древесина

ДРЕВЕСИНА (ксилема)

ткань древесных и кустарниковых растений, придающая им мех. прочность и участвующая в их питании. Д. состоит из клеток (волокон, сосудов и др.) с одревесневшими (пропитанными лигнином) оболочками и составляет осн. часть ствола, корней и ветвей растений. Между корой дерева и самой Д. находится слой живых клеток (камбий), при делении которых, с одной стороны, образуется кора, с другой — новый слой Д.

Хим. состав Д. зависит от породы и возраста деревьев, от части дерева, а также от типа леса, в котором росли деревья, и др. Состав абсолютно сухой Д. (в %): 49–50 С, 43–44 О, ок. 6Н, 0,1–0,3 N, 0,1–1,0 минеральных веществ. Главные составные части Д. — целлюлоза, лигнин и гемицеллюлозы, состоящие из гексозанов и пентозанов (табл. 1). В Д. содержатся, как правило, относительно небольшие количества таннинов, др. экстрактивных веществ (в древесине дуба 0,7–3,3% смол и жиров, 3–11% таннинов), эфирных масел, красящих и азотсодержащих соед., минер. веществ (водорастворимые соли, в осн. карбонаты К и Na, — 10–25%, водонерастворимые соли — карбонаты, силикаты и фосфаты Ca, Mg и Fe — 75–90%) и др. В малых количествах присутствуют мн. хим. элементы, напр. Al, В, Mn, As. Прир. Д. — гигроскопичный материал капиллярнопористой структуры, способный удерживать влагу в макропорах (в полости клеток — своб. влага) и микропорах (между фибриллами клеточной стенки — связанная, или гигроскопич., влага). Свежесрубленная Д. обычно содержит 60–100% влаги от массы сухой Д. Равновесная влажность для разл. древесных пород приблизительно одинакова и при 20 °C составляет ок. 30% от массы сухой Д. При удалении связанной влаги Д. уменьшается в размерах. Снижение размеров при удалении всей гигроскопич. влаги для Д. отечеств. пород равно в тангенциальном и радиальном направлениях соотв. 6–10 и 3–5%, вдоль волокон — 0,1–0,3%. Плотность Д. существенно зависит от ее породы и влажности, места отбора образцов из деревьев, условий произрастания. Так, плотность Д. деревьев умеренного климата составляет 0,3–0,9 г/см³, тропич. деревьев — 0,05–1,4 г/см³, древесинного вещества разл. пород — ок. 1,55 г/см³. Д. обладает низким относит. удлинением и высокой прочностью при растяжении, особенно вдоль волокон. Эта прочность в значительной степени зависит от влажности Д., и для образцов, напр., свежесрубленной сосны при содержании влаги в заболонной Д. 100–120%, в ядровой Д. 31–34% равна 50–110 МПа, а для образцов той же Д. при средней влажности ок. 10% — 70–150 МПа. Прочность при растяжении поздней Д. хвойных пород обычно в 3 раза больше, чем у ранней. Этот показатель в 2–3 раза больше прочности при сжатии вдоль волокон и приблизительно в 12 раз превышает прочность при скалывании вдоль волокон. Сопротивление изнашиванию повышается с увеличением твердости Д. и ее объемной массы, а уменьшается с возрастанием влажности. Износ торцевой поверхности примерно на 60% больше, чем боковой. Уд. теплоемкость приблизительно одинакова для всех древесных пород — для сухой Д. 1,7–1,9 кДж/(кг∙К) при 0–100 °C. Д. — плохой проводник тепла и электричества, но хорошо проводит звук. Теплопроводность сухой Д. березы и сосны вдоль волокон равна соотв. 0,128 и 0,349 Вт/(м∙К), уд. электрич. сопротивление для березы вдоль волокон при влажности 8% — 4,2∙10⁻⁸ Ом∙м. Скорость распространения звука вдоль волокон колеблется от 3050 до 5260 м/с (примерно в 10 раз выше, чем в воздухе, и в 2–3 раза выше, чем в воде), напр., для дуба и сосны соотв. 4175 и 5030 м/с. Скорость распространения звука поперек волокон в 3 раза меньше. Уд. теплота сгорания сухой Д. всех пород 19,6–21,4 МДж/кг. Доля СССР в общем запасе древесины составляет 24%, а в ее мировом приросте — 28% (табл. 2). Д. широко применяют как строит. конструкционный, а также поделочный материал. Значительную часть Д. (в некоторых странах до 30%) используют как топливо. Благодаря тому что запасы Д. велики и постоянно возобновляются, интерес к ней как источнику энергии сильно возрос. Разрабатываются способы ожижения и газификации Д. с получением соотв. жидкого топлива и топливного газа и через CO — метанола и др. Д. — сырье при изготовлении древесных пластиков, древесностружечных и древесноволокнистых плит.

На хим. переработке Д. основаны мн. лесохим. производства (пиролиз и гидролиз растит. материалов, производство целлюлозы, канифоли, скипидара, дубильных веществ и т. п.). Применение Д. в качестве хим. сырья непрерывно увеличивается.

^{Лит.: Никитин Н. И., Химия древесины и целлюлозы, М. Л., 1962; Перелыгин Л. М., Древесиноведение, 3 изд., М., 1963; Справочное руководство по древесине, пер. с англ., М., 1979; Химия древесины, пер. с фин., М., 1982; Лесная энциклопедия, т. 1–2. М., 1985–86; Фенгел Д.. Вегенер Г. Древесина. Химия, ультраструктура, реакции, пер. с англ., М., 1988.}