Трудно найти отрасль народного хозяйства, которая не пользовалась бы изделиями из дерева или продуктами его химической переработки.
Ствол, ветви, хвоя (листья), кора и корни - все это ценное сырье, которое широко используется человеком в его хозяйственной деятельности.
Физико-механические свойства древесины разных пород далеко не одинаковы. У хвойных, и прежде всего у сосны, кедра и ели, она отличается легкостью, прочностью и эластичностью, высоким сопротивлением на сжатие и растяжение, древесина этих пород легко поддается обработке. Но есть и такие деревья (каменная береза, тис, в меньшей степени лиственница), у которых древесина очень плотная, хрупкая и тяжелая.
Особенно важным свойством древесины надо признать способность ее существенно изменять свои природные качества при химическом воздействии, прессовании, склеивании и иных способах обработки. Прессованная древесина нередко становится прочнее металла. Тонкие срезы, сделанные по окружности (шпон) и склеенные при разном направлении волокон (фанера), приобретают новые качества, существенно отличающиеся от исходного материала. Пропитка брусков сосны и ели особыми веществами - мономерами и облучение их гамма-лучами придали древесине совершенно новые свойства. Внешне она становится похожей на мрамор, по твердости не уступает металлу, не горит, не намокает, не гниет. Антисептирование или обработка древесины некоторыми химическими веществами повышают ее устойчивость к разрушению грибами и насекомыми, благодаря чему значительно удлиняется срок службы шпал, столбов и других изделий.
В наше время люди стали шире применять вместо древесины иные виды топлива, а в строительстве дерево потеснили бетон, железо и стекло. Так что же, кончается век древесины? Утратила она свое былое значение? Давайте разберемся...
Как отмечает проф. П. В. Васильев (1) в период первой мировой войны считалось, что из древесины механическим и химическим путем можно изготовить 2-2,5 тыс. различных видов продукции и изделий, к концу второй мировой войны их изготавливалось уже 4,5-5 тыс. видов, а в наши дни около 20 тысяч. Причем лишь около 500 наименований получают путем механической обработки древесины, остальное дает химическая переработка.
По некоторым подсчетам, на нужды каждого человека в течение его жизни приходится около 300 деревьев. Это почти полгектара леса. В нашей стране за 60 лет (с 1928 по 1987 г.) потребление древесины только в строительстве возросло почти в 5 раз. Уровень заготовок лесного сырья в виде бревен составил в 1987 г. около 340 млн. кубометров. Основным сортиментом, получаемым из бревна, является пиловочник, который идет на производство досок, брусьев и других пиломатериалов. Наибольшее количество древесины (до 65 %) расходуется в строительстве, на втором месте находятся мебельное и тарное производства (15-20 %), затем следует машиностроение (3-5 %) и горнорудная промышленность. На долю остальных потребителей древесины остается
10-14 %.
Экономия древесины в строительстве выступает как одна из важных народнохозяйственных задач. В целом она решается положительно. На многих сооружениях вместо древесины используются другие природные материалы (например, минеральные) или изготовленные из древесных отходов. Скажем, кубометр древес-новолокнистых плит заменяет 3,6 кубометров первосортного пиловочника. 1000 квадратных метров древесноволокнистых плит сберегает 14-16 кубометров пиломатериалов. Все более широкое распространение получают клееные конструкции. Брусья любой длины, склеенные из коротких отрезков, по своей прочности превосходят сплошные. Двутавровая балка из склеенных дощечек по прочности равна стальной, а по весу в два раза легче ее.
Всем хорошо известна фанера - прочный, легкий и изящный материал. Она широко применяется при внутренней отделке помещений, незаменима в мебельном производстве, удобна для изготовления тары. Один кубометр трехслойной фанеры в строительстве заменяет 2-3 кубометра досок. В настоящее время изготавливаются специальные сорта клееной фанеры: теплой - с прослойкой из мха сфагнума, кровельной - оклеенной толем, огнестойкой пропитанной огнезащитным составом, ксилотека, то есть фанеры, покрытой асбоцементом, армированной -- с металлической прослойкой, металлизированной - отделанной слоем распыленногометалла и целый ряд других.
Из прессованной древесины изготавливаются шестерни, подшипники, вкладыши, втулки и другие детали, которые долговечнее металлических, легче их и к тому же работают бесшумно. Таким образом, древесина оказалась надежным заменителем ме-талла, при этом экономятся смазочные масла, поскольку в деревянных деталях их заменяет простая вода.
Любуясь изящной мебелью своей квартиры, мы обычно не задумываемся, что в основном она изготовлена из древесноволокнистых и древесностружечных плит. А сами плиты спрессованы из отходов столярных производств - стружек и щепы с применением специальных связующих веществ. Сверху они облицовываются древесными покрытиями толщиной с бумажный лист, изготовленными из ценных пород (дуба, грецкого ореха, явора, груши и других) .
Тарное и упаковочное производства ежегодно расходуют почти 75 млн. кубометров древесины (в пересчете на круглые лесоматериалы). Может, кому-то покажется; что такое огромное количество сырья расходуется не слишком рационально, ведь оно не идет на производство полезных, скажем, производственных сооружений, а носит лишь вспомогательный характер в хозяйстве. И тем не менее, значение упаковочного материала чрезвычайно велико. Утрата только 1 % промышленной и сельскохозяйственной продукции в результате плохой упаковки оборачивается для страны миллиардными убытками. С 1940 по 1980 г. производство тары из досок возросло в 6, а из картона в 275 раз! Это и понятно, так как картонная тара в 2-3 раза дешевле деревянной и в 3-4 раза легче ее. К тому же расход древесины на картонную тару в 3 раза меньше, чем на деревянную. К сожалению, доски и картон во многих случаях имеют разовое употребление, после чего просто напросто уничтожаются. А между тем многоразовое их использование, как и сдача картона в макулатуру, могло бы дать большую экономию древесины.
На железных дорогах страны в эксплуатации находится 400 млн. штук деревянных шпал. Дорога хотя и называется железной, но она сплошь выстлана древесиной: на километре пути - 2000 шпал. Железобетонные шпалы более долговечны, но из-за жесткости они в конечном счете ускоряют износ подвижного состава, и пока что каждый год для железнодорожного транспорта изготовляется до 40 млн. штук этой продукции.
Вдоль дорог, как часовые, стоят столбы, несущие телефонные линии, а вдоль широких просек высятся деревянные, пропитанные черным противогнилостным составом, опоры электропередачи. На их изготовление ежегодно уходит до 4 млн. кубометров наиболее крупномерных деревьев. Даже такие металлоемкие отрасли на-родного хозяйства, как машиностроение и кораблестроение, не обходятся без древесины. На постройку, например, морского лайнера ее расходуется до 4 тыс. кубометров.
Казалось бы, много ли надо сырья на такой пустяк, как спички? Оказывается, много. На каждого жителя Земли в сутки в среднем приходится три сожженных спички. Это значит, что все люди планеты только за сутки сжигают 3600 кубометров древесины, для чего ежегодно приходится вырубать около 10 тыс. гектаров леса.
Универсальность древесины как сырья значительно расширяется благодаря волшебнице химии. Кажется невероятным, что из древесины можно получить искусственный шелк и каракуль, скатерть и детскую пеленку, покрышку для колес и штампованный кузов автомобиля и многие другие материалы и изделия, которые по внешнему виду и свойствам совершенно не похожи на исходный продукт. Но это так. Химические превращения древесины кажутся безграничными.
Известный специалист по химии древесины А. Калниньш писал: «...древесина может дать человеку буквально все необходимоедля его жизни: пищу - в виде сахаров, пищевых дрожжей, а также применяемых в сельском хозяйстве стимуляторов роста и микроэлементов; лекарственные препараты в виде витаминов, биостимуляторов и других веществ, получаемых из древесной хвои, листьев, почек и молодой коры; различные химические продукты, получаемые как при пиролизе (огневым воздействием) древесины или ее гидролизе, так и при использовании сахарных растворов в микробиологическом синтезе; одежду - в виде искусственного шелка и целлюлозной «шерсти», а также синтетических волокон, получаемых из соединений, входящих в состав древесины; и, на-конец, строительные материалы - не только в виде деловой древесины, но и разнообразных плит, получаемых из древесных отходов» (2).
Древесина любых пород в абсолютно сухом состоянии состоит из 43-54 % целлюлозы, 21-29 % лигнина и в остальном из гемицеллюлозы. Путем химических превращений этих веществ и получают все то многообразие продукции, с которой мы встречаемся повседневно.
Возьмем, к примеру, продукцию целлюлозно-бумажного производства. Пожалуй, наиболее удивительным материалом целлюлозно-бумажных производств является бумага. В нашей стране выпускают около 200 ее сортов. Кроме типографской, писчей, ри-совальной и товарно-упаковочной, выпускаются разнообразные виды технической бумаги и картона для авиационной, электротехнической, автомобильной и кожевенно-обувной промышленности.
Советскими учеными разработан оригинальный способ изготовления водопроводных труб с применением бумаги. Такие трубы достаточно прочны, не поддаются коррозии, много дешевле и легче металлических. Одна из японских фирм создала новый тип очень эластичной и прочной бумаги. Ее поверхность обрабатывается особым способом, благодаря чему бумага приобретает свойства ткани. Японцы предложили такую бумагу для свадебных костюмов жениха и невесты. Создана бумага, которая растворяется в воде, а это позволяет высаживать в почву механизированным способом сеянцы древесных пород вместе с упаковкой.
С каждым годом расширяется выпуск вискозного и ацетатного волокна. Из вискозного вырабатывают штапельное волокно, после соответствующей обработки которого получают ткани, трикотаж, искусственные меха, пряжу, а из толстых нитей делают щетки и кисти. Шелкопряд наматывает на свой кокон до 700 метров шелковой паутины, а «железный шелкопряд»- машина, производящая шелковую нить, за один день вырабатывает волокон общей протяженностью до 700 тыс. километров, что равно расстоянию от Земли до Луны и обратно. Пряжа из вискозного волокна по прочности не уступает натуральной шерсти. Канат из ацетатного волокна выдерживает такой же груз, что и стальной канат равного сечения.
Целлюлоза служит исходным сырьем для изготовления бездымного пороха, целлулоида, целлофана и других материалов. Из целлулоида вырабатывают фотопленку, небьющееся стекло, детские игрушки и многие предметы домашнего обихода. При про-изводстве целлюлозы дополнительно вырабатывают спирт, скипидар, сульфатное мыло и другую продукцию.
Нитроцеллюлоза (целлюлоза, обработанная смесью азотной и серной кислот) используется для приготовления высококачественных лаков, эмалей и клеев. Она идет также на изготовление искусственной кожи типа дерматина для мебельной, обувной и других отраслей промышленности.
На втором месте после целлюлозно-бумажных производств по количеству потребляемой древесины стоят гидролизные заводы. Если первые в основном используют ель и в меньших количествах другие древесные породы, то для гидролизного производства пригодны и хвойные, и лиственные и даже дровяная древесина, горбыли и опилки. При гидролизе из тонны сухой древесины можно получить 180 литров этилового спирта, 300 килограммов лигнина, 70 - жидкой углекислоты, 40 - белковых дрожжей, 9 - фурфурола и ряд других химических продуктов. А что, в свою очередь, можно получить из них? Этиловый спирт идет прежде всего на приготовление синтетического каучука, а из него производится около 160 видов разнообразной химической продукции. Фурфурол применяется в производстве лаков, синтетических смол, красителей, косметики. Лигнин нужен в производстве разнообразных клеев, пластмасс, медицинских препаратов.
Получаемая из древесины продукция позволяет экономить ценное пищевое сырье в животноводстве. Например, при производстве 100 килограммов кормовых дрожжей одна тонна опилок заменяет 600 килограммов зерна или 2 тонны картофеля. А тонна кормовых дрожжей, добавленная в корма вместе с другими веществами микробиологического синтеза, обеспечивает экономию 57 тонн зерна и дополнительное производство 1-1,5 тонны мяса птицы или 0,5-0,8 тонны свинины.
Кроме целлюлозно-бумажных и гидролизных производств, В системе народного хозяйства действует целый ряд сравнительно мелких предприятий, которые занимаются переработкой живицы, осмола (засмоленных частей ствола), пней, корней, зеленых веток и хвои. Это канифольно-скипидарные заводы, предприятия по термической переработке древесины, цехи, перерабатывающие зелень. Но эти «карлики» (по сравнению с ЦБП) дают «золотую» продукцию, очень нужную многим отраслям народного хозяйства. Канифоль, к примеру, используют 70 самых разнообразных производств.
Сырьем для канифольно-скипидарного производства служит живица (терпентин), которая добывается подсочкой сосны. Свежесобранная живица (в обиходе ее называют смолой) содержит канифоль (75 %), скипидар (18 %) и воду (5,5 %). Остальные полтора процента приходятся на механические примеси, которые накапливаются в процессе сбора в смолоприемниках.
Живичная канифоль отличается особо высоким качеством. В ней содержится до 95 % смоляных кислот. Канифоль получают и при переработке осмола, старых пней сосны и кедра. Из кубометра такого сырья на канифольно-экстракционных заводах получают до 40 килограммов канифоли, 12 - скипидара, 2 - флотационного масла и около килограмма абиетиновой кислоты. При термической переработке древесины лиственных пород получают активированный уголь, деготь и ряд других продуктов.
Предприятия, выполняющие упрощенную переработку древесины (углежжение, смолокурение), поставляют народному хозяйству весьма разнообразную продукцию, которая, в свою очередь, служит сырьем для получения других химических веществ. Ски-пидар, например, является сырьем для синтеза камфоры, лаков и красок, а также для выработки ядохимикатов и душистых веществ. Канифоль в основном используется в бумажной промышленности для проклейки бумаги, в мыловарении (она придает мылу более высокие моющие свойства) и в производстве высококачественных лаков.
Разнообразные антиокислители, антиполимеризаторы, флотационные масла - продукты переработки смол - широко применяются в машиностроении, в химической, горнорудной и нефтехимической промышленности. Большую ценность представляет древесный уголь. Он пока незаменим при выплавке стали высоких марок, в производстве полупроводников, сероуглерода, который используется при получении вискозного шелка.
В последние годы развертывается переработка хвои и зеленых веток для получения целого ряда ценных продуктов. Еще в XVH столетии в Нижегородской губернии путем обработки пихтовой лапки паром научились получать пихтовое масло - прозрачную жидкость с приятным смолистым запахом. Теперь пихтовое масло получают более совершенными способами. Из этого продукта готовят медицинскую камфору. Обработанная зелень ели, сосны и пихты используется для приготовления хвойно-витаминной муки.
В народном хозяйстве широко используется и кора многих деревьев. Кора сосны и ели применяется в производстве компостных удобрений. Кора дуба, ивы и ели - хороший дубитель при обработке кожсырья. Луб липы идет на изготовление рогожных кулей, различных поделок. Береста - тонкая кора березы - нужна для приготовления сажи, используемой в производстве черной краски.
Мы, конечно, перечислили далеко не все возможности химической переработки древесины, но и приведенные примеры свидетельствуют о ее необыкновенных свойствах как сырья.
Словом, куда бы ни бросили свой взор, всюду увидим, что окружают нас изделия из древесины или продуктов ее переработки. Спрос на древесину неуклонно растет во всем мире. В 2000 г. он может превысить возможности лесов, так как они не имеют таких огромных запасов спелого (готового к рубке) сырья. Если к тому же учесть и большое средообразующее значение леса, то будет понятной необходимость жесткой экономии этого ценнейшего природного ресурса. Она должна включать ликвидацию потерь при заготовке, транспортировке и переработке древесины, а также более глубокую переработку всего лесного сырья. Важное значение имеет и вовлечение в хозяйственный оборот менее ценных пород - березы и осины, которые пока еще используются не полностью. Наконец, большой хозяйственный эффект можно получить при экономном расходовании древесины во всех сферах хозяйственной деятельности, продлении срока службы изделий из дерева путем антисептирования и других приемов обработки.

1. География лесных ресурсов земного шара (ред. П. В. Васильев, П. Б. Виппер). М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1960, с. 5.
2. Кальнинш А. Большое будущее древесины.- Наука и жизнь, 1968, .N'~ 7, с. 56.