قطران چوب

قطران چوب از بیش از 400 ماده شیمیایی آلی با طیف وسیعی از وزن‌های مولکولی (60 تا 300 گرم بر مول) و اجزای فرار و غیرفرار اکسیژن دار شامل اسیدهای آلی، الکل‌ها، آلدئیدها، کتون‌ها، فنل‌ها، فوران‌ها، بنزن‌ها، قندها و قیر ها و مشتقات آنها تشکیل شده است. شکل بالا نشان می دهد که تقطیر قطران چوب شش بخش را با دامنه های مختلف نقطه جوش و درصد وزنی متفاوت به همراه دارد. بخش های 2، 3 و 4 شامل دو لایه می باشد، یک لایه رویی مایع تیره و یک لایه پایینی از یک مایع شفاف و کمی زرد، که نشان می‌دهد عرقیات با قطبیت‌های مختلف تبخیر شده‌اند

قطران چوب یک ماده پیچیده و در شرایط مختلف تقطیر از نظر فراورده متغیر است و ترکیب آن بسته به عوامل متعددی از جمله موارد زیر می باشد:

• نوع چوب: گونه های مختلف چوب نسبت های متفاوتی از ترکیبات مختلف قطران و  قیر چوب تولید می کنند. چوب‌های سخت معمولاً قطران‌هایی با غلظت‌های بالاتر از ترکیبات فنلی تولید می‌کنند، در حالی که چوب‌های نرم معمولاً ترکیبات رزینی بیشتری دارند.
• دمای پیرولیز: دمایی که در آن چوب در طی فرآیند پیرولیز گرم می شود (فرایند حرارت دادن مواد آلی در غیاب اکسیژن برای تجزیه آن) به طور قابل توجهی بر ترکیبات تشکیل شده تأثیر می گذارد. دمای پایین تر ترکیبات فرار بیشتری تولید می کند، در حالی که دماهای بالاتر می تواند مولکول های بزرگتر را به مولکول های کوچکتر تجزیه کند.
• روش پیرولیز: روش خاصی که برای تولید قطران استفاده می شود (به عنوان مثال، تقطیر مخرب، تجزیه در اثر حرارت در مخزن و غیره) نیز بر ترکیب نهایی تأثیر می گذارد.
• فرآیند تقطیر: چگونگی تقطیر شدن و جمع آوری ترکیبات فرار می تواند بر ترکیب نهایی قطران تأثیر بگذارد.

ترکیب کلی قطران چوب:

با وجود این تغییرات، قطران چوب معمولاً از مخلوط پیچیده ای از موارد زیر تشکیل شده است:

1. آب:
• معمولاً در مقادیر قابل توجهی وجود دارد، به خصوص اگر قطران کاملاً آبگیری نشده باشد. و می تواند به سیالیت و ظاهر قطران کمک کند.

2. ترکیبات آلی:
* فنل ها: فنل ها ترکیبات معطر حاوی یک گروه هیدروکسیل (OH) هستند که مستقیماً به یک حلقه بنزن متصل می شوند.
* مثال ها: فنل، کرزول ها (متیل فنل ها)، گایاکول (2-متوکسی فنول)، و سایر آلکیل فنل ها.
* ویژگی ها: به عطر دودی و خواص ضد عفونی کننده قیر چوب کمک می کند.
* کربوکسیلیک اسیدها:
* مثالها: اسید استیک، اسید فرمیک و سایر اسیدهای چرب.
* ویژگی ها: به ماهیت اسیدی قیر چوب کمک می کند.
* الکل ها:
* مثال‌ها: متانول، اتانول و سایر الکل‌های زنجیر کوتاه.
* ویژگی ها: معمولاً در غلظت های نسبتاً کم وجود دارد.
* کتون ها و آلدئیدها:
* مثالها: استون، فرمالدئید و فورفورال.
* ویژگی ها: به بو و واکنش پذیری قیر چوب کمک می کند.
* هیدروکربن ها:
* مثال ها: آلکان ها، آلکن ها و هیدروکربن های معطر مانند بنزن، تولوئن و زایلن.
* خصوصیات: این ترکیبات در قطران های تولید شده در دماهای بالاتر برجسته ترند.
ترپنوئیدها و رزین ها:
* مثالها: اسید ابیتیک، پینن و سایر اجزای رزینی.
* خصوصیات: در قطران های مشتق شده از چوب های نرم رزینی بیشتر رایج است. این ترکیبات می توانند به چسبندگی و خاصیت محافظتی برخی قطران ها کمک کنند.
* قندها و ترکیبات مشتق از شکر:
* مثال: لووگلوکوزان.
* خصوصیات: نتیجه تجزیه سلولز و همی سلولز در طی پیرولیز است.

3. زغال و خاکستر:
* زغال: باقیمانده کربنی جامد که می تواند در قطران باقی بماند، به خصوص اگر تجزیه در اثر حرارت به طور کامل کارآمد نباشد.
* خاکستر: اجزای معدنی معدنی مشتق شده از چوب.

ترکیبات کلیدی و نقش آنها:

• فنل ها: به خواص ضد عفونی کننده، نگهدارنده و آنتی اکسیدانی قطران چوب کمک می کنند. آنها همچنین مسئول بوی مشخصه دود هستند.
• اسیدها: به ماهیت اسیدی قطران کمک می کنند که می تواند اثرات نگهدارنده داشته باشد و همچنین به واکنش پذیری آن کمک می کند.
• رزین ها: به قیر چوب خاصیت چسبندگی و ضد آب بودن می دهد.
• هیدروکربن ها: بسته به دمای فرآیند پیرولیز، اینها می توانند مولکول های ساده یا پیچیده باشند. آنها می توانند منبع انرژی باشند اما همچنین می توانند مضر باشند.

موارد استفاده از قطران چوب:

ترکیب خاص قیر چوب خواص آن و در نتیجه کاربرد آن را دیکته می کند. قیر چوب از نظر تاریخی برای موارد زیر استفاده می شده است:

• نگهدارنده: درمان سازه های چوبی، طناب ها و چرم برای جلوگیری از پوسیدگی و هجوم حشرات.
• ضد آب: آب بندی قایق ها، بشکه ها و سایر موارد از آسیب آب.
• اهداف دارویی: درمان های سنتی برای بیماری های پوستی و مشکلات تنفسی، اگرچه این استفاده ها اغلب بحث برانگیز هستند.
• چسب: در برخی کاربردها، رزین های چسبنده درون قطران می توانند به عنوان چسب عمل کنند.
• مواد تشکیل دهنده صابون ها و لوازم آرایشی: گاهی اوقات از ترکیبات فنلی در این کاربردها استفاده می شود.

کاربردهای امروزی:

قطران چوب امروزه هنوز در برخی از صنایع کوچک استفاده می شود، از جمله:

• حفظ چوب: در برخی از روش های سنتی از قیر چوب برای حفظ چوب استفاده می شود.
• پوشش های تخصصی: برای کاربردهای دریایی (ضد آب کردن) و سایر پوشش های محافظ.
• دامپروری: به عنوان سم درمانی برای دام.

نکته مهم: قطران چوب می تواند حاوی ترکیبات خطرناک باشد. مهم است که با قطران چوب با احتیاط رفتار کنید و از پتانسیل تحریک پوست، واکنش های آلرژیک و خطرات بالقوه سلامت مرتبط با ترکیبات خاص آگاه باشید.

به طور خلاصه، قطران چوب مخلوط پیچیده ای از بسیاری از ترکیبات آلی، آب، زغال و خاکستر است. ترکیب آن بر اساس ماده اولیه و شرایطی که تحت آن تولید شده است به طور قابل توجهی متفاوت است. درک این تنوع برای تعیین خواص و کاربرد آن بسیار مهم است.

سرچشمه ها:
https://www.sciencedirect.com/