Értekezés

2. fejezet A hıkezelés tudományos és ipari vonatkozásai
termikus hatásra lejátszódó folyamatokra, elsısorban az oxidatív atmoszférában végbemenı
reakciókra (NASSAR és MacKAY 1984; BOURGOIS 1989; SCHMIDT és mtsai 1995). A
nagy szénhozammal szenesülı lignin a faanyag hıvezetı képességét is csökkenti, ezzel is
növeli a faanyag hıstabilitását (CSONKÁNÉ 2005).
A lignin termikus hatásra bekövetkezı degradációja a lignin molekuláris és molekulás
felépítettségének bonyolultsága mellett jelentıs mértékben a lignin izolálási módjától is függ.
Egy kíméletes izolálási eljárással nyert lignin bomlása már 150-160°C-on elindul, míg egy
kondenzáltabb állapotú lignin csak 200 o C felett kezd el degradálódni. A lignin többször
hangsúlyozott viszonylagos termikus stabilitását csak a hımérséklet emelésével kisebb
mértékben növekvı, lassú degradáció támasztja alá.(NÉMETH K. 1998)
BOURGOIS és munkatársai (1989) a 6. ábra szerint határozták meg a hımérséklet és
a kezelési idı függvényében a lignin mennyiségét. A függıleges tengely a lignin
részarányának változását (Δ%), azaz növekedését mutatja. KLAUDITZ és STEGMANN
(1955) ezt a látszólagos növekedést annak tulajdonítják, hogy a pentozán nem hidrolizáló
részei a kémiai meghatározásnál a ligninrészhez adódnak.
6. ábra A ligninrész változása hı hatására BURGOIS (1989)
Habár a hıdegradáció során a lignin tekinthetı a legstabilabbnak a faalkotók közül,
mégis megfigyelhetıek 200 o C-alatti változások is. Úgy vélik, hogy a bomlás során keletkezı
savak járulnak hozzá a lignin „korai” hidrolitikus bomlásához. További hevítés a benzolgyőrő
oldalláncainak lehasadásához majd a reaktív benzolgyőrők és a szabad aldehidek
reakciójához, kondenzációs reakciókhoz (TJEERDSMA és mtsai. 1998) és a hidrofil
tulajdonság csökkenéséhez vezet (FENGEL, WEGENER 1984).
Lignin esetében a hımérséklet és a hıntartási idı komplex hatására KÜRSCHNER és
MELCEROVA (1965b) is rámutattak. Bükk (Fagus sylvatica) hevítésénél már 100 o C felett
észlelték a lignintartalom csökkenését és 160 o C-os, 14 napos kezelés után a savoldhatatlan
lignintartalom már 1% alatti volt.
A tömegcsökkenés alapján meghatározott globálkinetikából kiindulva hı hatására a
lignin elsı tömegcsökkenéssel járó szakasza 150-340 o C között játszódik le, mintegy 10-15%os
tömegveszteséggel. A folyamat endoterm, rosszul determinálható csúccsal. A második
lépés mintegy 500 o C-ig tart. A visszamaradó szenesült rész 40-45% (NÉMETH K. 1989).
RUNKEL (1951) szerint a fa plaszticitásának változása a magasabb hımérsékleten,
hidrolízis által végbemenı lignin és szénhidrát kötések bomlásával magyarázható, mely
folyamatok párhuzamosan futnak a nem szénhidrátokhoz kötött ligninrészek
depolimerizációjával. Ezek a kapcsolatok egyrészrıl lehetnek éteres jellegőek, amikor vagy a
fenolos, vagy az alifás hidroxilcsoportok reagálnak a szénhidrátok hidroxilcsoportjaival.
Másrészrıl lehetnek acetál, illetve félacetál jellegőek, amikor a fenil-propán maradékok
karbonilcsoportjai reagálnak a szénhidrátok hidroxilcsoportjaival. Ezért hıkezeléskor a víz
13