Công thức hóa học của gỗ là gì? Tính chất của từng thành phần

Gỗ là chất liệu chính làm nên các vật dụng quen thuộc trong lĩnh vực như nội thất, xây dựng công nghiệp,… Vậy bạn đã bao giờ thắc mắc công thức hóa học của gỗ là gì chưa? Hay thành phần hóa học trong gỗ bao gồm những gì? Nếu có, bài viết dưới đây chính là câu trả lời dành cho bạn.

Xem thêm: Khái niệm sàn gỗ công nghiệp – Sàn Gỗ Nguyễn Kim

Công thức hóa học của gỗ là gì? Tính chất của các thành phần

Gỗ không có công thức hóa học bởi chúng không phải một hợp chất hóa học riêng lẻ mà được cấu thành từ nhiều hợp chất khác nhau. Theo đó, các thành phần này bao gồm:

Cellulose

Đây là thành phần chính như nhắc tới công thức hóa học của gỗ, chiếm khoảng 40-50% khối lượng gỗ. Cellulose là một polysaccharide, là một loại đường polymer được tạo ra từ nhiều đơn vị glucose. Chúng có đặc tính rắn, cứng và đàn hồi. Do có tính chất cơ học tốt nên có thể chịu được áp lực và kéo dài. Ngoài ra, cũng có khả năng hấp thụ nước, tạo ra một lớp màng bảo vệ bề mặt của gỗ.

Lignin

Lignin là thành phần quan trọng thứ hai của gỗ, chiếm khoảng 25-35% khối lượng gỗ. Lignin là một polymer không đồng nhất, chứa nhiều loại hợp chất khác nhau. Nó cung cấp độ cứng và khả năng chống mục nát cho gỗ.

Hemicellulose

Hemicellulose là một loại polysaccharide nhỏ hơn cellulose, chiếm khoảng 20-30% khối lượng gỗ. Hemicellulose là một loại chất gắn kết giữa cellulose và lignin, có tính chất tương tự như cellulose. Tuy nhiên, hemicellulose dễ bị phân hủy hơn cellulose, do đó nó là thành phần chính trong quá trình phân hủy gỗ.

Protein

Gỗ chứa một lượng nhỏ protein, thường là các enzyme hoặc các chất hữu cơ khác có khả năng tác động đến quá trình phân hủy gỗ. Trong gỗ, protein được tìm thấy trong các tế bào của cây, chủ yếu là trong phloem và xylem.

Trong xylem, protein được tìm thấy trong các tế bào trực tiếp liên quan đến chuyển hóa và chuyển nước. Nó được tạo ra bởi các tế bào cambium và phloem trước khi chuyển vào xylem. Protein trong xylem giúp cho quá trình chuyển hóa và chuyển nước diễn ra hiệu quả hơn.

Trong phloem, protein chủ yếu được tìm thấy trong tế bào thành và tế bào phloem. Protein này giúp cho quá trình chuyển hóa tăng trưởng và phân bón của cây diễn ra hiệu quả hơn.

Tinh dầu

Tinh dầu trong gỗ có thể có nhiều thành phần khác nhau, chủ yếu là terpenoid và các hợp chất hữu cơ khác. Chúng có thể làm cho gỗ mùi thơm, có tính chống mục nát và làm cho gỗ dễ cháy hơn.

Acid hữu cơ

Acid hữu cơ trong gỗ thường là acid carboxylic, phenolic và hydroxycarboxylic. Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy gỗ. Cụ thể như sau:

• Acid carboxylic: Các acid carboxylic được tìm thấy trong gỗ là các axit hữu cơ có chứa nhóm carboxyl (-COOH). Các axit carboxylic thường được tìm thấy trong lignin và các polysaccharide như cellulose và hemicellulose. Trong gỗ, acid carboxylic có thể gây ra tác dụng với chất đệm và các muối kim loại, góp phần tạo ra các tính chất vật lý của gỗ như khả năng hấp thụ nước và độ dẻo dai.
• Acid phenolic: Acid phenolic là một loại acid hữu cơ có chứa nhóm phenol (-OH) liên kết với nhóm carboxyl (-COOH). Acid phenolic có thể được tìm thấy trong lignin và các hợp chất có liên quan đến lignin như các acid phenolic sinapic, ferulic và p-coumaric. Trong gỗ, acid phenolic giúp tăng độ bền của gỗ và khả năng chống mục nát.
• Hydroxycarboxylic acid: Hydroxycarboxylic acid là một loại acid hữu cơ có chứa cả nhóm hydroxyl (-OH) và carboxyl (-COOH). Hydroxycarboxylic acid được tìm thấy trong lignin và các polysaccharide như cellulose và hemicellulose. Trong gỗ, hydroxycarboxylic acid có thể tác động đến độ dẻo dai và khả năng chống mục nát của gỗ.

Muối khoáng

Muối khoáng có thể được tìm thấy trong gỗ, chủ yếu là các ion như kali (K), canxi (Ca), magie (Mg) và nhôm (Al). Trong đó:

• Kali là một muối khoáng phổ biến trong gỗ và có thể tác động đến độ bền và độ dẻo dai của gỗ. Nếu lượng kali trong gỗ quá nhiều, nó có thể làm cho gỗ trở nên dễ gãy.
• Canxi là một muối khoáng phổ biến nhất được tìm thấy trong gỗ. Nó có thể được tìm thấy trong tất cả các loại gỗ và có thể tác động đến độ cứng và độ bền của gỗ. Canxi có thể kết hợp với các axit hữu cơ trong gỗ để tạo ra các muối canxi và làm cho gỗ trở nên cứng hơn. Tuy nhiên, nếu lượng canxi quá nhiều có thể làm giảm độ bền của gỗ.
• Magie là một muối khoáng được tìm thấy trong gỗ và có thể ảnh hưởng đến tính chất vật lý của gỗ. Magie có thể tác động đến màu sắc của gỗ và làm cho nó trở nên vàng hoặc xám hơn. 
• Nhôm là một muối khoáng được tìm thấy trong gỗ và có thể góp phần tạo ra tính chất kháng cháy của gỗ. Nhôm có khả năng tạo ra các muối nhôm với các hợp chất hữu cơ trong gỗ, làm cho gỗ trở nên kháng cháy hơn.

Những yếu tố tác động đến tính chất cơ bản của vật liệu gỗ

Gỗ chủ yếu được khai thác từ các loài cây thân gỗ trong tự nhiên. Trung bình mỗi năm có khoảng 10 tỷ tấn gỗ ra đời với sự đa dạng các loại. Nhìn chung, gỗ tự nhiên có độ bền và khả năng chịu lực tốt nên được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày. Nhưng tính chất cơ học của gỗ sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như: độ ẩm, khối lượng, tỷ lệ phần trăm, độ co ngót. Cụ thể như sau:

Về độ ẩm

Đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất gỗ. Có 3 dạng nước trong gỗ bao gồm: nước mao quản, nước hấp phụ và nước liên kết hóa học. Nếu bên trong gỗ chứa nước hấp phụ cực đại và không có nước tự do thì sẽ được xem là giới hạn bão hòa. Tùy vào từng loại gỗ mà giới hạn bão hòa dao động 25 đến 35%. Những tác động cụ thể của độ ẩm tới tính chất của gỗ như sau:

• Độ ẩm ảnh hưởng đến khối lượng riêng, khối lượng và thể tích của gỗ. Khi độ ẩm tăng, khối lượng và thể tích của gỗ cũng tăng, làm giảm khối lượng riêng của gỗ. 
• Độ ẩm ảnh hưởng đến độ bền và độ cứng của gỗ. Khi độ ẩm tăng, độ cứng và độ bền của gỗ giảm, làm cho gỗ dễ bị cong vênh và gãy.
• Độ ẩm ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ và giải phóng nước của gỗ. Khi độ ẩm tăng, khả năng hấp thụ nước của gỗ cũng tăng, gây ra các vấn đề như thối rữa và mục nát.
• Độ ẩm ảnh hưởng đến khả năng giữ nhiệt và truyền nhiệt của gỗ. Khi độ ẩm tăng, khả năng giữ nhiệt của gỗ giảm, làm cho nó dễ bị biến dạng khi bị nhiệt.

Về khối lượng

Khối lượng riêng của gỗ phụ thuộc vào loại gỗ và độ ẩm của nó. Thông thường, khối lượng riêng của gỗ khoảng từ 300 đến 1000 kg/m3. Khối lượng của gỗ ảnh hưởng đến tính chất cơ bản của gỗ và cần được xác định để đảm bảo sự sử dụng và bảo quản gỗ hiệu quả. Cụ thể:

• Tính chất cơ học: Khối lượng của gỗ ảnh hưởng đến độ cứng, độ bền, tính đàn hồi và tính đàn hồi của gỗ. Vì khối lượng của gỗ tăng, độ cứng và độ bền của nó cũng tăng, trong khi tính đàn hồi và đàn hồi của nó giảm.
• Tính chất nhiệt độ: Gỗ có khối lượng cao thường có khả năng giữ nhiệt tốt hơn và truyền nhiệt chậm hơn so với gỗ có khối lượng thấp.
• Tính chất âm thanh: Gỗ có khối lượng thấp có thể làm rung và phát ra âm thanh tốt hơn so với gỗ có khối lượng cao.
• Tính chất hấp thụ nước: Gỗ có khối lượng thấp thường hấp thụ và giải phóng nước nhanh hơn so với gỗ có khối lượng cao.

Về độ co ngót

Độ co ngót thường xảy ra khi sấy khô chiều dài dẫn đến giảm thể tích của gỗ. Chiều dài của mỗi tế bào sẽ giảm đi nhiều kéo chúng gần lại với nhau hơn dẫn đến giảm kích thước, thay đổi tính chất của gỗ.

Tóm lại, hoàn toàn không có công thức hóa học của gỗ mà chỉ có các thành phần hóa học của chúng. Và bài viết trên đã chia sẻ chi tiết những đặc trưng của thành phần này và vai trò của chúng đối với gỗ. Hy vọng rằng bài viết trên đã cung cấp tới bạn những thông tin hữu ích nhất.