En svår universitetskurs gjord begriplig. Följ med in i veden med ryska läroböcker och världens forskning som guide.
Ett träd växer utifrån, inte inifrån. Ett tunt lager under barken, kambiet, lägger till ett nytt lager ved varje år. Det är därför trädet har årsringar.
Kambiet är ett lateralt meristem mellan floem och xylem. De yttre årsringarna bildar splintveden, som leder vatten. Hos många arter blir de inre årsringarna kärnved: de levande parenkymcellerna dör och extraktivämnen ansamlas där.
På våren bygger trädet vida celler med tunna väggar som leder vatten snabbt. På sommaren blir väggarna tjockare och öppningarna smalare. Så uppstår ringens ljusa och mörka band.
Hos barrträd är vårvedens trakeider tunnväggiga med vida lumen och leder främst vatten. Sommarvedens trakeider är tjockväggiga, radiellt tillplattade och bär det mesta av den mekaniska belastningen, varför sommarveden är betydligt tätare.
Ved av tall och gran består nästan helt av långa ihåliga celler, trakeider. De är döda: bara väggarna finns kvar, som en bikaka av rör.
Trakeider utgör mer än 90 % av barrvedens volym och är vanligen 2-4 mm långa. Intilliggande celler står i förbindelse via ringporer. Hos lövträd leder kärlen vatten medan libriformfibrerna ger hållfasthet.
Väggen är skiktad som plywood. I varje skikt går cellulosatrådarna i sin egen vinkel. Det tjockaste skiktet, S2, går nästan längs cellen, och det ger veden dess draghållfasthet.
Mellanlamellen (ML) limmar ihop cellerna och är rik på lignin. Därefter följer primärväggen P och sekundärväggen: S1 med mikrofibriller i ungefär 50-70° mot cellaxeln, S2 i 10-30° som utgör huvuddelen av väggen, och S3 i 60-90°.
Zoomar man in ytterligare liknar väggen armerad betong. Armeringen är tunna cellulosatrådar, betongen är lignin, och hemicellulosor binder ihop de två.
En cellulosamikrofibrill, cirka 3 nm tjock, innehåller ungefär 18-24 parallella kedjor med mer och mindre ordnade områden. Hemicellulosor adsorberas på dess yta; lignin fyller utrymmet emellan och är kovalent bundet till hemicellulosor i lignin-kolhydratkomplex.
Cellulosa är en kedja av tusentals glukosenheter. Varje enhet är vänd i förhållande till den förra, så kedjan blir rak och platt, och närliggande kedjor fäster vid varandra med vätebindningar.
Cellulosa är ett β-(1→4)-D-glukan med cellobios som repeterande enhet på 1,03 nm. Polymerisationsgraden hos nativ vedcellulosa är omkring 10 000. Vätebindningar, tillsammans med hydrofob stapling av kedjorna, förklarar dess kristallinitet och olöslighet i vatten.
Längst ner finns bara tre grundämnen. Ungefär halva vedens massa är kol, över 40 % är syre och omkring 6 % är väte. Kväve och mineraler är bråkdelar av en procent.
Grundämnessammansättningen hos ved från tempererade zoner beror knappt på art: cirka 50 % C, 6 % H och 44 % O; kväve vanligen 0,1 % eller mindre, aska vanligen under 0,5 % (sällan upp till 1 %) av torrsubstansen.
Scrolla för att zooma in
Två tredjedelar av torr ved är kolhydrater, en fjärdedel är lignin. Barrved innehåller mer lignin och mannaner, lövved mer xylan.
Sjöströms data för tall och vårtbjörk, % av torr ved. Barrvedslignin är nästan helt av guajacyltyp; lövvedslignin blandar guajacyl- och syringylenheter.
En ruta motsvarar 1 % av den torra vedens massa. Sjöström 1993.
Långa raka kedjor av glukos packade sida vid sida. De bildar cellväggens starka trådar. Bomull är nästan ren cellulosa, och de flesta papperssorter består huvudsakligen av den.
Linjär homopolysackarid av β-D-glukopyranosenheter förenade med (1→4)-glykosidbindningar. Kedjorna aggregerar till mikrofibriller av cellulosa I; i ved dominerar formen Iβ. Polymerisationsgrad omkring 10 000.
Kortare, grenade kedjor av flera olika sockerarter. De täcker cellulosatrådarna och binder dem till lignin, som lim mellan armering och betong.
Heteropolysackarider med DP omkring 100-200. Barrved: främst galaktoglukomannaner samt arabinoglukuronoxylan. Lövved: främst O-acetyl-4-O-metylglukuronoxylan med en liten mängd glukomannan.
Ett tredimensionellt nätverk byggt av ringformade enheter. Det fyller ut luckorna i cellväggen, gör den styv och mindre genomsläpplig för vatten och gör den svårare för mikrober och svampar att bryta ner.
Aromatisk polymer som bildas genom radikalkoppling av tre monolignoler: p-kumarylalkohol (H), koniferylalkohol (G) och sinapylalkohol (S). Aryleterbindningen β-O-4 är den vanligaste: ungefär hälften av alla bindningar i barrvedslignin och cirka 60 % i lövvedslignin.
Nyavverkad ved är full av vatten. Till att börja med lämnar det fria vattnet cellhåligheterna, och måtten ändras inte. Först när väggarna börjar torka krymper veden och spricker.
Under fibermättnadspunkten (omkring 30 % fuktkvot) är vattnet bundet till hydroxylgrupper i cellväggens polymerer, och när det avgår uppstår krympning. Den tangentiella krympningen är ungefär dubbelt så stor som den radiella, vilket är orsaken till att stockar spricker radiellt.
Syntetiska polymerer byggs på samma sätt som naturliga: små molekyler fogas samman till långa kedjor. Plywood och spånskivor hålls ihop av sådana hartser.
Kedjepolymerisation (additionspolymerisation) förenar monomerer utan biprodukter, till exempel i polyvinylacetatlim. Vid polykondensation avspjälkas en liten molekyl, oftast vatten, när kedjorna växer: fenolformaldehydharts och ureaformaldehydharts härdar på detta sätt.
Läs kapitlet →Varje siffra på webbplatsen har en källa. Ryska läroböcker ger kursens struktur; internationella monografier och artiklar ger detaljerna.