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Untersuchungen über die Heterogenität der Wassersorption der chemischen und morphologischen Komponenten verholzter Zellwände

  • Studien über die Sorption der Holzfaser—Zweite Mitteilung
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Holz als Roh- und Werkstoff Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Im Schrifttum über die Sorption des Holzes finden sich außer gelegantlichen Hinweisen auf die Unterschiedlichkeit der Sorption der verschiedenen Holzkomponenten ganz überwiegend Untersuchungen über die Sorption der Cellulose, dagegen nur spärliche Angaben über die anderen Holzkomponenten, darunter der Hemicellulosen.

Der Erweiterung der Kenntnis der Sorptionseigenschaften der Nichtcelluloseanteile des Holzes, besonders der Hemicellulosen, diente die vorliegende Untersuchung.

An einer neu entwickelten Apparatur wurden Sorptions-isothermen von Holzfaserpräparaten sehr unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und unterschiedlichen morphologischen Zustandes der Zellwände bzw. Zellwandschichten aufgenommen. Die Charakteristik dieser Präparate erfolgte chemisch mittels der Konventionsmethoden, ergänzt durch papierchromatographische Unterschungen, morphologisch durch mikrophotographische Aufnahmen und Untersuchung hochgequollener Präparate.

Bei Gegenüberstellung der aus den Isothermen berechneten Änderungen der freien Enthalpien wurden lineare Abhängigkeiten vom Hemicellulosegehalt der Präparate gefunden. Die entsprechenden Werte der Fichtenpräparate lagen höher als die der Laubhölzer. Die Extrapolation der beiden Geraden auf den Hemicellulosegehalt o ergab bei Abwesenheit von Lignin den Wert der freien Enthalpie der Holzcellulose zu ΔG≈−730 cal/Mol, der für beide Holzarten annähernd zusammenfiel. Die Extrapolation über die hohen Gehalte an reiner Hemicellulose der aus Holocellulose der Buche gewonnenen Hemicellulosen A und B hinaus auf 100% ergab ΔG≈−2100 cal/Mol. Aus den Isothermen und den daraus berechneten freien Enthalpien geht der hydrophobe Charakter der Lignine, insbesondere des nativen Braunslignins hervor (ΔG=−490 cal/Mol).

Die Isothermen des Dioxanlignins stimmen mit früheren Befunden überein und lagen bedeutend niedriger als die von anderen Autoren bei Cuproxamlignin gefundenen Werte. Entsprechend wirken sich die Ligningehalte bei Holz- und Zellstoffpräparaten aus. Auch über die Hydrophilie der im Holz vorhandenen Carboxyl- und Acetylgruppen wurden Hinweise erhalten. Da die morphologische Verteilung der chemischen Komponenten in der Holzzellwand im wesentlichen bekannt ist, Iassen die Ergebnisse auch Aussagen über die Sorption der Zellwandschichten zu. Während eine Naßmahlung durch Auflockerung des Zellwandgefüges eine Steigerung der Hydrophilie bewirkt, zieht die Einwirkung hohen Druckes auf Cellulosematerialien eine Verminderung derselben nach sich. Es wird ein Gesamtbild von der Sorption verholzter Zellwände in neuer Darstellung gegeben.

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Schrifttum

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Holz- und Zellstoffchemie der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Ho.zwirtschaft, Reinbek

    Roland O. H. Runkel & Manfred Lüthgens

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  1. Roland O. H. Runkel
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  2. Manfred Lüthgens
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Auszug aus der von der Math.-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hamburg genehmigten Dissertation von Manfred Lüthgens. Hamburg 1956.

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Runkel, R.O.H., Lüthgens, M. Untersuchungen über die Heterogenität der Wassersorption der chemischen und morphologischen Komponenten verholzter Zellwände. Holz als Roh-und Werkstoff 14, 424–441 (1956). https://doi.org/10.1007/BF02614975

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02614975

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