ному переміщенню макромолекул, зміни положення елементарних целюлозних фібрил, а в більш напружених ділянках і до зміни орієнтації кристалітів. У вторинній клітинній стінці, як і при межволоконном контакті, протікають конкурентні реакції термодеструкції і конденсації. Конденсація отримує розвиток на стадії сушіння, а на заключній стадії пресування відзначають переважання деструкції законденсірованного лігніну з появою нових фенольних гідроксильних груп і аліфатичних гідроксильних груп при зниженні первинних гідроксілов. Дослідники відзначають зниження молекулярної маси препаратів лігніну на заключній стадії пресування.
Вуглеводна частина на початку гарячого пресування також піддається термодеструкції, причому захоплюються як легкогідролізуемого, так і трудногідролізуемие полісахариди. Потім відбуваються окислювальні реакції і піролітична деструкція. Утворені з первинних спиртових груп цукрів карбоксильні групи взаємодіють з гідроксильними групами інших молекул з встановленням складноефірний зв'язку, яка бере участь в міжволоконній взаємодії. Протікають реакції низькотемпературного піролізу. Продукти деструкції гемицеллюлоз зазнають змін з утворенням гумміподобних речовин.
Додатково до основних компонентів клітинної стінки в механізмі утворення пелет беруть участь екстрактивні речовини. Різноманітність їх хімічної природи при направленому включенні в процес міжволоконній взаємодії забезпечить можливість підвищити якість пелет.
Таким чином, основні компоненти деревини беруть участь в утворенні пелет, виконуючи при цьому свої функції. Якщо целюлоза є армуючим компонентом і її деполимеризация і деструкція повинні бути обмежені призначенням параметрів отримання пелет, то лігнін і геміцелюлози формують полімерну матрицю. Виключення їх з композиції призводить до зниження якості пелет. У лігніну найбільш активні низькомолекулярні фракції. Підданий конденсації лігнін характеризується низькою реакційною здатністю. Нецелюлозний полісахариди і продукти їх термопревращеній вносять внесок у розвиток міжмолекулярної взаємодії.
3. Теорія міцності паливних пелет
Міцність характеризує здатність твердих тіл протистояти руйнуванню і зберігати цілісність під дією зовнішніх сил. Міцність є одним з найголовніших властивостей древесноплітних матеріалів, в тому числі і паливних пелет. Такі фізичні властивості, як щільність, твердість, модуль пружності, є інтегральними, усередненими по всьому зразком. На противагу їм міцність - властивість екстремальне: руйнування відбувається в найбільш слабкому місці зразка. Таким слабким місцем є дефекти структури і внутрішні напруження, які варіюють зі змінними значеннями за площею конкретного зразка [13].
Для прикладу, проаналізуємо значення щільності і міцності, певних по СТБ 2027 паливних пелет представлених в таблиці 1.
Таблиця 1 - Щільність і міцність паливних пелет
Статистичні характерістікіс, кг/м 3 у изг, МПаСреднее арифметичне 978,444,4Среднее квадратичне відхилення 14,42,38Варіаціонний коефіцієнт х=100у/X1,55,4
З таблиці 1 видно, що зразки по міцності сильно відрізняються один від одного, тоді як відносно щільності варіаційний коефіцієнт виявляється в 3,6 рази менше.
Всім матеріалами, у тому числі і деревним пеллетам, притаманна мінливість міцності. Вона обумовлена ??тим, що міцність являє собою так зване структурно-чутливе властивість. Це означає, що будь-яке незначне зміна структури не робить істотного впливу на щільність, але непропорційно і сильно впливає на міцність.
При розгляді механізму утворення древесноплітних матеріалів необхідно знати, які теоретичні межі, до яких можна прагнути у підвищенні міцності. Така інформація корисна, щоб мати уявлення про перспективи того чи іншого технічного рішення в області вдосконалення технології та модифікування паливних пелет. У цьому зв'язку звернемося до когезії.
Когезия - зчеплення частин одного і того ж фізичного тіла (молекул, атомів, іонів) під дією сил тяжіння. Когезия обумовлена ??міжатомними і міжмолекулярними взаємодіями. Сили хімічного зв'язку визначають міцність матеріалів. Водневі зв'язки особливо істотні для міцності деревних і целюлозних матеріалів. Міжмолекулярні сили (або ванн-дер-ваальсово взаємодія) виявляються у всіх агрегатних станах речовини [14].
Під хімічної зв'язком розуміється такий вид взаємодії між атомно-молекулярними частками, який обумовлений спільним використанням їх електронів. Усуспільнення електронів може змінюватися в широких межах. При рівному їх усуспільнення реагують частками виникає ковалентний зв'язок. Переважне зміщення електронів до одного з двох пов'язаних атомів (поляризація) дає полярно-ковалентний зв'яз...
