Формирование и структура целлюлозы

Древесина сосны состоит из пустотелых веретенообразных трахеит, стенки которых сформированы в основном из природного полимера - целлюлозы.

Сначала в листьях дерева из атмосферного углекислого газа СО2 и воды Н2О под действием солнечного света образуется глюкоза:

Глюкоза хорошо растворяется в воде. В растворенном виде она внутренними каналами дерева доходит до растущих клеток камбия. В стенках клеток в результате реакции поликонденсации молекул глюкозы образуются кислородные связи -О- и молекулы воды, которые поступают к соку дерева.

-ОН + НО- ® -О- + Н₂О

Кислородная связь соединяет концы молекул глюкозы между собой, образуя макромолекулу целлюлозы, которая состоит из нескольких сотен глюкозных звеньев.

Таким образом, целлюлоза является естественным линейным полимером, нитевидные звенья которой жестко связаны (сшитые) гидроксильными связями.

Микроструктура древесины

О микроструктуре древесины сосны дает представление микрофотография образца восточной белой сосны, рис. 4.3.

Основную массу древесины сосны составляют трахеиты, рис. 4.4, рис. 4.5, (90 ÷ 95% общего объема древесины) с большими пустотами - люмен, расположенных вдоль ствола и частично в поперечном направлении трахеиты сердцевинных лучей (5 ÷ 10% от общего объема древесины). По сердцевинным лучам древесина легче всего раскалывается и растрескивается.

Наиболее прочная и устойчивая к загниванию опорная (механическая) ткань, образованная трахеитами поздней древесины. Трахеиты выполняют также ведущую функцию, соединяются между собой с помощью микроскопических отверстий.

Рис. 4.3. Микрофотография образца восточной белой сосны. Можно видеть продольные трахеиты, смоляные ходы, лучи, окаймленные поры на радиальной поверхности трахеит и зоны контакта полуокаймленных пор на лучах трахеит

Рис. 4.4. Трахеиты ранней (а) и поздней (б) древесины

а) б)

Рис. 4.5. Электронная микрофотография поперечного сечения: а - фрагмента стенок трахеит сосны ладанной, обработанной фтористоводородной кислотой HF, × 12000 б - клеток красного дуба, × 2000

На рис. 4.5, а, изображен электронный микроснимок поперечного сечения фрагмента стенок трахеит сосны ладанной, обработанной фтористоводородной кислотой HF, с увеличением изображения × 12000. Более наглядно микроструктуру стенок трахеит можно представить с рис. 4.5, б, отражающая стенки клеток красного дуба с увеличением × 2000.

Трахеиты и их стенки состоят из нескольких слоев, которые отличаются по своему составу и толщине. Внутренняя пустота трахеиты - люмен.