělost, ale o něco nižší pevnost
• V ČR se sulfitová buničina v současnosti vyrábí jen v Paskově
• 2) Zásaditý (sulfátový) způsob - varné pH se může blížit až hodnotě 13 a dosahuje se teplot až ke 170 °C
• vzniklá buničina vyniká výbornými pevnostními vlastnostmi
• jako vedlejší produkt vzniká při tomto procesu při čištění odpadního louhu tálové mýdlo
• nepotřebuje dokonalé odkornění vstupního materiálu• v ČR se sulfátová buničina v současnosti vyrábí jen
ve Štětí
Chemická stavba - kontrolní test
• Které jsou základní prvky tvořící dřevo?
• Co je to celulóza?
• Která sloučenina poskytuje dřevu pevnost - tuhost?
• Které látky zůstávají v popelu po spálení dřeva?
• K čemu nám pomáhají třísloviny ve dřevě?
• Co ovlivňují barviva ve dřevě?
Chemická stavba - kontrolní test - výsledky
• Které jsou základní prvky tvořící dřevo?• Uhlík, kyslík, vodík, dusík, fosfor ….• Co je to celulóza?• Základní stavební sloučenina dřeva.• Která sloučenina poskytuje dřevu pevnost - tuhost?• Lignin.• Které látky zůstávají v popelu po spálení dřeva?• Minerální látky.• K čemu nám pomáhají třísloviny ve dřevě?• Umožňují chemické moření jednosložkovými mořidly.• Co ovlivňují barviva ve dřevě?• Optický vzhled dřeviny, texturu.
DĚKUJI ZA POZORNOST
Použité zdroje:
KŘUPALOVÁ, Zdeňka. Nauka o materiálech: pro 1. a 2. ročník SOU učebního oboru truhlář. Vyd. 1. Praha: Sobotáles, 1999, 235 s. ISBN 80-859-2057-3.
JELÍNEK, Jan a Vladimír ZICHÁČEK. Biologie pro gymnázia: (teoretická a praktická část). 8., rozš. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2006, 575 s. ISBN 80-718-2217-5. Obrázky: 1,2
Dřevo od A do Z. 1. vyd. Čestlice: Rebo, 2006, 427 s. ISBN 978-80-7234-531-12007. Obrázky: 5
HADÁMEK, Luděk. Obrázky: 3,4, 6-22