По внешнему виду канифоль – хрупкий, стекловидный продукт от светло - желтого до коричневого цвета. Плотность её 1,070…1,085 г/см3, температура размягчения 66…710 С, плавления 150..2200 С, разложения около 3000 С. При 8500 С она самовозгорается. Канифоль хорошо растворяется в большинстве органических растворителей и нерастворима в воде, её соединения обладают оптической активностью. Канифоль характеризуется высокими электроизоляционными свойствами. Она используется в 70 видах промышленных производств.
Основные химические свойства канифоли следующие: соединения, образующие канифоль склонны к спонтанному окислению; они могут изомеризоваться, гидрироваться (присоединять водород), также способны к полимеризации. При контакте с кислородом воздуха канифоль разлагается. Её пыль взрывоопасна. С целью повышения стойкости канифоли к окислению её подвергают модификации – то есть путём химической реакции переводят в другие формы.
3. Анатомические особенности строения сосны.
Образование живицы у сосны является составной частью обмена веществ. При подсочке сосны выделяется живица, состоящая на 1/3 из скипидара (терпены) и 2/3 канифоли (смоляные кислоты). Живица образуется в особой системе живых паренхимных клеток, расположенных в смоляных ходах и обладающих замечательной способностью к синтезу и выделению продуктов так называемого вторичного обмена – терпеноидов.
Сосна (Pinus sylvestris L.).
В заболонной части древесины сосны расположены смоляные ходы, которые являются источником и вместилищем живицы.
Смоляные ходы существуют в первичной коре, лубе, хвое и шишках сосны, но со смоляной системой ствола и ветвей они не соединяются.
Смолоносная система сосны состоит из смолоходов продольных (вертикальных), расположенных вдоль древесных волокон и поперечных (горизонтальных), параллельных сердцевинным лучам.
Размеры смолоходов зависят от возраста дерева, его диаметра, размера трахеид и условий произрастания дерева. Диаметр вертикального смолохода колеблется от 60-80 до 130 м, а горизонтального составляет около 4 м. диаметр самого канала зависит от степени заполнения его живицей. Длина вертикального смолохода достигает 100 см, а протяжённость горизонтального смолохода зависит от величины заболони и луба, так как он отрезан от ядра разросшимися одревесневшими клетками и перидермой при образовании корки. Вертикальные и горизонтальные смолоходы, соединяясь между собой, образуют единую смолоносную систему ствола. В 1м3 заболони число таких соединений достигает нескольких сот, что облегчает передвижение живицы от внутренних слоёв к поверхности ствола при подсочке.
Как правило, вертикальные смолоходы закладываются в начале июля, когда начинает формироваться осенне – летняя древесина. Все смоляные ходы, образуются из молодых клеток живой паренхимы. Число смляных ходов в древесине отражает размеры смолообразующей и смоловыделительной системы сосны. Смолоходы образуются в каждом годичном кольце, и число их определяется его длиной и шириной, хотя эта закономерность наблюдается не всегда.
Линейное число смоляных ходов, то есть число их на 1 см окружности годичного кольца можно подсчитать по формуле:
n= 4b+3,
n-число смолоходов на 1 см длины годичного кольца;
b – ширина годичного кольца, мм.
Густота смоляных ходов может быть выражена формулой:
d=40+30/b,
d – число смолоходов на 1 см2 поперечного сечения древесины;
b – ширина годичного кольца, мм.
Наиболее активными смоляными ходами, обладают наружные годичные слои заболони, прилегающие к радиальному слою.
4. В невскрытых смоляных ходах живица неподвижна. Её истечение становится возможным при нарушении целостности ходов. В практике подсочки это достигается нанесением подновок.
Основным фактором, определяющим возможность истечения живицы, является существующее в ходах гидростатическое давление. Его величина измеренная разными методами, у сосны обыкновенной может составить от 0,5 до 2 мПа.
Особенности процесса смолоистечения заключаются в том, что живица является жидкостью с высокой вязкостью и движение её происходит в системе узких каналов и подчиняется закономерностям капиллярных явлений.
Осмотический потенциал является величиной динамической. Он связан с особенностями обмена веществ в клетке, и зависит от возможностей изменения объёма клетки. Осмотический потенциал может быть реализован в гидростатическое (тургорное) давление пр поступлении в клетку воды. Поступление её идёт под давлением сосущей силы.
S=П-Р,
где S – сосущая сила,
Р – тургорное давление.
Ряд учёных считают, что выделение живицы из ходов идёт беспрепятственно только при условии нормального водоснабжения дерева. Любые условия, ухудшающие водоснабжение древесины сосны, приводят к замедлению истечения живицы. Ф.Т. Солодский [43] отводит ведущую роль в смоловыделении взаимодействию отрицательного восходящего водного тока, отсасывающего воду из клеток, и осмотического давления клеточного сока, обеспечивающего поступление воды в клетки. Неодревесневшие клетки эпителия в результате поступления воды могут столь сильно увеличивать свой объём, что в конечном итоге через некоторое время перекрывают канал хода, прекращая тем самым дальнейшее движение живицы. Одревесневший эпителий такой эффект вызывать не в состоянии.
Продолжительность истечения живицы, таким образом, определяется структурой эпителия и зависит от скорости и величины падения гидростатического давления, происходящего в следствии уменьшения объёма живицы в системе смоляных ходов. У сосны обыкновенной длительность истечения составляет около 24 ч., причём в первые 24 ч. выделяется до 90% живицы. После остановки истечения, вследствие возникновения перекрытия канала клетками эпителия находящаяся на поверхности среза живица начинает кристаллизоваться. Происходит это вследствие испарения скипидара.
Поскольку смоляное давление не что иное, как тургорное давление клеток смоляных ходов, для его развития решающее значение имеют условия водоснабжения. Определяющую роль играет содержание воды в древесине. Оно же, в свою очередь, зависит от баланса между поступлением через корневую систему и расходом путём трансперации.
При подсрчке сосны в качестве стимулятора смолоистечения используется серная кислота. Её наносят в загущенном или жидком виде на поверхность подновок. Серная кислота вызывает гибель клеток камбия, луба, древесины, в том числе клеток эпителия смоляных ходов. Кислота увеличивает размер поранения. Гибель клеток камбиального слоя приводит к дополнительному вскрытию горизонтальных ходов и их окончаний в лубе. Под действием кислоты клетки эпителия теряют осмотические свойства. В глубине же древесины будут сохраняться живые, осмотически активные клетки эпителия и перекрытию канала будет препятствовать противодавление, обусловленное сопротивлением истечению вязкой живицы. Это приводит к резкому возрастанию продолжительности смолоистечения. У сосны обыкновенной при использовании серной кислоты продолжительность истечения увеличивается до 30 и более суток. Этим достигается возможность увеличения паузы между нанесением очередных подновок. В результате снижаются трудозатраты на нанесение подновок. А производительность труда увеличивается в 3-3,5 раза. Ввиду того, что диаметр вертикальных ходов приблизительно вдвое больше, чем у горизонтальных, скорость истечения из первых будет раз в 16 выше. Поэтому технология подсочки в основном ориентируется на вскрытие вертикальных ходов. С вязкостью живицы скорость истечения связана обратно пропорциональной зависимостью: чем ниже будет вязкость живицы, тем выше будет скорость её истечения и наоборот. Вязкость живицы зависит от температуры. Известно, что весной и осенью, когда температура понижена истечение живицы у сосны может растягиваться до 4 – 5 суток. Наиболее теплые дни оно сокращается и может заканчиваться за половину суток.
Увеличение сборов живицы в наиболее тёплые месяцы сезона подсочки объяснятся не столько скоростью истечения живицы, сколько более благоприятными условиями для её синтеза.
Вязкость живицы зависит от содержания в ней скипидара. Находящаяся в смоляных ходах живица сосны содержит около 35% скипидара, а собранная – всего 13-25%, часть загустевшей живицы не достигает приёмника, затвердевает и остаётся на карре. Поэтому приёмы в нанесении поранения должны предусматривать уменьшение длины пути и увеличения скорости живицы от подновки до приёмника.
5. Под смолопродуктивностью понимается наследственно – обусловленная способность хвойных пород синтезировать, а при вскрытии смолоносной системы, выделять определённое количество живицы. Различают биологическую смолопродуктивность, обусловленную физиологическими способностями растительного организма и техническую, определяемую технологией добычи живицы.
Наряду с генетической обусловленностью процессы смолообразования находятся под определённым контролем со стороны внешней – метеорологической, почвенно – грунтовой, фитоценотических условий и зависят от состояния развития деревьев в насаждении, характеризуемого таксационными показателями.
d=40+30/b,