木材は、酸素のない状態、あるいは酸素の供給が制限された状態で起こる熱分解の過程で、大きな変化を遂げる。
5つの主な変化の説明
1.最初の加熱とガス放出
木材が加熱されると、発煙し、可燃性ガスを放出し始める。
木材の表面はひび割れ、炭化して黒くなる。
この炭化は、水が沸騰しながら一定の温度を保つのと同じように、ガスが沸騰するにつれて木材を冷却する。
2.炭化と加熱
アウトガスがほぼ止まると、炭の温度は上昇し、赤熱に達する。
炭素分子は炭から気化し、酸素と反応してかすかな青紫色の炎を出す。
3.最終酸化と灰の生成
すべての炭素が気化し酸化した後、少量の白っぽい灰が残る。
4.熱分解の定義とメカニズム
熱分解とは、多くの場合、不活性雰囲気中で、物質を高温で熱分解することである。
このプロセスでは、過剰な熱振動により、長鎖分子がより小さな分子に分解される。
この分解により、揮発性生成物と炭素を多く含む炭化物が生成される。
5.木材熱分解の化学経路
セルロース、ヘミセルロース、リグニンを主成分とする木材は、熱分解中にさまざまな化学反応を起こす。
セルロースは、二酸化炭素、一酸化炭素、水とともに、レボグルコサンと脂肪族炭化水素鎖に分解する。
リグニンは分解してフェノール化合物を生成し、ヘミセルロースはフルフラールを生成する。
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