Compozitia chimica a lemnului

Compozitia chimica a lemnului

Lemnul este constituit in principal din substante organice ce au la baza carbonul (49,5 %), oxigenul (43,2 %), hidrogenul (6,3 %), azotul (0,1 %), din substante anorganice compuse din diferiti oxizi (oxid de potasiu – K₂O, oxid de sodiu – Na₂O, oxid de calciu – CaO, pentaoxid de fosfor – P₂O₅ etc.) si din oxigen.

Substantele organice se impart in:

componenti principali precum: celuloza, hemiceluloza si lignina, care au o pondere ridicata (96 %) in compozitia chimica a lemnului;

componenti secundari precum: rasinile, uleiurile eterice, substantele tanante, gumele, colorantii, acizii organici, acizii grasi, alcaloizii etc. care se gasesc in cantitati mai mici in compozitia chimica a lemnului.

a. Componentii principali

Celuloza (C₆H₁₀O₅)_n este o polizaharida cu structura macromoleculara, care constituie componenta principala a peretilor celulari din plante. Celuloza se prezinta sub forma de macromolecule filiforme. Lemnul are un continut de celuloza cuprins intre 50-70 %, variind in functie de specie.

Celuloza se intrebuinteaza la fabricarea hartiei, lacurilor, fibrelor artificiale, alcoolului etilic etc.

Hemicelulozele sunt grupuri de polizaharide care insotesc celuloza in peretii celulelor vegetale. Cantitatea de hemiceluloze din lemn variaza intre 15-27 %. Pentozele predomina in lemnul de foioase, iar hexozele in cel de rasinoase.

Lignina este o substanta organica de natura vegetala care impregneaza celulele, fibrele si canalele lemnului, conferindu-i impermeabilitate si rigiditate; se formeaza pe masura imbatranirii celulelor, o data ce acestea nu se mai inmultesc. Dupa celuloza, lignina este constituentul cel mai important al lemnului. Lignina are o structura macromoleculara complexa, fiind un compus amorf. Continutul de lignina din lemn este de 26-29 % la speciile de rasinoase si de 19-26 % la speciile de foioase.

b. Componentii secundari

Rasinile sunt produse organice rezultate din procese vitale, fiziologice sau patologice, care se produc in anumite specii de arbori. Sunt sisteme coloidale de acizi rezinici in uleiuri eterice, esteri aromatici de consistenta moale pana la solida. Rasinile se gasesc in proportie de 0,5-0,8 % in lemnul de rasinoase, fiind in cantitate mai mare in duramen decat in alburn. Prin prelucrarea lor se obtin terebentina, colofoniul, copalul, rasina de guaiac este utilizata in medicina etc.

Uleiurile eterice sunt substante volatile de natura vegetala, insolubile in apa, avand de obicei un miros placut, caracteristic. Din punct de vedere chimic sunt amestecuri de substante complexe cu functiuni chimice diverse (hidrocarburi, alcooli, cetone, eteri, esteri). Se extrag din lemnul rasinoaselor, eucaliptului, santalului etc.

Substantele tanante se gasesc in coaja, frunzele si fructele unor plante: in coaja stejarului, salciei si molidului, in lemnul de stejar (in proportie de 5-10 %) si in cel de quebracho (in proportie de peste 25 %), in fructe de valonee, mirobalan, in gogosile de ristic etc.

Gumele sunt materii vascoase, amorfe, din clasa polizaharidelor, produse de sucurile tesuturilor cambiale ale unor plante, sub actiunea luminii, a aerului si a bacteriilor. Guma ia nastere in coaja sau lemnul plantei si apare in exterior datorita unor leziuni in locurile in care coaja este ranita. Gumele sunt utilizate in industrie, in farmacie, in lucrarile de papetarie etc. Un exemplu de guma este guma arabica care este obtinuta prin evaporarea apei din lichidul vascos secretat de unele specii de Accacia.

Colorantii sunt caracterizati de prezenta in molecula lor a anumitor grupari functionale, numite grupari cromofore (azo –N=N–, carbonil >C=O, nitro – NO₂), carora li se datoreaza culoarea substantei si grupari auxocrome (hidroxil –OH, amino –NH₂), care dau substantei proprietatea de a colora un produs. Colorantii se gasesc in special in duramenul unor specii exotice, cei mai cunoscuti fiind: hematoxilena, xantolina, brazilina, tinctorina. Sunt folositi pentru colorarea fibrelor textile, pieilor, materialelor plastice etc.

Acizii organici influenteaza pH-ul lemnului. In lemn pot fi intalniti, in cantitati mai mici, acidul formic, acidul acetic, acidul lactic, acidul butiric, acidul citric.

Acizii grasi care pot fi intalniti in lemn sunt: acidul oleic, acidul palmitic si acidul linoleic. Prezenta acizilor grasi in lemn influenteaza in mod negativ incleierea si finisarea.