тів при гарячому пресуванні розкривають механізм утворення пелет. Сутність його полягає у розвитку міжволоконній взаємодії. Однак процес поширюється на всю клітинну стінку деревини і є невід'ємною складовою виготовлення матеріалу.
Хімічні перетворення при гарячому пресуванні пелет є гетерогенним процесом і протікають з низьким ступенем завершеності. Перетворення поширюються за межі міжволоконній контакту і знижують власну міцність деревних волокон. Розділити ділянки хімічних реакцій на необхідні для розвитку міжволоконній взаємодії і на супутні, в яких в тому числі відбуваються реакції, негативно діють на міцність компонентів, не представляється можливим [6].
Фізико-хімічні явища, пов'язані з температурними переходами і встановленням адгезійного взаємодії, згідно дифузійної теорії адгезії також захоплюють весь обсяг клітинної стінки, а не обмежуються тільки поверхнею розділу фаз. Електрорелаксаціонная і адгезійна теорії також не передбачають звести встановлення взаємодії тільки до межі розділу фаз, під якими розуміються деревні волокна. В якості міжфазної межі, якщо звернутися до малюнка 3, тут виступають окремі компоненти клітинної стінки. Лігнін і нецелюлозний полісахариди в деревній тканини є неповністю сумісними полімерами. Отже, в умовах пресування в них відбуваються фізико-хімічні зміни, такі, як температурні переходи, взаімодіффузія структур різного рівня, а також хімічні - деструкція, поява нових функціональних груп. Зміни супроводжуються переміщеннями макромолекул або їх сегментів в силовому полі. У результаті встановлюються нові міжмолекулярні і хімічні взаємодії.
Якщо спробувати механізм утворення пелет звести до кількох основних елементів, то можна скористатися схематичної залежністю міцності пелет від тривалості та інтенсивності теплового впливу (малюнок 2).
- міцність пелет; 2 - міцність пелет, отриманих з предварітельнообработанного паром деревної сировини; 3 - набухання
Малюнок 1.2 - Схема зміни міцності пелет від інтенсивності теплового впливу при гарячому пресуванні
Висхідна гілка кривої 1 відображає наростання міцності пелет внаслідок розвитку міжволоконній взаємодії (ділянка I). Воно супроводжується перетвореннями компонентів, що знижують власну міцність деревних волокон. Низхідна гілка (ділянку II) відображає стан, коли зниження міцності деревних волокон починає обмежувати зростання міцності пресованих пелет в цілому [7].
Незважаючи на подальший розвиток міжволоконній взаємодії зі збільшенням інтенсивності теплового впливу (або тривалості його), міцність матеріалу на ділянці II закономірно знижується. Отже, шлях до підвищення міцності пелет лежить до створення умов розвитку міжволоконній взаємодії при збереженні міцності деревних волокон (крива 2), щоб домогтися виходу на точку екстремуму до значного розвитку деструкційних процесів. Слід, однак, мати на увазі, що виключити зниження власної міцності при гарячому пресуванні в принципі не можна. Мова йде лише про розумне її обмеженні та регулюванні.
Напрями, за якими досягають зростання міжволоконній взаємодії, зводяться до наступного:
регулювання в'язкопружних властивостей, щоб забезпечити достатню поверхню контакту;
активація поверхні контакту волокон, необхідної для хімічних взаємодій і освіти Н-зв'язків;
використання додаткових активних екологічно чистих добавок для розвитку адгезії або хімічної зшивання макромолекул і структур;
мінімізація внутрішніх напружень, що підвищить формостабільность пелет.
На закінчення відзначимо, що межволоконное взаємодія обумовлена ??широким спектром явищ, які отримують розвиток у процесі температурно-силового впливу на вихідне деревна сировина при трансформації його в готові пелети. Зумовлюють взаємодія сили складаються з сил тертя між поверхнями переплетених волокон і міжмолекулярних сил. Стабільне взаємодія досягається в результаті хімічних реакцій між компонентами деревини: фракціями лігніну, частково деструктировать і окисленими геміцелюлозами, а також екстрактивних речовин. З меншою активністю в процес залучені всі інші компоненти. Межволоконное взаємодія розвивається з неодмінними змінами всього обсягу [8].
2. Хімічні перетворення компонентів деревини при отриманні паливних пелет
Будова вторинної картатій стінки, відповідно до моделі П.П. Еріньша [9], наведено на малюнку 3. Екстрактні речовини, як не входять до складу клітинної стінки, на схемі не показані, але їх роль істотна, особливо розчинних в органічних розчинниках, умовно званих «смолами».
Елементарні фібрили целюлози виступають армуючим компонентом, лігнін і нецелюлозни...
