Пропитка дерева от влаги: какую выбрать и как использовать — Info-Bestlife.Ru

Содержание

какой лучше выбрать, сделать своими руками

Древесина натуральный материал, который многие века не теряет своей популярности, благодаря многим положительным свойствам. Однако если есть желание, чтобы деревянная конструкция прослужила действительно долго и не приносила вреда обитателям дома, необходимо ответственно подойти к созданию специальной защиты. Следует защитить поверхность из дерева от образования плесени, грибков и процесса гниения. Антисептик для дерева разработан для этой цели, их существует большое количество. Далее будет подробно описаны виды и правила выбора данных средств.

Почему древесину надо защищать

О том, что древесные изделия требуют защиты, знают уже давно. Вода негативно сказывается на структуре дерева, в итоге могут появиться гнилые участки, которые значительно сократят срок службы предмета. Поэтому просто необходима обработка древесины от гниения.

Кроме того для здоровья человека опасным является образование на поверхности дома плесени.

Плесень существует разная, так же как и грибки. Образующиеся на деревянном основании участки плесени очень плохо воздействуют на человеческий организм, они быстро распространяются по поверхности.

Микроспоры плесени, которые образуются по причине отсутствия хорошего вентилирования в доме, повышенной влажности, постройки конструкции из плохо просушенных бревен и другого, отличаются летучестью. Поэтому легко попадают в дыхательные пути, и в итоге вызывают разнообразные виды заболеваний у человека. Намного проще провести обработку дерева от гниения и влаги, чем бороться с появившейся плесенью, ведь она живучая и быстро распространяется.

В древности дома, которые поразила плесень, сжигали. Осознавая, что проживание в подобном доме опасно.

Конечно, на данный момент придумано множество средств, которые могут эффективно предупреждать появление плесневелых участков, так и уничтожать имеющиеся. Главное верно выбрать антисептическое вещество.

Намного проще провести обработку дерева от гниения и влаги, чем бороться с появившейся плесенью.

Функции антисептика для древесины

Пропитка для дерева от влаги и гниения служит не только защитным средством от грибковых и плесневелых образований, но также помогает бороться с гнилью, которая может появиться под воздействием воды. Также это борьба с различными вредителями и насекомыми, разрушающими основу дерева. Обрабатывать деревянную поверхность дополнительными средствами следует, чтобы защитить от воздействия окружающих факторов. Если предмет эксплуатируется на улице, то борются с воздействием ультрафиолета, пагубными погодными факторами.

Антисептические вещества часто используются вместе с пропитывающими, чтобы получить максимальный эффект. Они применяются на разных этапах подготовки дерева. В строительстве могут отдельно обработать поверхность после спила, и на других этапах работы.

В зависимости от этапа зависит выбор вещества, которым будут пропитывать древесину.

Антисептические вещества часто используются вместе с пропитывающими, чтобы получить максимальный эффект.

Виды антисептиков

Антисептик для древесины какой лучше выбрать? Данный вопрос задают многие владельцы деревянных домов и предметов. Все зависит от цели и области нанесения. Вещества для внешней обработки будут иметь иные характеристики, чем для внутренней. Если требуется создать изменение цвета, четче подчеркнуть натуральный рисунок древесины, выбираются специальные декоративные виды антисептических материалов.

Существует пять основных разделения антисептических средств: по составу, сфере применения, методу нанесения, функциональности, эффективности. Подробно их особенности будут описаны ниже.

Если требуется создать изменение цвета, четче подчеркнуть натуральный рисунок древесины, выбираются специальные декоративные виды антисептических материалов.

Виды антисептиков по составу

Составные компоненты определяют разделение антисептиков на несколько видов. Выделяются следующие варианты:

Водорастворимые, они подходят для профилактической цели. Наносятся на предметы, которые не будут подвергаться воздействию влаги;
Масляные, они создают эффективный барьер от воды. Глубокое проникновение состава позволяет надежно защитить дерево. Поэтому их наносят на древесину, где контакт с водой подразумевается частый. Однако они меняют цвет основания, обладают сильным запахом и легко воспламеняемые;

Органические составы. Могут использоваться, как снаружи, так и внутри помещения. Создается тонкая пленка, защищающая от воды, создает хорошую степень сцепляемости;
Комбинированный вид. В них заключается несколько видов защиты: биозащита и огнезащитная функция.

Составные компоненты определяют разделение антисептиков на несколько видов.

Виды биозащиты по области применения

По сфере применения можно выделить два вида: для внутренних работ, для внешних работ. Для первого вида важно, чтобы после высыхания они не источали вредных испарений, которые могут навредить человеку. Поэтому важно до покупки просить у продавца сертификат качества, соблюдения норм ГОСТ.

Обычно подобная защита служит несколько лет. Есть специальные средства, предназначенные выдерживать высокие температуры и пары, их берут для обработки саун и бань.

Важно, чтобы после высыхания они не источали вредных испарений, которые могут навредить человеку.

Пропитать поверхность снаружи помещения важно качественными средствами, которые с легкостью будут выдерживать пагубное влияние природных факторов. Сохнут они обычно долго и имеют резкий запах. Есть средства, которые проникают вглубь материала, и уничтожают изнутри имеющиеся негативные образования. Есть создающие лишь внешнюю защитную пленку, которая может быть цветной: красной, зеленой, синей и другой. Кроме того выпускаются комбинированные составы.

Пропитать поверхность снаружи помещения важно качественными средствами, которые с легкостью будут выдерживать пагубное влияние природных факторов.

Виды антисептиков по способу нанесения

Разделение на методы нанесения вещества обычно производится по виду инструмента работы: кисточки, валики или краскопульт. Но также здесь выделяется методика глубокой обработки деревянной поверхности. Так она может быть обработана путем полного погружения в средство. Здесь выделяются холодный и горячий метод. Выбирают его, исходя из вида древесины и поставленной задачи.

Разделение на методы нанесения вещества обычно производится по виду инструмента работы: кисточки, валики или краскопульт.

Виды антисептиков по степени эффективности

Пропитки древесины от гниения и других негативных процессов могут иметь разный уровень эффективности. Предназначаются для сложных случаев или профилактики. Здесь выделяют:

Легкую, для чистой поверхности без биологических образований;
Среднюю, с небольшими проявлениями;
Сильную, когда поражение сильное, требуется применение усиленных составов.

Выделяют и уровень эффективности по качеству борьбы с вредителями, насекомыми и плесенью.

Пропитки древесины от гниения и других негативных процессов могут иметь разный уровень эффективности.

Виды антисептиков по функциональности

Выделение самого лучшего антисептика сложно, ведь они выполняют разнообразные задачи. Так они могут бороться с нижеперечисленными проблемами:

Нарушение условий хранения материала;
Поздняя обработка биозащитными веществами поверхности;
Хранение пиломатериалов в помещениях с плохим вентилированием, либо плохим уровнем;
Эксплуатации материала подразумевает частый контакт с водой;
Применение дешевого, плохого качества утеплителя и иные.

Выделение самого лучшего антисептика сложно, ведь они выполняют разнообразные задачи.

На что обратить внимание при выборе защитного средства для древесины

При выборе средства учитывают не только, укрывное свойство, расход, недорогую стоимость, но и сам вид дерева. А точнее этап его отделки. Для разной цели будут подходить оптимально разные средства.

Для разной цели будут подходить оптимально разные средства.

Чем защищать древесину сразу после сруба

Брус должен обрабатываться антисептическими веществами со всех сторон. Для данной задачи есть специальные средства, создающие хорошую первоначальную защиту. Однако на этапе усадки средства уже перестают хорошо действовать, и всегда требуется проводить повторную обработку.

Важно хорошо обработать нижние звенья сруба, которые могут контактировать с землей. Для этой цели широко применяются народные средства: используют медный купорос, отработанное автомобильное масло, битум, который предварительно разогревают. Либо приобретают более эффективные химические средства.

Брус должен обрабатываться антисептическими веществами со всех сторон.

Какие составы подходят для обработки стропил

Для покрытия стропил стандартно выбираются водорастворимые антисептики. Они должны иметь антимикробные свойства, защищать от насекомых и вредителей, и от образования грибков. Этот вид отличается быстросохнущим свойством, легкостью нанесения, пропускают воздух, глубиной проникновения внутрь древесины.

Для покрытия стропил стандартно выбираются водорастворимые антисептики.

Чем спасать доски и брусья от грибка

Для досок лучше выбирать специальные средства, которые смогут справиться и с большой степенью поражения. Здесь выделяются: «Дали», «Стоп-плесень», «Альпа», «Биотол-спрей». Важно начать бороться с проблемой вовремя, со значительными проблемами средства могут и не справиться.

Для досок лучше выбирать специальные средства, которые смогут справиться и с большой степенью поражения.

Что подходит для внутренних помещений

Внутри дома главной задачей ставится выбор нетоксичного и экологичного антисептика, который не навредит здоровью его жильцов. В составе не должно использоваться вредных элементов. При желании оставить натуральный цвет и рисунок дерева, применяют бесцветные средства.

Внутри дома главной задачей ставится выбор нетоксичного и экологичного антисептика, который не навредит здоровью его жильцов.

Что подобрать для обработки внешних стен, беседок и террас

Для внешней обработки деревянных конструкций подбираются усиленные составы, где включаются защитные компоненты против множества природных факторов. Важна устойчивость к ультрафиолету, жидкостям, вредителям и насекомым, долгий срок службы.

Сколько слоев, будет нужно нанести на поверхность, определяется свойством укрывистости средства, возрастом дерева. Если дерево слишком темное, то возможно понадобится дополнительно нанести краску для получения красивого внешнего вида.

Важна устойчивость к ультрафиолету, жидкостям, вредителям и насекомым, долгий срок службы.

Как приготовить биозащиту для древесины в домашних условиях

Можно сделать антисептик для деревянной поверхности и своими руками. Популярным рецептом является применение битума и бензина (дизтоплива). Также необходимо подготовить металлическую емкость, лопатку из металла и опорные элементы для фиксации емкости над огнем.

Работать желательно на улице, так будет безопаснее. Выполняют следующие этапы:

Битум помещается в подготовленную емкость.
Ее переносят на огонь.
Греется битум до полного растворения, лопаткой его хорошо перемешивают до ровной консистенции.
Продолжают процесс до получения слабой вязкости, тогда емкости убирают с огня.
Когда битум остынет, к нему добавляют бензин небольшими порциями, чтобы легче было их размешивать.
Наносится средство кисточкой или валиком.

Отличия антисептиков, сделанных своими руками, от заводских — готовых

У самостоятельно приготовленных составов есть ряд положительных сторон, если сравнивать их с покупными пропитками: недорогая цена, масляные и битумные составы имеют хорошую степень эффективности, меньше токсичности.

Заводские же по качеству лучше. Их легко использовать, ведь долго готовить не нужно. Они избирательно воздействуют на дерево.

Популярным рецептом является применение битума и бензина.

Сравнение брендов: какому производителю отдать предпочтение

На рынке представлено большое количество антисептических защитных средств, и выбор среди производителей бывает очень сложен. Можно подразделить средства на 3 категории:

Бюджетные – это «Сенеж», «Акватекс»;
Среднего класса – «Тиккурила», «Белинка»;
Профессиональные – «Dulux», «Teknos», «Woodworks» и иные.

По рейтингу они так и размещаются, чем средство дороже, тем более качественным оно будет, и будет служить дольше.

На рынке представлено большое количество антисептических защитных средств, и выбор среди производителей бывает очень сложен.

Антисептик для древесины обязательный элемент покрытия, чтобы она прослужила дольше и на ней не появились вредные для здоровья биологические образования. Выбирать средство нужно, ориентируясь на этап работы, бюджет, условия эксплуатации. Сделав верный выбор, можно быть уверенным в сохранности поверхности.

Видео: Обработка дерева антисептиком

Пропитка для дерева от влаги и гниения: свойства, классификация, цены

По универсальности применения и доступности в плане цены продукция из древесины – несомненный лидер среди стройматериалов. Наряду с множеством очевидных плюсов она характеризуется и рядом недостатков. Пожалуй, один из самых существенных – ее подверженность гниению.

Оглавление:

Разновидности пропиток
Цена разных марок
Советы и рекомендации

Пропустим вопрос о том, что провоцирует развитие этого процесса. Его комплексное рассмотрение требует отдельной статьи. Акцентируем внимание на том, как и с помощью чего защитить заготовки из древесины от разрушительного влияния влаги. Причем разберемся только с одной группой препаратов – пропиточного действия. Их целесообразно использовать не только для профилактической обработки деревянных частей любой конструкции, но и в случаях, когда уже выявлены признаки появления грибка.

Ассортимент продукции этой категории внушительный. Все пропиточные составы характеризуются спецификой и условиями применения, эффективностью, степенью влияния на наш организм и рядом других параметров. Без знания этих особенностей трудно разобраться, что именно следует купить.

Классификация средств

Категорирование несколько условное, но и оно дает первичное понятие о конкретном препарате. Более подробную информацию о продукции можно получить из инструкции производителя, а также изучив отзывы тех, кто уже ими пользовался. Поэтому расписывать полный химический состав каждой разновидности не имеет смысла – все данные есть на упаковке.

1. Водоотталкивающие.

Такие пропитки для дерева считаются наиболее эффективными. Судя по многочисленным отзывам, они обеспечивают защиту материала от гниения на длительный период.

Плюс – глубоко проникают в структуру дерева.
Минус – в процессе нанесения выделяют специфический (резкий) запах.

Целесообразно использовать для обработки дерева, которое предназначено для монтажа в сырых помещениях – подвалах, погребах, прачечных, банях и так далее. На действенность таких препаратов избыточная влажность влияния не оказывает.

2. С масляной основой.

После пропитки заготовки создают на поверхности древесины тончайшую водонепроницаемую пленку.

Плюс – прочность защитного покрытия.
Минусы – токсичность; ограниченность в применении.

Только для пропитки дерева в нежилых помещениях. Изделия должны быть абсолютно сухие, то есть прошедшие термическую обработку. Для пропитки заготовок естественной влажности такие составы не подходят.

3. Водорастворимые.

Применяются чаще всего для бытового использования. Большинство из них представляют собой водные растворы (различной концентрации) фторида натрия. Хотя, по отзывам тех, кто занимался обработкой дерева, не менее эффективны препараты на основе аммония и борной кислоты.

Плюсы – минимальное время просыхания пропитки; отсутствие вредных компонентов («экологическая чистота») и запаха.
Минус – по определению растворяются водой. Поэтому применяются только для помещений с умеренной влажностью.

Подходят для любых поверхностей из древесины. Также целесообразно использовать и в иных целях. Например, для обработки конструктивных элементов, выполненных из дерева – оконных рам, дверных косяков, предметов меблировки и т.п. При этом обязательное условие – защита дерева от прямого контакта с влагой.

4. С «летучей» основой.

Их можно купить в виде лаков и красок, которые разводятся растворителем. Пропитка осуществляется на небольшую глубину, но специфика защиты дерева от влаги в том, что на поверхности образуется пленка, причем довольно толстая и прочная.

Плюс – такие составы являются, прежде всего, пропитками для наружных работ, хотя их можно использовать и при внутренней отделке.
Минус – длительное просыхание.

Рекомендация: целесообразно применять при интерьерном оформлении поверхностей (например, в бане), так как одновременно с защитой древесины от гниения ей придается привлекательный вид.

Стоимость защитных составов

Статья в основном нацелена на рассмотрение особенностей продукции, предназначенной для предохранения дерева от возможного гниения. Но производители выпускают, как правило, средства комплексного действия. Акцентировать внимание на «узкопрофильных» препаратах не совсем целесообразно еще и потому, что там, где избыточная влажность, возникает не только гниение дерева, но и развивается грибок (он практически всегда – как «бесплатное приложение»).

Поэтому в таблице указаны и те составы, которые по отзывам людей показали свою высокую эффективность не только в борьбе с влагой, но и со спорами.

Марка	Серия	Расфасовка, л	Стоимость, руб
Сенеж	Аквадекор	2,5	745
	Сауна	2,5	845
	Ультра	5 (кг)	270
Акватекс	Бальзам	2	1 850
Акватекс	Экстра	10	3 380
Древесный лекарь	1		390
	2		770
	3		2 290
Биосепт			485
Teknos Woodex	Classic	9	5 590
Пинотекс	Classic	10	2 810
	Ультра		4 110
	База		2 770

Полезные советы

1. Прежде чем купить пропитку для дерева, нужно уточнить, как она влияет на металлы. Ведь в большинстве случаев заготовки фиксируются на основе (или скрепляются друг с другом) с помощью метизов, а не клея. Не инициирует ли препарат коррозию? Есть и еще ряд параметров, на которые следует обратить внимание при покупке:

Глубина проникновения в структуру древесины. Особенно актуально для бани, подсобных помещений, где всегда присутствует влага (прачечная, например).
Длительность действия. Ведь даже низкая стоимость конкретного состава обернется значительными затратами в перспективе, если придется обрабатывать им древесину довольно часто.
Реакция на изменения температуры. Некоторые препараты при ее повышении выделяют вредные вещества, хотя в нормальных условиях могут оставаться «нейтральными». Выбирая продукцию для пропитки дерева в бане или иных помещениях (строениях), характеризующихся непостоянством температуры, это следует учитывать.
Степень воздействия на грибок. Не все средства для предохранения от возникновения процессов гниения являются эффективными антисептиками. Наверное, отчасти этим вызваны некоторые негативные отзывы пользователей, в которых они подвергают сомнению действенность той или иной пропитки. Вывод – нужно внимательнее читать инструкцию производителя.
Как влияет пропитка на саму древесину? Это касается такого вопроса, как совместимость материалов, о чем мы нередко забываем.

2. Не следует пренебрегать и «дедовскими» средствами пропитки против гниения. Во многих случаях они прекрасно заменяют любые разрекламированные составы. О них стоит вспомнить хотя бы потому, что не всегда есть возможность и время походить по магазинам.

Медный купорос. Раствор в пропорции: на ведро воды – 100 г.
Отработанное масло (машинное). Довольно часто используется для пропитки деревянных столбов (свай), элементов нижнего венца и в ряде других случаев.
Жидкий гудрон. Им производится обмазка древесины. Даже при повышенной влажности она не разрушается длительное время.
Раствор на основе смеси – борная кислота (50 г) + соль поваренная (1 кг). Все это заливается кипятком (5 л) и хорошо перемешивается.

Дата: 9 сентября 2015

Обработка древесины от гниения своими руками

Древесина — доступный, экологичный стройматериал с прекрасным внешним видом. Современные материалы (керамзитобетон, пенобетон) с недавних пор стали часто применяться для сооружения стен и перегородок, но их популярность при строительстве небольших домов пока проигрывает древесине.

Однако, являясь органическим материалом, древесина слишком гигроскопична, является замечательной питательной средой для плесени, микроорганизмов. Поэтому, используя данный материал, стоит обратить особое внимание на его защиту от внешних факторов.

Причины гниения древесины

Развитие плесневых грибков – основной фактор, разрушающий дерево. Развитие плесени (гниение) происходит в определенных условиях:

влажность воздуха 80–100%;
влажность материала выше 15%;
температура ниже 50 и выше 0 С⁰

Дополнительными причинами гниения могут послужить промерзание материала, застой воздуха, контакт с почвой.

Факторы, благоприятные для процесса гниения, достаточно распространены. Поэтому необходимо знать, чем обработать древесину, чтоб защитить ее от плесневых грибков.

Просушка древесины

Начинать следует с профилактических мероприятий. Для предотвращения развития плесени дерево должно быть сухим. Есть четыре метода сушки бруса или доски:

Естественная сушка в сухих помещениях с хорошей вентиляцией. Это самый длительный метод (продолжительность сушки — до 1 года).
Сушка в камере при помощи перегретого пара, горячего воздуха. Это более дорогой, но быстрый и эффективный метод.
Парафинирование. Дерево погружается в жидкий парафин и помещается в печь на несколько часов.
Запаривание во льняном масле. Применяется для небольших деревянных изделий. Дерево погружается в масло, проваривается на медленном огне.

Защита деревянных элементов от влаги

Защитить брус от капиллярной влаги позволяет современная гидроизоляция. От атмосферной влаги конструкции защищает качественная крыша и нанесение специальных красок и покрытий.

Защиту от скопления конденсата обеспечивает тепловая и пароизоляция. Теплоизолирующий слой располагают ближе к наружной поверхности, а между ним и деревянной стеной располагают пароизоляцию. Брус кровельных элементов защищают от дождя и снега гидроизолирующими пленками.

Деревянные дома и сооружения должны располагаться выше уровня грунта, на фундаменте. Для эффективной защиты от воды стоит позаботиться о наличие отмостки, эффективной дренажной системы. Большое значение для биостойкости деревянного здания имеет возможность естественной просушки стен. Поэтому не следует высаживать деревья поблизости от деревянных строений.

Что делать, если брус начал гнить

Гниение сильно ухудшает физические параметры дерева. Его плотность падает в 2–3, а прочность в 20–30 раз. Восстановить гнилое дерево невозможно. Поэтому пораженный гнилью элемент следует заменить.

При незначительном заражении плесенью можно постараться остановить процесс. Для этого гнилой участок полностью удаляется (с захватом части здоровой древесины). Удаленную часть замещают стальными армирующими стержнями, которые должны достаточно глубоко входить в здоровую часть элемента. После армирования участок шпаклюется эпоксидной либо акриловой шпатлевкой.

Это трудоемкая и сложная процедура, после которой не всегда удается добиться прежней прочности конструкции. Проблему легче предотвратить, для чего производится обработка древесины от гниения.

Защита дерева народными средствами

Проблема защиты от гниения актуальна со времен, когда дерево было впервые использовано в качестве материала. За долгое время накопилось множество эффективных народных рецептов, успешно применяемых и поныне:

Обмазка деревянных конструкций силикатным клеем.
Обработка стен и почвы (до 50 см глубину) раствором бихромата калия в серной кислоте. 5%-е растворы кислоты и бихромата калия смешиваются 1:1.
Обработка уксусом с содой. Пораженные участки посыпаются содой и опрыскиваются уксусом из пульверизатора.
Обработка древесины 1% раствором медного купороса.
Пропитка горячей смолой. Очень эффективный способ для обработки бревен, кольев забора, скамеек, контактирующих с почвой.
Использование соли с борной кислотой. Смесью 50 г борной кислоты и 1 кг соли на литр воды следует несколько раз, с интервалом 2 часа, обработать дерево.

Все эти методы пригодны только для здоровой древесины или когда дерево имеет небольшие очаги поражения.

Современные методики борьбы с гниением

Разделяют два способа, позволяющие надежно защитить дерево: консервация и антисептирование.

При консервации на брус или доску наносится средство с длительным отравляющим эффектом. Для этого дерево вымачивается в холодных или горячих ваннах, либо консервант проникает в него с помощью диффузионной или автоклавной пропитки. Метод применим только в заводских условиях.

Антисептирование предполагает самостоятельную пропитку материала путем нанесения химических веществ пульверизатором или валиком. Антисептическое средство необходимо выбирать в соответствии с условиями эксплуатации деревянной конструкции. Например, пропитки на основе воды и уайт-спирита безопасны и недороги, но легко смываются. Поэтому для элементов, соприкасающихся с влагой или почвой, подходят только водоотталкивающие антисептики.

Классификация антисептиков

Выбирая средство, чтоб обработать брус, стоит разобраться с основными категориями и видами защитных составов. Выделяют три категории составов для защиты древесины: краски, лаки, антисептики.

Краски выполняют одновременно защитную и эстетическую функции. Для внутренних работ лучше выбрать водорастворимые краски, а для наружных – на основе органического растворителя.

Лаки образуют защитную пленку на поверхности, не изменяя ее внешнего вида. Для наружных работ применяются лаки с фунгицидами, убивающими плесень, предотвращающие растрескивание и выцветание дерева.

Антисептики отлично справляются в случае, когда плесень уже заразила дерево. Различают 5 их видов:

Водорастворимые. Без запаха, нетоксичные, быстро сохнут. Делают их на основе фторидов, кремнефторидов смеси борной кислоты, буры или хлорида цинка. Не рекомендуются для обработки поверхностей, часто контактирующих с влагой.
Водоотталкивающие. Отличаются более глубоким проникновением в дерево. Подходят для обработки конструкций бань, погребов и подвалов.
На органических растворителях. Допускаются к применению в наружных и внутренних работах. Образуют толстую пленку, сохнущую до 12 часов.
Масляные. Образуют толстое прочное покрытие, нерастворимое в воде. Однако, применять их следует только с сухим деревом. При нанесении на влажную древесину масляные антисептики не препятствуют размножению спор грибков внутри материала.
Комбинированные. Применимы для любой древесины, дополнительно обладают антигорючими свойствами.

Как следует наносить на дерево защитное покрытие

Нанесение антисептиков, лаков и красок на не составляет труда. Однако, проведение таких работ требует соблюдения определенных правил.

Перед обработкой следует надеть в перчатках, защитной маске и очках.
Окрашиваемую поверхность очистить скребком от грязи, жира, старой краски.
Зачистить доску или брус старой щеткой или наждаком.
Вымыть поверхность водой с моющим средством.
Дождаться полного высыхания древесины.
Ознакомиться с инструкцией, где указан способ нанесения средства.
Начать обработку деревянных конструкций с торцов, разрезов, поврежденных участков.
При необходимости нанесения нескольких слоев покрытия, следует делать паузы 2–3 часа между нанесением каждого слоя.

Что необходимо знать о защите от плесени

Защитный состав следует выбирать исходя из особенностей эксплуатации защищаемой поверхности. Для наружных работ подходят только трудносмываемые покрытия. Такие средства надежно защитят древесину в течение 30 лет.

Для влажных помещений (подвалы, бани) необходимы специальные средства, способные выдержать резкие перепады температуры.

Изменение цвета дерева, появление сколов и трещин – сигнал о том, что следует срочно обновить защитное покрытие. Рекомендуется чередовать антисептические составы, не обрабатывая дерево тем же составом повторно.

Пропитка для дерева от влаги и гниения при строительстве беседки

В качестве стройматериала древесину применяли еще в древности. Она до сих пор остается самым распространенным экологичным материалом. Изделия из дерева имеют приятный, натуральный запах и красивый цвет.
Но натуральные материалы могут пострадать от воздействия влаги и микроорганизмов. Одни из главных недругов деревянных строений — это грибки, которые приводят к гниению. Средство для пропитки древесины от плесени и грибка?
Поэтому важно своевременно провести обработку дерева от гниения и влаги.
Почему появляется гниль?
Прежде чем идти в магазин и приобретать средства для обработки древесины, важно выяснить, что способствует гниению. Среди наиболее распространенных причин — повышенная влажность, отсутствие свежего воздуха. В такой ситуации активно распространяются споры грибка. Достаточно немного времени, и стены или балки перекрытия «украсятся» белыми или серыми пятнами, часто с бархатистым эффектом.
Появлению плесени и гниения на древесине способствуют и иные причины:
температура в помещении или на улице резко меняется. Древесные волокна быстро разрушаются, не могут противостоять развитию грибковых колоний;
на деревянные поверхности и детали непрерывно воздействует вода: водопроводная или дождевая;
взаимодействие с почвой. Это касается деревянных штакетников, столбов для заборов. В почве содержится не только достаточный объем жучков-древоточцев, способных в кратчайшие сроки разрушить структуру материала, но и бактерий, микроорганизмов, действующих на клеточном уровне. При достаточном уровне влажности гниль и плесень распространяются по всей поверхности;
резкие похолодания. Некоторые сорта древесины без соответствующей обработки впитывают значительные объемы воды. При минусовых температурах влага замерзает и расширяется, появляются трещины и гниль.
Профилактика гниения
До начала стройки требуется провести ряд профилактических мероприятий. Влажность древесины изменяется в зависимости от времени года и погодных условий. Деревянные строительные заготовки нужно высушить в естественных условиях в течение года.
Дерево имеет свойство впитывать влагу из окружающей среды и разбухать при ее повышенном содержании. При высокой температуре происходит усыхание древесины.
Такие колебания приводят к образованию трещин, и деревянная конструкция может пострадать. Необходимо покрывать древесину составами, которые уменьшают поглощение влаги, но позволяют древесине “дышать”. Существуют методы защиты древесины от гниения, предотвращающие процессы разложения и отрицательное влияние влаги:
Гидроизоляция помещения.
Соблюдение норм влажности и температурного режима при хранении.
Регулярные осмотры строений и изделий на предмет поражения грибком и вредителями.
Поражение грибками происходит из-за нарушений условий транспортировки и хранения. Факторы, способствующие размножению микроорганизмов:
Высокая влажность воздуха (выше 80%).
Застой воздуха.
Влажность древесины выше 15%.
Продолжительное соприкосновение с землей.
Резкие температурные колебания.
Промерзание.
При выявлении грибка необходимо взять пробу для определения плотности и влажности дерева и провести обработку древесины от гниения. Специальные средства помогут затормозить процесс разложения. В противном случае строение будет гнить, со временем примет неприглядный облик и полностью разрушится.
В чем опасность гнили?
Наиболее очевидный ответ — структура древесины в минимальные сроки разрушается, расслаивается, разваливается на куски. Элементы крыльца, забора, здания придется менять. Следствие — моральный дискомфорт, неблагоприятный микроклимат в помещении, дополнительные расходы на проведение ремонтных работ.
Главная причина, заставляющая человека бороться с плесенью и гнилью на древесине, заключается в распространении многочисленных респираторных заболеваний, в том числе, астмы. Легче устранить гнилостные пятна, чем потом тратить годы на лечение.
Вывод
Чтобы сохранить презентабельный вид фасада или отделки и предотвратить пагубные воздействия – используют специализированные защитные средства. Они не только подчеркнут красоту дерева, но и помогут продлить срок его службы, а своевременное обновление покрытий отодвинет необходимость замены или реконструкции на долгие годы.
В защите нуждаются не только исходно деревянные стены, но и любые облицовочные материалы из древесины, например – имитация бруса или дранка. В видео – мастер-класс: деревянный диван для сада.
Подписывайтесь на наш Telegram каналЭксклюзивные посты каждую неделю
Основные средства борьбы с гнилью
Промышленность предлагает потребителям несколько разновидностей средств для борьбы с гнилью на древесине. Выбирая тот или иной вариант, учитывайте основной тип воздействия:
для защиты от дождей, снега, влаги из почвы беседок, пергол, веранд и террас лучше выбирать специальные лакокрасочные составы;
от появления конденсата и его разрушительного воздействия защитят паро- и гидроизолирующие мембраны и пленки. Вариант идеален для бань, ванных комнат, помещений с постоянной повышенной влажностью;
излишнюю влагу от любого источника поможет удалить качественная просушка, но без искусственного подогрева. Важно подчеркнуть, что эффект будет очень кратковременным.
Единственное преимущество — минимальные вложения денег;
однопроцентный раствор медного купороса, если не устранит полностью пятна гнили, то затормозит их развитие на несколько месяцев. Обрабатывать придется не реже одного раза в год.
Антисептики и лаки — основные средства борьбы с гнилью
Антисептики пригодны к использованию вне зависимости от причины появления плесени и грибка. Рекомендованы к использованию как на этапе строительства и проектирования, так и в процессе эксплуатации, когда грибок уже появился, и их нужно законсервировать.
Мнение эксперта
Сергей Юрьевич
Строительство домов, пристроек, террас и веранд
Задать вопрос
Выбирая антисептик, важно учесть, для наружных или внутренних работ он предназначен. Дело не только в количестве рабочих компонентов, но и в токсичности состава.
Лаки и краски. Не только защищают деревянные изделия от образования плесени, но и придают привлекательный внешний вид, подчеркивают структуру материала. Недостаток — высокая цена и длительное время обработки с учетом просушки и необходимости нанесения нескольких слоев.
Народные рецепты
Приготовить эффективное средство защиты, пропитать дерево от гниения и влаги можно при помощи народных средств. Если процесс гниения еще не успел охватить большую площадь, устранить дальнейшее разрушение помогут народные рецепты:
Жидкое стекло (силикатный клей). Развести клей в воде, раствор нанести кистью на участки, где локализовалось гниение. В результате обработки на поверхности конструкции остается плотный слой клея белесого оттенка. Этот способ самый простой.
Уксус и сода. Обработать пораженные места содой, потом опрыскать уксусной кислотой при помощи пульверизатора.
Серная кислота и бихромат калия. Бихромат калия смешать в равных частях с серной кислотой. Пропитать раствором древесину на улице.
Медный купорос. Растворить 100 г порошка в 10 л воды и нанести раствор на высушенное дерево.
Смола. Для внешней обработки можно применять горячую смолу. Смолу довести до кипения и нанести на просушенную древесину. Для цветных изделий средство не подойдет, потому что оно окрашивает поверхности в темный тон.
Соль и борная кислота. Материал для обработки древесины от возгорания? Соль (1 кг) и борную кислоту (50 г) размешать в кипятке (5 л). Покрыть деревянную поверхность несколько раз с перерывом 2 часа, давая средству возможность хорошо впитаться и подсохнуть.
Использование антисептиков для обработки древесины
Если давать сравнительную характеристику лаков и антисептиков, то использование последних более выгодно финансово. К тому же лаки и краски не устраняют уже имеющиеся пятна, а только консервируют их. Антисептические составы устраняют и те, что уже есть, и предотвращают появление новых.
Как выбирать средства для обработки
Рынок антисептических средств наполнен продукцией и зарубежных, и отечественных производителей. Первые дороже, но не всегда гарантируют качество. Какой состав выбирать, решает только покупатель, исходя из собственных предпочтений, характеристик препарата и финансовых возможностей.
Мнение эксперта
Сергей Юрьевич
Строительство домов, пристроек, террас и веранд
Задать вопрос
В России стоит обратить внимание на продукцию Сарус. Она не только избавляет от имеющейся гнили, но и не дает появиться новым колониям грибка. Важное преимущество — невысокая цена.
Если гниль покрывает значительную часть поверхности, следует обратить внимание на препарат Неомид 500. Хорошая мощность препарата «компенсируется» высокой ценой. Среди более дешевых аналогов с теми же характеристиками выделяется препарат Лига Биощит.
Для обработки очень гнилых участков используются средства «Сенеж» на водной основе, глубоко проникающие в структуру дерева. Они рекомендованы и для первичной, и для повторной обработки, и для работы во влажных, прохладных местах, например, в погребах. Единственное исключение — поверхности не должны быть окрашены масляной краской. При выборе препарата из серии, учитывайте конкретную задачу.
Предотвратить развитие гнилостных процессов поможет препарат Древосан Профи. Рекомендован для обработки заборов, наличников на окнах, малых архитектурных форм. Дополнительное преимущество — гибель не только плесени и гнили, но и насекомых, разрушающих древесину изнутри.
Хотите сэкономить, приобрести один препарат и для наружных, и для внутренних работ? Потратьтесь на антисептик «Бицидол-100». Важное преимущество — состав не только образует защитную пленку на поверхности, но и проникает в структуру древесины, не меняя ее. В течение всего срока эксплуатации дерево будет под надежной защитой и от воды, и от огня. Недостаток — цвет дерева изменится на зеленый. Если вы хотите избежать этого, обратите внимание на модификацию препарата «Бицидол-500». Сохранение первоначального цвета гарантировано.
Выбирать средство для обработки следует только после тщательного изучения технических характеристик, состава, принципа действия и побочных эффектов. Не менее важен способ нанесения — с помощью кисти, пульверизатора. Некоторые составы предусматривают, что изделие необходимо полностью окунуть в раствор.
Если не соблюдать рекомендации производителя придется менять пораженные или испорченные детали интерьера или фасада.
Сроки действия препаратов
Сочетание постоянной влажности и высоких температур создает благоприятные условия для появления и развития гнили. Качественный препарат отсрочит данный момент на 12 лет и более. Антисептики защищают и от грибка, и от огня. Максимальный срок действия — не более 7 лет. Для обработки строений, элементов оформления, стоек заборов предназначены составы, устойчивые к воде. Тогда в течение 30 лет и более не придется беспокоиться о ремонте или замене. В идеальном случае в состав препарата входят компоненты, защищающие от появления трещин.
Мнение эксперта
Сергей Юрьевич
Строительство домов, пристроек, террас и веранд
Задать вопрос
Не приобретайте случайные средства. Почитайте инструкции от производителя, отзывы потребителей. Тщательный выбор — гарантия избавления от плесени и гнили. Усилить действие любого препарата поможет предварительная очистка от имеющихся пятен гнили, грязи, краски или лака.
Когда и как следует наносить защитное средство
Пропиточные защитные средства лучше наносить на сухие поверхности при отсутствии прямого солнечного воздействия. Наиболее благоприятна для работ пасмурная погода, не предвещающая осадков.
Правила нанесения покрытий
Независимо от того, какое средство подобрано для защиты ограждений, существует ряд общих правил и рекомендаций, которых следует придерживаться.
В первую очередь, это меры предосторожности. Многие лакокрасочные материалы – токсичны и огнеопасны. Необходимо защитить глаза, органы дыхания и открытые участки тела. Работать следует в маске, респираторе и перчатках.
Перед обработкой дерева защитными средствами поверхности необходимо подготовить: очистить от старых слоев краски, грязи и жиров.
Обработать доски можно с помощью металлической щетки и щетины.
Удаление грязи с помощью моющих средств облегчит последующее нанесение покрытий.
К готовым растворам прилагаются инструкции по применению – следуя им, получают наилучший результат.
Начинать обработку лучше с поврежденных участков, торцов и срезов.
Когда требуется покрытие в несколько слоев, после нанесения первого необходимо сделать перерыв для его просушки на 2-3 часа.
Защита деревянных элементов от влаги
Защитить брус от капиллярной влаги позволяет современная гидроизоляция. От атмосферной влаги конструкции защищает качественная крыша и нанесение специальных красок и покрытий.
Защиту от скопления конденсата обеспечивает тепловая и пароизоляция. Теплоизолирующий слой располагают ближе к наружной поверхности, а между ним и деревянной стеной располагают пароизоляцию. Брус кровельных элементов защищают от дождя и снега гидроизолирующими пленками.
Деревянные дома и сооружения должны располагаться выше уровня грунта, на фундаменте. Для эффективной защиты от воды стоит позаботиться о наличие отмостки, эффективной дренажной системы. Большое значение для биостойкости деревянного здания имеет возможность естественной просушки стен. Поэтому не следует высаживать деревья поблизости от деревянных строений.
Расклепывание торцов дре6весины
Через торцы древесины, по их капиллярам (идущие вдоль всего ствола дерева) проникает гораздо больше воды. Чтобы это предотвратить раньше «расклепывали торцы» при помощи совершении ударов деревянным либо резиновым молотком по торцам. Тем самым разрушая капилляры, и предотвращая попаданию влаги вовнутрь.
Этот способ защиты также обеспечивал прочность торцам и не давал им растрескаться. Дополнительно их обжигали при помощи паяльной лампы. В таком случае обугленные торцы приобретали еще и бактерицидные свойства, препятствуя появлению биологических вредителей.
Плюсы и минусы масляной пропитки
Рассмотрим этот процесс на примере льняного масла как самого дешевого и наиболее доступного для рядового мастера. Для работы потребуется небольшой перечень полезных вещей:
кисть из натурального волоса, поролоновая губка, мягкая тряпка, ветошь;
масло, палочка для его перемешивания;
строительный фен, металлическая щетка – для удаления старого покрытия;
наждачка для приведения поверхности в идеально ровное состояние;
веник для удаления с поверхности пыли;
перчатки, чтобы не выпачкаться.
Из «народных средств» популярны:
глиняная обмазка;
медный, железный купорос;
олифа.
Рассмотрим их подробнее. Первый – защитный слой из глины, обычной соли и воды. Этим составом обмазывают дерево слоем в 2 мм. Есть еще вариант смеси из суперфосфата и воды, которую наносят на древесину слоем в 3 мм.
Вариант подойдет только для хозпостроек, например сарая. И, вообще, это было актуально в масштабах активной стройки совхозов и колхозов в советское время, и то эстетика и долговечность всегда были под вопросом.
Да и пользоваться купоросом в качестве фасадной отделки тоже не следует:
От него древесина темнеет и сереет. Если хочется оставить натуральную текстуру и цвет, то такой состав все испортит. Для фасадов, беседок, лестниц в доме купорос, конечно, не пойдет.
Если есть оцинкованные металлические детали, то купорос «снимет» цинковый слой.
Нельзя работать с купоросом во влажную погоду, и еще пару дней после «покраски» должно быть сухо и тепло.
В дождливую погоду такая стена будет «мазаться».

Медный купорос – неплохое средство для обработки обрешетки или лагов, то есть скрытых от глаз элементов дома
Еще чаще обрабатывают древесину олифой, приводя аргумент, что это натуральное льняное масло.
Такой состав хуже натурального льняного масла. Он:
плохо высыхает, не образует прочной пленки;
закупоривает древесные поры – не дает дереву «дышать», повышает риск появления плесени из-за затхлости внутри сруба;
часто содержит соединения свинца, поэтому таким составом нельзя обрабатывать поверхности в жилых помещениях.
Поэтому олифа из магазина далеко не лучший вариант для пропитки. Она подойдет для обработки садовой мебели, заборов, технических построек под дальнейшую покраску. Если вы планируете пропитку фасада или стен в доме, то внимательно читайте состав, ищите именно техническое льняное масло или же просто купите пищевое льняное масло в супермаркете и работайте с ним.
Льняное масло.
Пропитка для дерева от влаги и гниения: обработка и защита древесины
Содержание статьи
В России очень популярны дома из древесины, особенно на дачном участке. Но обязательно нужна пропитка для дерева от влаги и гниения, иначе строение простоит недолго. Доски и брус используют при строительстве гаража и кладовки, бани и веранды. Скамейки, колодцы, мостики, качели тоже не обходятся без декора из дерева. От излишней влаги, огня, насекомых-вредителей, плесени, вызывающей гниение древесины, нужна эффективная защита дерева.

Как уберечь дерево от влаги
При влажности древесины выше 15% она начинает разбухать, расслаиваться. На материале появляются трещины, изделия теряют свою форму. Водоотталкивающий состав способен предотвратить попадание воды в древесину. Существуют составы проникающие и пленкообразующие.
Проникающий состав Аidol Langzeit-Lasur используется для покрытия дачной мебели и стен дома, террасных перил и различных изгородей. Им можно пользоваться в детских комнатах, он абсолютно безопасен. Этот состав может иметь цвет серебристо-серого тика, темного дуба и эбенового дерева. Древесину, которая покрыта грибком, а также заготовки хвойных пород следует перед пропиткой загрунтовать.
Belinka Interier Sauna состоит из воды, акриловых смол и добавок. Цвета не имеет. Идеально подходит для обработки бань и саун. Наносится двойным слоем с помощью валика. Можно пользоваться кистью, распылителем. Фактура дерева становится шелковистой, блестящей.
Есть много других антисептиков для защиты древесины от влаги и гниения. Они выпускаются в виде пасты, в жидких растворах. Универсальные средства способны защитить дерево не только от влаги и грибка, но и от жуков-вредителей. К таким средствам относится Pinotex Impra. Им обрабатывают балки, детали обрешетки, деревянные части кровли. Пропитка окрашена в зеленоватый цвет. Она полностью исключает появление грибка и плесени, синевы и гнили.

Сенеж Экобио можно использовать в качестве самостоятельного покрытия или вместо грунтовки. Если нанести 2-3 слоя средства, то от гниения древесина будет защищена на 30 лет. Если древесина заранее обработана краской, лаком, олифой, то применять Сенеж бесполезно.
Защищают древесину от огня антипирены. Эти вещества под влиянием огня создают тонкую пленку, которая некоторое время препятствует пламени. Состав может выпускаться в виде краски, штукатурки или обмазки. Поверх него наносятся грунтовки, лаки и краски.
Пирилакс защищает древесину и локализует очаг огня. Это вещество одновременно является защитой от насекомых и от плесени. Раствор безопасен для скота и домашней птицы. Он обеспечивает качественную защиту в течение 25 лет. Из народных средств известен деготь, растворенный в скипидаре. Часто используются хлорофос и парафин. Нередко прибегают к помощи карболки и керосина.
Но более эффективно действует аквалак «Бор». Им пропитывают поверхности изделий из дерева: дверные и оконные блоки, лестницы, заборы, перила, плинтусы, стены домов. Тем самым осуществляется защита от жуков и от внешних проявлений: влаги и гнили. Для покрытия внешних конструкций необходимо 3 и более слоев.
Тонотекс защищает и одновременно декорирует поверхности. Различные оттенки цвета способны придать окраску древесине. Обработка этим средством дает защиту от насекомых, влаги, гнили.
Защита древесины от гниения
Подверженность гниению — довольно существенный недостаток древесины. Для предотвращения появления грибка, вызывающего гниение, обязательно применение специальных средств защиты. Их промышленность производит достаточное количество. Все они делятся на:
водоотталкивающие;
средства на основе масла;
водорастворимые;
на «летучей» основе.
Водоотталкивающие пропитки являются наиболее эффективными. Они защищают древесину от гниения длительное время. При нанесении они проникают вглубь древесины. Недостаток — резкий запах. Используются при обработке древесины, которая приготовлена для использования в подвальных помещениях, в погребах, банях и других местах с повышенной влажностью. Избыточная влага не действует на эти препараты.
Пропитки на масляной основе способны создавать на поверхности изделий очень тонкую водонепроницаемую пленку. Покрытие прочное, но токсичное. Поэтому имеются ограничения в применении. Данная пропитка может применяться только во вспомогательных и нежилых помещениях. Изделия перед пропиткой должны быть высушены.
Водорастворимые составы применяются в быту в виде водных растворов фторида натрия. Не менее эффективны и препараты, в основе которых лежат борная кислота и аммоний. Высыхает пропитка очень быстро. Ею можно обрабатывать против гниения любые деревянные поверхности: оконные рамы и дверные косяки, предметы мебели и другие конструкции. Обязательным условием является отсутствие контакта древесины с влагой.
Составы на «летучей» основе продаются в виде растворимых красок и лаков. После пропитки на поверхности появляется довольно толстая пленка. Такая пропитка в основном предназначена для наружных работ, но и внутри помещения ею тоже можно пользоваться. Ее минус — продолжительное время высыхания.
Советы по выбору средств защиты
Перед покупкой пропитки следует определить ее влияние на материал:
выяснить глубину проникания в древесину;
точно узнать срок действия состава;
знать реакцию вещества на температурные изменения;
знать степень действия состава на плесень и грибок;
действие на древесину.
Не стоит забывать и старинные дедовские методы борьбы с гниением. Многие из них работают очень хорошо. Например:
раствор медного купороса: на 10 л воды 100 г вещества;
отработанное машинное масло для пропитки столбов, нижних венцов и их элементов;
жидкий гудрон для обмазки деревянных изделий;
раствор 50 г борной кислоты и 1000 г соли поваренной в 5 л кипятка.
Вместо заключения
Слишком высокая влажность и следующая за ней гниль очень опасны не только для древесины, но и для здоровья человека. Споры из гниющих деталей попадают в легкие и могут вызвать тяжелые заболевания.
Гниющая древесина передает также неприятные запахи и вызывает порчу вещей.
Бороться с этими напастями следует с помощью разного рода антисептиков. Срок защиты они гарантируют на 5-7 и более лет. Чаще всего их используют вместе с антипиренами и влагоотталкивающими средствами. Эти средства осуществляют эффективную защиту древесных конструкций от влаги, гниения и огня. Пользоваться ими довольно просто, необходимо лишь внимательно читать инструкцию к применению.
Полимеры | Бесплатный полнотекстовый | Пригодность различных вариантов пропитки полиэтиленгликолем для стабилизации размеров древесины дуба
1. Введение
Древесина как натуральный материал обладает несколькими полезными свойствами, такими как хорошие механические характеристики при сравнительно небольшом весе, способность к биологическому разложению и возобновляемость. С другой стороны, отсутствие стабильности размеров снижает конкурентоспособность древесины как конструкционного материала в отдельных областях применения. Этот недостаток древесины можно в определенной степени компенсировать правильным выбором породы древесины для конкретных применений [1].Однако древесина имеет явные ограничения, когда речь идет о более специализированных областях применения и экстремальных условиях. Нестабильность размеров древесины в средах с переменной влажностью является серьезной проблемой при использовании древесины в критических климатических условиях (например, оконные рамы, внешняя облицовка, пол из массивной древесины и т. Д.). Выраженную чувствительность древесины к изменению содержания воды можно уменьшить путем модификации древесины. Методы модификации древесины можно разделить на активные и пассивные [2].Активная модификация древесины включает химическое изменение структуры древесины либо путем дериватизации, либо сшивания, либо путем термической модификации. Пассивная модификация древесины заключается в заполнении полостей и / или стенок ячеек модифицирующими агентами без какой-либо химической реакции со стенкой ячейки. Пассивная модификация обычно не так долговечна и подвержена вымыванию модифицирующего агента. Обширный обзор различных подходов к модификации дан Хиллом [3]. Эмульсии различных восков могут использоваться для пропитки древесины, чтобы придать ей улучшенные поверхностные свойства, устойчивость к грибкам и стабильность размеров.Обзор современного состояния таких методов лечения дан Kocaefe, et al. [4]. Была исследована обработка древесины восковыми эмульсиями для улучшения стабильности размеров с использованием технологии пропитки под давлением в вакууме [5]. Было обнаружено, что пропитка различными восковыми эмульсиями может вызвать увеличение массы древесины до 10% для ели и до 16% для бука. Шольц и др. [6] исследовали способность пропитки сосны и бука разными восками. Лучи в сосновой древесине, по-видимому, играют важную роль с точки зрения путей прохождения пропитывающего агента. Из-за своей гидрофобности воски имеют тенденцию накапливаться в полостях клеток, не проникая в саму клеточную стенку. Реактивные пропиточные агенты, такие как меламиноформальдегидные смолы (MF) или фенолформальдегидные смолы (PF), обеспечивают более эффективную стабилизацию размеров по сравнению с восковыми эмульсиями. Эти смолы имеют достаточно полярный характер и имеют низкую молекулярную массу, чтобы проникать в стенку древесных клеток путем диффузии, где они образуют взаимопроникающую сеть при отверждении, что значительно улучшает стабильность размеров [7,8].Прирост массы на 25% был достигнут при пропитке ели европейской водной пропиткой [9]. С модифицированным MF обычным цветком череды (Anthocephalus cadamba Miq.) Было обнаружено увеличение массы до 34,1%, что привело к снижению усадки при сушке на 68,2% [10]. Помимо этих смол на основе формальдегида, для пропитки древесины и последующей полимеризации in situ могут использоваться также неводные моно / олигомерные системы, такие как стирол или смеси стирол-метилметакрилат [11]. Наконец, водные модификаторы древесины на основе кремния обладают огромным потенциалом для модификации древесины благодаря многочисленным доступным функциям [12,13,14].Поскольку они способны проникать в клеточную стенку древесины, они достигают определенного объемного эффекта. В зависимости от функциональности могут быть получены различные свойства древесины [15]. В отличие от восков и некоторых реактивных модифицирующих агентов, полиэтиленгликоль (PEG) является высокогидрофильным и нереактивным. С одной стороны, он легко растворяется в воде, а с другой — легко снова вымывается из пропитанной древесины при контакте с водой. Свойства древесины, пропитанной ПЭГ, по стабилизации размеров хорошо известны.Стамм и Хансен [16] начали исследовать возможности размерной стабилизации древесины в 1930-х годах. В 1950–1970-е гг. Особое внимание было уделено ПЭГ [17,18,19,20,21,22]. Обычным методом пропитки древесины ПЭГ является хранение образцов в течение нескольких дней, недель или месяцев, в зависимости от размеров образца, погруженных в раствор ПЭГ-вода и позволяющего ПЭГ диффундировать в древесину [19,20]. Шнайдер [21] провел обширное исследование обработки древесины сосны и бука ПЭГ. Он обнаружил хорошую стабилизацию размеров до 90%.Возможны более высокие значения, но при содержании ПЭГ древесина становилась «влажной» на поверхности из-за адсорбированной воды. Шнайдер [21] описывает объемный эффект ПЭГ в древесине бука и сосны как блокирующий эффект ПЭГ, который диффундирует в клеточную стенку во время обработки и, кроме того, во время сушки / кондиционирования. Штамм [18] обнаружил повышенное уменьшение усадки, когда содержание влаги в древесине до обработки было равно или больше 40%. Чтобы обеспечить оптимальную диффузию PEG, рекомендуется использовать зеленую или водонасыщенную древесину.Кроме того, после пропитки рекомендуется стадия гомогенизации для PEG, чтобы позволить PEG проникнуть глубже в клеточную стенку [18]. Эти данные были подтверждены Tanaka и соавт. [23] посредством исследования набухания на фазах кондиционирования после пропитки. Штамм [18] исследовал пригодность ПЭГ различной молекулярной массы для эффективной пропитки древесины ели. Было обнаружено, что поглощение ПЭГ было оптимальным для молекулярной массы 550–1000, в то время как максимальное увеличение объема было достигнуто при использовании ПЭГ 350–550, что указывает на то, что молекулы с более низкой молекулярной массой, по-видимому, лучше проникают через клеточную стенку по сравнению с ПЭГ с высокой молекулярной массой. .В настоящее время обработка ПЭГ в основном применяется при консервации заболоченной археологической древесины. Поскольку археологические объекты очень хрупкие, его цель — заменить всю воду в клеточной стенке на ПЭГ разной молекулярной массы. Все эти процедуры проходят при атмосферном давлении. Яркими примерами являются, например, сохраненный PEG «Bremen cog» [24,25] и шведский военный корабль «Vasa» [26]. Несмотря на то, что метод в целом работает хорошо, недавно был выявлен недостаток: из-за катализируемой железом химической деградации древесины [27], прочность деревянного материала, обработанного ПЭГ, подвергается отрицательному воздействию. Bjurhager, et al. [26] изучали механические свойства древесины дуба, пропитанной ПЭГ 600, на небольших образцах (обработка в течение 3 недель). Они обнаружили лишь небольшое снижение модуля упругости при осевом растяжении и прочности, но обнаружили снижение модуля упругости и предела текучести до 50% в радиальном направлении. Наблюдение объясняется изменением угла микроволокон, вызванным набуханием образцов, особенно в древесных лучах [28]. Для самых высоких нагрузок на клеточную стенку ПЭГ, помимо пропитки как таковой, также важна фаза сушки или кондиционирования после пропитки. .Медленное высыхание после пропитки позволяет продолжить и более глубокую диффузию ПЭГ в клеточную стенку. Движущим фактором здесь является тот факт, что концентрация ПЭГ в полостях клеток увеличивается при сушке, то есть испарении воды, содержащей ПЭГ-растворитель, что приводит к градиенту концентрации ПЭГ между полостью клетки и стенкой клетки. Танака и др. [23] провели интенсивные исследования по этой теме, используя пропитанную ПЭГ 1500 древесину хиноки (Chamaecyparis obtuse). Примечательно, что Jeremic и др. [29] показывают, что вакуумной пропитки PEG 1000-PEG 4000 (растворенного в толуоле) в течение всего 15 минут может быть достаточно для достижения удовлетворительной загрузки древесины сосны.Как и в более ранних исследованиях, более высокое поглощение ПЭГ было обнаружено при использовании водонасыщенной или сырой древесины по сравнению с обработкой высушенной древесины [18,21,30]. Результирующее уменьшение изменения размеров не обязательно должно быть одинаковым в радиальном и анатомическом направлениях пропитанной древесины. Шнайдер [21] обнаружил для бука и сосны более высокую стабилизацию размеров в радиальном направлении по сравнению с тангенциальным направлением. В настоящем исследовании за новым улучшенным подходом к пропитке ПЭГ следует сочетание полезных свойств ПЭГ с преимуществами силанов для модификации древесины. .Силаны способны адсорбироваться на поверхности древесины [31] или целлюлозных волокон [32]. Кроме того, может иметь место самоконденсация или ковалентное прикрепление к лигноцеллюлозным поверхностям [13], что является преимуществом с точки зрения минимизации выщелачивания пропитывающего реагента в водной среде. Таким образом, проводят эксперименты по пропитке с помощью PEG и PEG, функционализированного силаном, и всесторонне охарактеризованы полученные улучшения свойств древесины.
График пропитки и сушки древесины эвкалипта
[1] Ву И, Хаяш И., ЛИУ Ю.и др. Взаимосвязь анатомических характеристик с характеристиками усадки и разрушения в древесине эвкалипта, выращенной на плантациях из Китая [J]. J Wood Science, 2006, 52 (3): 187-194.
DOI: 10.1007 / s10086-005-0751-6
[2] У Го-фэн, Цзян И-фэй, Чжан Хао, Чжоу Шу-ке, ПУ Цзюнь-вэнь. Процесс химического модифицирования и сушки многослойного пресса сосны лучистой [J]. Китайская деревообрабатывающая промышленность, 2010 г., 24 (6): 12-14.
[3] Ванстенкисте, Д., Стивенс, М. и Ван Акер, Дж. Высокотемпературная сушка свежих пиломатериалов тополя в экспериментальной конвективной сушилке. Holz als Roh- und Werkstoff. 1997, 55 (4): 307-314.
DOI: 10.1007 / s001070050235
[4] Дж. Э. Винанди, Х. Барнс, П. Митчелл. Влияние обработки CCA и сушки на предел прочности пиломатериалов. Журнал материалов по гражданскому строительству. 1992, 4 (3): 240-252.
[5] Гань Сюэфэй, Гао Цзяньминь, И Сунлинь.Предварительно подходим к технологии сушки бревен малого диаметра эвкалипта грандиозного × E. Плантация Urophylla. Сушильная техника и оборудование. 2010, 8 (3): 94-99.
[6] Го-фэн У, Цянь Ланг, Пин Цюй, И-фэй Цзян и Цзюньвэнь Пу. Влияние химического модифицирования и сушки горячим прессом на древесину тополя. BioResources 2010, 5 (4): 2581-2590.
[7] Magalhaes, WLE; да Силва, Р.Обработка карибской сосны полимеризацией на месте стирола и фурфурилового спирта. Журнал прикладной полимерной науки. 2004, 91 (3): 1763-1769.
DOI: 10.1002 / app.13252
[8] Mu, QH; Wei, C; Feng, SY. Исследования механических свойств композиционных материалов на основе сизалевого волокна и фенолоформальдегидной смолы. Полимерные композиты, 2009, 30 (2): 131-137.
DOI: 10.1002 / pc.20529
Практическое сравнительное исследование нескольких способов обработки переувлажненной древесины на JSTOR
Абстрактный
В этом исследовании были изучены следующие методы обработки: наполнение ПЭГ 4000 в воде, метаноле и растворителях трет-бутанола; набухание смесью ПЭГ 540 в воде; набухание канифолью в ацетоне; сублимационная сушка из различных концентраций ПЭГ 400 с различными методами предварительного замораживания; полимеризация in situ с использованием гликольметакрилата и меламиноформальдегидной смолы; вытеснение воды хлористым метиленом с последующей пропиткой канифолью. Все они были выполнены с пятью группами переувлажненной древесины, представляющей разные породы и различные степени деградации. Сублимационная сушка, пропитка ПЭГ 4000 в трет-бутаноле и пропитка смесью ПЭГ 540 в воде дали наиболее удовлетворительные результаты по внешнему виду и усадке. /// Au Cours de ce travail, les traitements suivants ont ététudiés: использование дополни- тельного полиэтиленгликоля (PEG) 4000 в воде, метаноле или третобутаноле; зарядите PEG 540 mélangé à l’eau; charge avec une résine naturelle (коллофон) в l’acétone; лиофилизация с использованием различных методов ПЭГ 400 в различных концентрациях; полимеризация in situ с использованием метакрилата гликоля и смолы меламиноформальдегида; замена воды на хлорной основе метилена, искусственная пропитка коллофаном.Tous ces essais ont été effectués sur cinq groupes de bois gorgés d’eau de différentes espèces et en états varés deservation. Без лиофилизации, импрегнирован с использованием PEG 4000 в t-bu таноле и меланже PEG 540 в результате исследований, количественных оценок и повторных испытаний. /// In dieser Studie wurden die folgenden Behandlungsmethoden untersucht: Tränkung mit PEG 4000 in Wasser, Methanol и t-Butanollösungsmitteln; Tränkung mit PEG 540 Mischung in Wasser; Tränkung mit Geigenharz (Колофониум) в Азетоне; Gefriertrocknung aus verschiedenen Konzentrationen von PEG 400 mit verschiedenartigen Vorerstarrungsverfahren; Полимеризация и стелька с гликолметакрилатом и с меламиномформальдегидрогидром; Wasserverdrängung mit Dichlormethan, gefolgt von Geigenharzimprägnierung.Sie wurden alle mit fünf Gruppen an mit Wasser vollgesogenm Holz — repräsentativ für verschiedene Holzarten und unterschiedliche Verfallszustände — durechgeführt. Gefriertrocknung, PEG 400 Imprägnierung in t-Butanol и Imprägnierung mit einer PEG 540 Mischung в Wasser ergaben die zufriedenstellendsten Ergebnisse hinsichtlich Aussehen und Schrumpfung.
Информация о журнале
Studies in Conservation стремится стать ведущим международным рецензируемым журналом по сохранению исторических и художественных произведений. Предполагаемая читательская аудитория включает практикующих реставраторов всех типов объектов, учителей консервации, менеджеров по коллекционированию или консервации, а также ученых-реставраторов или музейных ученых. В издании «Исследования в области консервации» публикуются оригинальные работы по ряду тем, включая достижения в области консервации, новые методы лечения, превентивную консервацию, вопросы ухода за коллекциями, историю и этику консервации, методы исследования произведений искусства, новые исследования в области анализа художественных материалов. или механизмы порчи, и проблемы сохранения при демонстрации и хранении.Научное содержание не обязательно, и редакторы поощряют представление практических статей, чтобы помочь сохранить традиционный баланс журнала. Каким бы ни был предмет изучения, отчеты о рутинных процедурах не принимаются, за исключением случаев, когда они приводят к результатам, которые являются достаточно новыми и / или значительными, чтобы представлять общий интерес.
Информация об издателе
Основываясь на двухвековом опыте, Taylor & Francis за последние два десятилетия быстро выросла и стала ведущим международным академическим издателем.Группа издает более 800 журналов и более 1800 новых книг каждый год, охватывающих широкий спектр предметных областей и включая журнальные оттиски Routledge, Carfax, Spon Press, Psychology Press, Martin Dunitz и Taylor & Francis. Тейлор и Фрэнсис полностью привержены делу. на публикацию и распространение научной информации высочайшего качества, и сегодня это остается первоочередной задачей.
% PDF-1.5 % 1 0 объект > >> эндобдж 4 0 obj / CreationDate (D: 20161115085646 + 00’00 ‘) / ModDate (D: 20161115085646 + 00’00 ‘) /Режиссер >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Аннотации [34 0 R 35 0 R] / MediaBox [0 0 595.32 842,04] / Содержание [36 0 R 37 0 R 38 0 R] / Группа> / Вкладки / S / StructParents 0 >> эндобдж 6 0 obj > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 40 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 2 >> эндобдж 7 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 42 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 3 >> эндобдж 8 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595.32 842,04] / Содержание 43 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 4 >> эндобдж 9 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 44 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 5 >> эндобдж 10 0 obj > / Шрифт> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 49 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 6 >> эндобдж 11 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595.32 842,04] / Содержание 50 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 7 >> эндобдж 12 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 52 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 8 >> эндобдж 13 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 53 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 9 >> эндобдж 14 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595.32 842,04] / Содержание 54 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 10 >> эндобдж 15 0 объект > / Шрифт> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 58 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 11 >> эндобдж 16 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 59 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 12 >> эндобдж 17 0 объект > / Шрифт> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595.32 842,04] / Содержание 61 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 13 >> эндобдж 18 0 объект > / Шрифт> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 63 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 14 >> эндобдж 19 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595,32 842,04] / Содержание 65 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 15 >> эндобдж 20 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 595.32 842,04] / Содержание 66 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 16 >> эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > эндобдж 32 0 объект > эндобдж 33 0 объект > транслировать x
Изменение свойств древесины
Целью защиты древесины является сохранение хороших свойств древесины и изделий из дерева и, в то же время, предотвращение повреждений гниением, грибком, вредителями и т. Д.Обычно древесина может оставаться без обработки в течение длительного времени, если материал получает адекватную структурную защиту. Предпосылкой к долговечности древесины является, помимо прочего, постоянное содержание влаги ниже 20%. Если древесина должна храниться в таких условиях, что ее защита невозможна только конструктивными средствами, можно также использовать химическую защиту. Такие методы включают распыление, покрытие или погружение в средство защиты древесины или пропитку под давлением и под вакуумом. До того, как начали применяться химические методы, смачивание древесины в солевом растворе или обугливание ее поверхности использовались, среди прочего, в качестве средств защиты.
Средства защиты древесины, наносимые распылением или кистью, обычно проникают в поверхность древесины только на глубину 1-2 мм, поэтому их защитный эффект для древесины незначителен, если средство не применяется достаточно часто. При методе окунания химические вещества могут проникать на глубину около 5 мм от поверхности древесины. Постоянно разрабатываются новые средства защиты древесины и покрытия, и их выбор довольно велик. Большинство средств защиты древесины содержат пентахлорфенол, лаки и водоотталкивающие вещества.Пропитка древесины направлена на защиту древесины от биологического разрушения и вредителей. Классы пропитки древесины определяются в зависимости от нагрузки, которой подвергается объект. При вакуумной пропитке поверхность древесины пропитывается на глубину 5-10 мм. При пропитке под давлением пропитывающий агент может проникать через всю сосну, за исключением сердцевины. Ель нельзя пропитывать на глубину более 10 мм из-за аспирации (= закрытия стенок ячеек) поверхности древесины.На кубический метр древесины абсорбируется несколько десятков килограммов пропиточного средства, причем количество варьируется в зависимости от класса пропитки.
Существует много и частично противоречивой информации о средствах для обработки поверхностей и покрытиях для компонентов деревянных зданий. На разных концах спектра обычно находятся промышленно производимые лакокрасочные материалы и натуральные так называемые традиционные краски. Например, использование красок для облицовки фасадов, образующих плотные пленки, и многие виды повреждений, которые последовали за этим, подорвали репутацию дерева как прочного материала для фасадов.С другой стороны, причиной повреждений всегда была не только краска, но и ошибки в проектировании и строительстве, а также некачественная древесина. С точки зрения поверхностной обработки деревянных фасадов главное, чтобы конструкции были выполнены правильно.
Деревянные поверхности традиционно обрабатывались в основном для достижения желаемого цвета, а не для повышения устойчивости древесины к погодным условиям. При выборе средств и покрытий для обработки поверхности древесины важно учитывать, насколько легко ухаживать за поверхностью и в какое время применять обработку.Степень шероховатости поверхности фасадной облицовки влияет на долговечность окрашенной поверхности. С точки зрения стойкости краски лучше всего подходит мелко распиленная деревянная поверхность. Краска обычно отслаивается со строганных поверхностей, подвергшихся воздействию суровых погодных условий. С другой стороны, чрезмерно шероховатые и неровные поверхности трудно поддаются обработке и легко загрязняются. Например, краски на основе органической смолы и краснозема могут изнашиваться под воздействием погоды. Льняное масло стирается и изнашивается аналогичным образом.Из-за этого перекраска не делает пленку краски толще и не создает слишком плотного слоя на деревянной поверхности, поэтому уход и перекраска могут выполняться без трудоемкого удаления старой краски. При ремонтной окраске типичными ошибками являются игнорирование или слишком редкое выполнение этой процедуры, неправильный выбор краски и нанесение краски на слишком влажную или грязную поверхность.
Свойства древесины можно изменять и улучшать с помощью различных обработок. Древесина, разработанная в соответствии с установленными для этой цели требованиями, называется технической древесиной.Пористую древесину можно обрабатывать с помощью давления, тепла или химикатов, пропитывающих ее. Модификация и химическая обработка лиственных деревьев несколько проще, чем хвойных, из-за разницы в клеточной структуре деревьев. Используя химические вещества, такие как глицерин малеинового ангидрида, можно уменьшить динамику влажности древесины и улучшить ее устойчивость к гниению и огню. Однако многие обрабатывающие агенты относительно дороги, и было доказано, что некоторые из них или химические агенты, образующиеся в качестве побочных продуктов их обработки, вредны для окружающей среды.Из-за этого начинают избегать химической защиты древесины, поскольку все большее значение приобретают общие экологические ценности. Плотность, прочность и твердость поверхности древесины можно повысить путем ее сжатия. Лиственную древесину можно сжать так, что ее объем уменьшится до 50%. Соответствующий показатель для хвойных пород составляет примерно 40%. Однако сжатая древесина возвращается к своему первоначальному объему под воздействием влаги, если она не стабилизируется с помощью химических веществ.
Дерево также можно подвергать термообработке, что снижает динамику влажности и повышает биологическую стойкость.Дерево всегда темнеет при термической обработке. Кроме того, из древесины удаляется несколько различных экстрактов, она становится светлее, в ней снижается равновесная влажность, а ее теплоизоляционная способность увеличивается почти на треть. Однако в то же время его жесткость снижается, а его прочностные свойства в определенной степени ухудшаются. Если процесс термообработки не будет выполнен правильно, высок риск растрескивания древесины. Первоначально внутреннее растрескивание считалось одним из наихудших дефектов термообработанной древесины, когда она подвергалась механической обработке после обработки.Поверхность термообработанной древесины становится очень компактной, поэтому склеивание, например, становится более трудным, а время высыхания медленнее, чем обычно, при использовании обычных клеев ПВА, которые впитываются в древесину. Краска же лучше держится на термообработанной древесине. Для термообработанной древесины также важна защита торцов древесины с помощью окраски или планок обрешетки, чтобы вода не впитывалась в направлении волокон.
Прочность на изгиб древесины, обработанной экстрактом прополиса и соединениями кремния
Материалы (Базель).2021 фев; 14 (4): 819.
Магдалена Возняк
¹ Кафедра химии, Факультет лесного хозяйства и технологии древесины, Познанский университет естественных наук, 60625 Познань, Польша; [email protected]
Изабела Ратайчак
¹ Кафедра химии, Факультет лесного хозяйства и технологии древесины, Познанский университет естественных наук, 60625 Познань, Польша; [email protected]
Елена Севастьянова, академический редактор
¹ Кафедра химии, факультет лесного хозяйства и технологии древесины, Познанский университет естественных наук, 60625 Познань, Польша; [email protected]
Поступила в редакцию 27 декабря 2020 г .; Принято 4 февраля 2021 г.
Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Abstract
Модификация древесины и ее обработка различными консервантами может повлиять на ее механические свойства, поэтому знание характера изменений древесины, вызванных пропиткой, имеет большое значение.Поэтому целью исследования было определение эффекта пропитки препаратом прополис-силан (EEP-MPTMOS / TEOS), состоящим из экстракта прополиса (EEP) и соединений кремния: 3- (триметоксисилил) пропилметакрилата (MPTMOS). и тетраэтоксисилан (TEOS) от прочности обработанной древесины на изгиб. Кроме того, в исследовании использовалась древесина, обработанная компонентами прополис-силанового состава, а именно 70% этанолом, экстрактом прополиса и силанами (MPTMOS / TEOS). Чтобы определить, влияет ли пропитка древесины на ее длительный изгиб, были проведены испытания на ползучесть в зависимости от влажности.Пропитка древесины экстрактом прополиса и прополис-силановым препаратом (EEP-MPTMOS / TEOS) способствовала увеличению модуля упругости и работы до максимальных значений нагрузки по сравнению с необработанной древесиной. В сухом состоянии древесина, обработанная EEP и EEP-MPTMOS / TEOS, характеризовалась более низкими значениями модуля упругости, чем контрольные образцы. В свою очередь, в состоянии влажной древесины древесина, обработанная прополис-силановым препаратом, показывала увеличение значения MOE. Кроме того, пропитка древесины оказывала влияние на процесс ползучести древесины под действием изгибающих нагрузок.Обработанная древесина характеризовалась более высокой относительной податливостью к ползучести, чем необработанная древесина. Исключением была древесина, пропитанная EEP-MPTMOS / TEOS, которая показала сопоставимую относительную податливость к ползучести с контрольными образцами. Представленные результаты показывают, что древесина, обработанная экологически чистым препаратом на основе прополиса и соединений кремния, может использоваться в различных областях, а также в условиях переменной влажности.
Ключевые слова: сосна обыкновенная, прополис, соединения кремния, прочность на изгиб, модуль упругости, природные консерванты
1.Введение
Древесина — это натуральный и возобновляемый материал, нашедший множество применений в помещениях и на открытом воздухе. Однако его применение, особенно во внешних условиях, может быть ограничено рядом недостатков, в том числе чувствительностью к влаге, низкой устойчивостью к УФ-излучению, низкой стабильностью размеров и биологическим износом, вызванным термитами, грибами и морскими бурильщиками [1,2]. Для преодоления слабых мест древесного материала применяется модификация, в том числе термическая, химическая и пропитка различными веществами.Строгие токсикологические требования в Европейском Союзе и растущая экологическая осведомленность потребителей приводят к растущему интересу к исследованиям, направленным на разработку новых, не содержащих биоцидов агентов для консервантов древесины. Среди экологических продуктов, потенциально применимых в защите древесины, есть как синтезированные химические соединения, так и природные вещества. Наночастицы серебра, ионные жидкости или соединения кремния относятся к химическим соединениям с низким воздействием на окружающую среду и описаны в литературе как потенциальные и эффективные консерванты для древесины [3,4,5,6,7,8,9].
Соединения кремния улучшили многие свойства древесины, такие как гидрофобность, стабильность размеров и фотостабильность [6,9,10]. Более того, соединения кремния, особенно с аминогруппами, повышают устойчивость обработанной древесины к гниению и плесени [4,6,11,12]. Согласно данным литературы, природные вещества, которые безвредны для человека и окружающей среды, такие как хитозан, эфирные масла, натуральные масла или прополис, также могут применяться для экологической защиты древесины [13,14,15,16,17].
Прополис — это натуральный ульевой продукт с многочисленными биологическими активностями, включая противогрибковые, антибактериальные, противовирусные и антиоксидантные [18,19,20,21]. Материал различного географического происхождения содержит, среди прочего, фенольные соединения (включая флавоноиды, фенольную кислоту и их сложные эфиры), минералы, жирные кислоты, аминокислоты и терпены [18,21,22,23]. Прополис, в основном из-за ингибирующего действия на рост различных штаммов грибов, был исследован как потенциальный консервант для древесины, как отдельно, так и в виде комплексного препарата [17,24,25].Древесина, защищенная экстрактом прополиса, показала устойчивость к Trametes versicolor и Neolentinus lepideus по сравнению с незащищенной древесиной [17]. В свою очередь, древесина, пропитанная препаратом прополис-силан, состоящим из экстракта прополиса и соединений кремния (3- (триметоксисилил) пропилметакрилат и тетраэтилортосиликат), ограничивала активность C. puteana , даже если древесина подвергалась воздействию процедура выщелачивания [26].
Сосна обыкновенная ( Pinus sylvestris L.) — вид, широко распространенный в лесах Европы, в том числе в польских [27]. Заболонь сосны легко обрабатывается, поэтому она стала широко используемым сырьем, в том числе и в наружном строительстве. Кроме того, хорошо известны эталонные свойства сосны обыкновенной согласно EN 384 [28]. Однако модификация древесины и ее обработка различными консервантами может повлиять на ее механические свойства, поэтому знание характера изменений древесины, вызванных пропиткой, имеет большое значение [29,30,31].Древесина сосны, обработанная ионными жидкостями, характеризуется пониженной прочностью на изгиб, модулем упругости и прочностью на сжатие параллельно волокнам по сравнению с необработанной древесиной [30]. В свою очередь, древесина, пропитанная смолой -1,3-диметилол-4,5-дигидроксиэтиленмочевиной, показала более низкие значения модуля упругости, прочности на изгиб при ударе и сдвига, чем образцы древесины без пропитки [29]. Механические свойства (модуль разрыва и работа до максимальной нагрузки при изгибе) древесины, модифицированной сорбитом и лимонной кислотой, снизились по сравнению с немодифицированными контрольными образцами [32].В свою очередь, обработка древесины смесями уксусного ангидрата и силоксана с ацетоксифункциональными группами не повлияла на ее механические свойства, а именно испытание на изгиб и модуль упругости [33]. Кроме того, растворители, используемые при приготовлении консервантов для древесины, также могут влиять на механические свойства древесины [34,35]. Поэтому целью исследования было определить влияние пропитки 70% этанолом, экстрактом прополиса, силанами (MPTMOS / TEOS) и препаратом прополис-силан (EEP-MPTMOS / TEOS) на прочность на изгиб обработанной древесины. .Чтобы определить, влияет ли пропитка древесины на ее длительный изгиб, были проведены испытания на ползучесть в зависимости от влажности. Эти испытания проводились при постоянной низкой (гигроскопическое равновесие в лаборатории) и постоянной высокой (мокрая древесина) влажности древесины.
2. Материалы и методы
2.1. Образцы древесины
Исследуемые образцы размером 10 (Т) × 10 (R) × 150 (L) мм ³ были приготовлены из сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) заболонь, происходящая из Великопольского воеводства, Польша. Образцы не имели неоднородности роста и не показали биотических инфекций. Средняя плотность древесины, измеренная при влажности 8%, составила 639 кг / м ³, определенная в соответствии с ISO 13061-2 [36]. В соответствии с ISO 13061-1 [37], используя гравиметрический метод, определяли влажность древесины (MC).
2.2. Препараты для обработки древесины
Для пропитки древесины использовались 70% этанол, экстракт прополиса (EEP), соединения кремния и препарат прополис-силан.Этанольный экстракт польского прополиса 15% концентрации (PROP-MAD, Познань, Польша) готовили на 70% этаноле. Препарат силана (MPTMOS / TEOS), состоящий из 3- (триметоксисилил) пропилметакрилата (MPTMOS) и тетраэтоксисилана (TEOS) с концентрацией 5%, был приготовлен в 70% этаноле. Соединения кремния были закуплены у Sigma Aldrich (Дармштадт, Германия). Препарат прополис-силана (EEP-MPTMOS / TEOS) содержал 15% EEP, 3- (триметоксисилил) пропилметакрилат (MPTMOS) и тетраэтоксисилан (TEOS) в концентрации 5%.
2.3. Обработка древесины
Образцы древесины сосны обрабатывали 70% этанолом, экстрактом прополиса (EEP), препаратом силана (MPTMOS / TEOS) и препаратом прополис-силан (EEP-MPTMOS / TEOS) с использованием вакуумного метода. Образцы пропитывали исследуемыми растворами в течение 15 мин в условиях вакуума 0,8 кПа с последующим вымачиванием в течение 2 ч при атмосферном давлении. После обработки образцы древесины взвешивали для определения поглощения раствора.
После пропитки все образцы древесины кондиционировали до постоянного веса в комнатных условиях (относительная влажность = 52 ± 2%; T = 20 ± 2 ° C) в течение четырех недель.
2.4. Статическая прочность на изгиб
Испытания проводились на универсальной машине для испытания механической прочности ZWICK ZO50TH (Zwick / Roell, Ulm, Germany). Определение механических параметров проводилось при испытании на статический изгиб на образцах размером 10 (Т) × 10 (R) × 150 (L) мм ³. Выходные данные испытательной машины использовались для расчета модуля упругости (MOE) и работы с максимальной нагрузкой (WML), а также модуля разрыва (MOR). Испытания на статический изгиб проводились в соответствии с PN-77 / D-04103 [38] для модуля разрыва (MOR) и PN-63 / D-04117 [39] для модуля упругости (MOE), соответственно.Расстояние между опорами при испытании составляло 120 мм, при этом нагрузка размещалась точно посередине между опорами, на радиальных поверхностях. Скорость нагружения выбиралась таким образом, чтобы испытание длилось около 90 с. В испытании использовали десять образцов древесины каждого варианта обработки.
Модуль разрыва (MOR) был рассчитан следующим образом:
где:
F _max — максимальное (разрывное) усилие (Н),
L — расстояние между опорами (мм),
b, h — ширина и высота испытуемых образцов (мм).
Модуль упругости (MOE) был рассчитан по формуле:
MOE = 3 (Fn + 1 − Fn) L364bh4 (fn + 1 − fn) (МПа)
(2)
где:
F _{n + 1} — F _n — приращение нагрузки в линейном участке кривой нагрузка-прогиб (N),
f _{n + 1} — f _n — приращение по прогибу (соответствует F _{n + 1} — Fn), (мм).
Работа с максимальной нагрузкой (WML) определяет количество энергии, поглощаемой образцом до его разрушения.Его значение равно площади под кривой σ-ε и выражается уравнением:
WML = ∫0εσmaxdεmax (Дж)
(3)
где:
σ _max — максимальное напряжение; MOR (МПа),
ε _max — максимальная деформация (мм).
После измерения прочности на изгиб содержание влаги в древесине (MC) также определяли гравиметрическим методом в соответствии со стандартом ISO 13061-1 [37].
2,5. Реологические свойства древесины
Чтобы продемонстрировать, влияет ли пропитка древесины препаратом прополис-силан и его компонентами (70% этанол, экстракт прополиса и соединения кремния) на ее длительный изгиб, были проведены испытания на ползучесть в зависимости от влажность.Эти исследования проводились при постоянном низком (равновесное содержание влаги в лаборатории) и постоянно высоком (мокрая древесина) MC древесины. Процесс ползучести древесины исследовали на прототипе машины для испытания на ползучесть (). Постоянные напряжения, вызывающие изгиб древесины, были вызваны подвешиванием через систему сцепления соответствующей нагрузки, составляющей 20% ее прочности (MOR). Образец помещали на стенд прототипа машины для испытания на ползучесть так, чтобы тяга была точно посередине ее длины, а изгибающее усилие прикладывалось по касательной к годичным кольцам.Расстояние между опорами во время эксперимента составляло 120 мм. Дефлектометр устанавливали на образец таким образом, чтобы лопасти опирались на образец в точках опоры, а измерительный штифт микрометра опирался на плоскую упорную поверхность. На первом этапе ползучести показания микрометра снимались каждые 15 с в течение первых 10 мин, а затем каждые полминуты. Исследование проводилось до тех пор, пока 10 последовательных показаний отклонения дефлектометра не были одинаковыми. В испытании использовали три образца древесины каждого варианта обработки.
Схема прототипа машины для испытания на ползучесть (1 — микрометр; 2 — дефлектометр; 3 — тяга; 4 — образец; 5 — опоры; 6 — нагрузка).
2.6. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье с ослабленным полным отражением (ATR-FTIR)
Спектры древесины, включая контрольные и обработанные образцы, регистрировали спектрофотометром Nicolet iS5 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) с преобразованием Фурье и детектором триглицинсульфата дейтерия. Спектры записаны в области 4000–400 см, ^–1, при разрешении 4 см, ^–1, зарегистрировано 32 сканирования.
2.7. Статистический анализ
Полученные результаты анализировали с помощью программы Dell ^TM Statistica ^TM 13.3 (TIBCO Software Inc., Пало-Альто, Калифорния, США). Для определения значимых различий ( p ≤ 0,05) в исследуемых механических параметрах древесины, обработанной различными пропиточными составами, был использован дисперсионный анализ (ANOVA), за которым последовал тест честной достоверной разницы (HSD) Индейки.
3. Результаты и обсуждение
Были представлены значения влажности древесины, плотности до и после обработки, а также степени удержания обработанной древесины.
Таблица 1
Средние значения влажности, плотности древесины до и после обработки, а также удержания обработанной древесины.
6 9023 EOS EPOS EOS
Образец древесины Содержание влаги (%) Плотность древесины до обработки
(кг / м ³) Плотность древесины после обработки
(кг / м ³) Удержание
(кг / м ³)
Контроль 10,2 ± 0,1 637.1 ± 17,2 637,1 ± 17,2 —
70% этанол 9,8 ± 0,3 637,9 ± 17,9 626,0 ± 17,6 6,2 ± 0,2
EEP 8,0 638,5 ± 17,6 699,0 ± 18,0 95,2 ± 3,1
MPTMOS / TEOS 8,2 ± 0,4 639,7 ± 19,1 650,0 ± 18,1 61,6 ± 2,6
8.1 ± 0,3 640,5 ± 16,1 720,0 ± 15,9 151,4 ± 6,6
Результаты влажности контрольной и обработанной древесины после кондиционирования при относительной влажности 52 ± 2%; Т = 20 ± 2 ° С показало, что пропитка древесины повлияла на этот параметр. Древесина, обработанная экстрактом прополиса, соединениями кремния и препаратом прополис-силан, характеризовалась снижением равновесного содержания влаги примерно на 2% по сравнению с контрольными образцами и образцами древесины, обработанными EtOH.
Средние значения прочности древесины на изгиб (MOR), модуля упругости (MOE) и работы при максимальной нагрузке (WML) представлены в.
Таблица 2
Средние значения модуля разрыва (MOR), модуля упругости (MOE) и работы при максимальной нагрузке (WML) для обработанной древесины с различным содержанием влаги (MC).
Контроль.0 ± 6,8 ^a ± 0,089 ^{a, b} 9007 a 58,6 ± 4,3 ^a
MC Образец древесины MOR (МПа) MOE _L (МПа) WML (J)
Сухой 124 16,876 ± 725 ^b 0,806 ± 0,071 ^a
70% EtOH 126,6 ± 7,5 ^a 16,537 ± 876 ^{a, b} 0,847
EEP 137,6 ± 6,8 ^b 16,109 ± 677 ^a 0,939 ± 0,067 ^b
MPTMOS / TEOS 124,4 ± 2357 15 724 ± 651 ^{а, б} 0.792 ± 0,073 ^a
EEP – MPTMOS / TEOS 136,6 ± 7,1 ^b 15,628 ± 844 ^a 0,932 ± 0,066 ^b
> FSP 11,110 ± 666 ^a 0,664 ± 0,129 ^a
70% EtOH 52,1 ± 4,2 ^a 10,867 ± 837 ^a 613 ± 0,074 ^a
EEP 72,3 ± 10,8 ^b 11720 ± 488 ^a 0,761 ± 0,126 ^a

MPTMOS / TEOS6 11428 ± 406 ^a 0,689 ± 0,123 ^a
EEP – MPTMOS / TEOS 102,7 ± 5,3 ^c 13,100 ± 628 ^b 1,042 ± 0,125 0,125
На диаграмме показаны результаты для древесины в состоянии гигроскопического равновесия в лаборатории (низкое содержание влаги) и выше точки насыщения волокна (влажное состояние).При анализе значений MOR можно заметить, что пропитка древесины экстрактом прополиса (EEP) и препаратом прополис-силан (EEP-MPTMOS / TEOS) способствовала увеличению этого значения. Это увеличение было статистически значимым и составляло в среднем около 11%. При пропитке древесины 70% -ным этанолом и кремнийорганическими соединениями полученные различия были статистически незначимы по сравнению с контрольной древесиной. Эта зависимость возникает как в сухой, так и в мокрой древесине (выше точки насыщения волокна), что может указывать на образование прочных связей между компонентами экстракта прополиса, кремнийорганическими соединениями и древесиной.Для влажной древесины разница между контрольной древесиной и древесиной, обработанной EEP и EEP-MPTMOS / TEOS, еще больше, потому что для EEP она составляет 23%, а для EEP-MPTMOS / TEOS — 75%. Оба случая доказывают положительное действие препаратов прополиса на исследуемую древесину. Пропитка древесины этими препаратами способствовала снижению гигроскопичности древесины, что непосредственно выражается в повышении прочности такой древесины во влажном состоянии. В случае контрольной древесины, обработанной 70% EtOH и MPTMOS / TEOS, увеличение содержания влаги выше FSP способствовало снижению MOR на 53%, 59% и 55% соответственно.Снижение прочности на изгиб для сухой и влажной древесины, пропитанной прополисным экстрактом, составило 48% и только 24% для препарата прополис-силан.
Статистически значимые различия также могут наблюдаться при анализе средних значений MOE. По этому параметру обработка древесины препаратами прополиса также способствовала изменению средних значений. В сухой древесине значения модуля упругости сосновой древесины снизились. Для древесины, защищенной EEP-MPTMOS / TEOS, снижение MOE составило примерно 7.4%, и это было наименьшее значение. Обработка древесины всеми протестированными растворами способствовала снижению жесткости древесины. Во влажной древесине можно наблюдать влияние пропитки на снижение гигроскопичности древесины. Средние значения MOE для пропитанной древесины существенно не отличаются от значений для контрольной древесины; Исключение составляет древесина после пропитки препаратом ЭЭП-МПТМОС / ТЭОС. В этом случае модуль упругости увеличился на целых 18%.
Наивысшие значения работы с максимальной нагрузкой (WML), т.е.е., энергия разрушения была характерна для древесины, пропитанной прополисными препаратами (EEP и EEP-MPTMOS / TEOS). Среднее значение WML для этого типа защитных агентов было в среднем на 16% выше, чем для контрольной древесины. Для влажной древесины значение WML для древесины, пропитанной EEP-MPTMOS / TEOS, было более чем на 56% выше, чем для контрольного образца древесины. Столько энергии будет накапливаться древесина против разрушения под действием изгибающих нагрузок.
Об изменении механических параметров после обработки древесины различными химическими веществами.Однако исследования касались других агентов, помимо описанных в этой статье, например, ионных жидкостей [30], растворов хитозана [40] или смол [41]. Увеличение MOR и MOE на 12% и 16% соответственно было указано Ming-Li et al. [42], после пропитки древесины раствором силиката натрия по сравнению с контрольным образцом. Аналогичное увеличение обсуждаемых механических параметров после пропитки древесины канифолью по сравнению с необработанной древесиной было получено Dong et al. [43] и составили соответственно 13% и 19%.Пропитка древесины также может включать снижение механических параметров. Simsek et al. [44] способствовали снижению MOR, защищая древесину экологически чистыми боратами. Древесина, обработанная ионными жидкостями, характеризовалась более низкими значениями прочности на изгиб и модуля упругости, чем контрольные образцы древесины [30]. В свою очередь, древесина, пропитанная тетраэтоксисиланом (TEOS), показала сопоставимые значения механических параметров (включая MOR, MOE, WML или ударный изгиб) по сравнению с необработанной древесиной [29].
Описанные изменения механических параметров обработанной древесины (особенно в случае древесины, обработанной прополисным экстрактом и прополис-силановым препаратом) могут быть вызваны различными факторами. Увеличение значений MOR и WML, наблюдаемое для древесины, обработанной EEP и EEP-MPTMOS / TEOS, может быть связано с образованием прочных связей между древесиной и составляющими прополисного препарата. Изменения структуры древесины после пропитки исследуемыми растворами были определены методом ATR-FTIR и представлены в.
Спектры ATR-FTIR древесины сосны обыкновенной (A), древесины, обработанной 70% EtOH (B), древесины, обработанной EEP (C), древесины, обработанной MPTMOS-TEOS (D), и древесины, обработанной EEP-MPTMOS / TEOS (E).
Спектры древесины, обработанной EEP и EEP-MPTMOS / TEOS, характеризуются наиболее значительными изменениями. В спектрах древесины, обработанной EEP- и EEP-MPTMOS / TEOS, полоса валентного колебания O – H, наблюдаемая при 3454 см ^-1, была уже, чем в спектре контрольной древесины. Это могло быть связано с образованием водородных связей между составляющими прополис-силанового препарата и гидроксильными группами, присутствующими в древесине.Кроме того, в спектрах древесины, пропитанной EEP и EEP-MPTMOS / TEOS, наблюдаются полосы при 1630 см ⁻¹, связанные с колебаниями C = C, C = O и N – H, обусловленными составляющими прополиса, в основном фенольными соединениями. и аминокислоты, и полоса при 1510 см ^-1, указывающая на колебания скелетных C = C ароматических колец флавоноидов. В спектрах образцов древесины, обработанных прополисом, представлены полосы при 1450 и 1370 см. ^–1, связанные с изгибным колебанием связи C – H флавоноидов.Кроме того, в спектрах древесины, пропитанной EEP и EEP-MPTMOS / TEOS, полосы при 1265, 1160 и 1085 см ^-1, отнесенные к колебаниям связей C – O, C – OH липидов, флавоноидов или представлены вторичные и третичные спирты, входящие в состав прополиса. Хотя полосы при 1265 и 1085 см ^-1, наблюдаемые в спектре древесины, обработанной EEP-MPTMOS / TEOS, также могут быть связаны с колебанием связей Si – C и Si – O в соединениях кремния. В случае спектра древесины, пропитанной EEP-MPTMOS / TEOS, наблюдается перекрытие полос, происходящих от компонентов прополиса и силанов.Наблюдаемые изменения в спектрах древесины, обработанной EEP- и EEP-MPTMOS / TEOS, указывают на то, что составляющие EEP и EEP-MPTMOS / TEOS образуют постоянные связи с компонентами древесины. Более того, в спектре древесины, пропитанной MPTMOS / TEOS, наблюдаются полосы при 1265 и 1085 см ^-1, что может указывать на то, что силаны также образуют связи с древесиной, но изменения менее заметны, чем в спектре древесина, пропитанная прополис-силановым препаратом. Поэтому мы думаем, что кремниевые соединения, используемые без экстракта прополиса, не образуют постоянных химических связей с древесиной, а только заполняют просвет клетки или откладываются на поверхности древесины.
Увеличение прочности на изгиб, наблюдаемое при содержании влаги в древесине, эквивалентном равновесному содержанию влаги при стандартных условиях, может быть результатом более низкого равновесного содержания влаги в древесине, обработанной EEP и EEP-MPTMOS / TEOS (). Пропитка древесины экстрактом прополиса и прополис-силановым препаратом вызвала снижение гигроскопичности древесины, что влияет на повышение прочности древесины во влажном состоянии. С увеличением влажности значения прочности древесины на изгиб снижаются во всем диапазоне гигроскопичности, и это снижение может составлять около 50% [45].Повышение гидрофобности древесины, вызванное обработкой экстрактом прополиса, соединениями кремния и составами прополис-силана, описано в литературе [11,46,47].
Чтобы подтвердить положительное влияние пропитки на механические параметры, в том числе в долгосрочной перспективе, процесс ползучести древесины был проведен под действием изгибающих нагрузок. и показать кривые тенденции к ползучести древесины. Значения восприимчивости к ползучести рассчитывались как отношение средних деформаций, зарегистрированных в данный момент времени в процессе, к среднему значению действующего напряжения.Данные, представленные на этом рисунке, показывают, что контрольные образцы с постоянной низкой и высокой влажностью показали самую высокую склонность к ползучести.
Устойчивость к ползучести сухой древесины, защищенной различными средствами.
Сопротивление ползучести влажной древесины, защищенной различными средствами.
и показывают, что полученные значения ползучести для сухой и влажной древесины аналогичны. Однако следует помнить, что в случае влажной древесины использовались гораздо более низкие значения абсолютной нагрузки.Предполагаемый уровень напряжения составлял 20% от напряжения разрушения образца, т.е. он относился к MOR для конкретного образца, защищенного другим пропитывающим препаратом. Результаты податливости ползучести также обременены некоторыми недостатками, возникающими в результате немедленной регистрации стрелки отклонения (в момент срабатывания изгибающего момента). По этой причине эти результаты представлены далее в форме относительной податливости ползучести.
Для того, чтобы уменьшить полученные результаты податливости ползучести до значения непосредственной податливости (при t = 0), значения так называемой относительной податливости ползучести, понимаемой как коэффициент податливости ползучести в данный момент в процесса J (t) и немедленной податливости J (0):
Рассчитанные таким образом результаты относительной податливости ползучести для отдельных вариантов обсуждаемых экспериментов представлены в и.
Относительная устойчивость к ползучести сухой древесины, защищенной различными средствами.
Относительная устойчивость к ползучести влажной древесины, защищенной различными средствами.
Анализ данных, представленных в и показывает, что на начальной стадии ползучести значения относительной податливости ползучести увеличивались относительно быстро для всех вариантов экспериментов. В сухой древесине наблюдается большой разброс отдельных вариантов. Контрольная древесина и древесина, защищенная раствором EEP-MPTMOS / TEOS, показали самую низкую относительную податливость к ползучести.Ход обеих кривых аналогичен примерно через 60 мин, но первоначально контрольная древесина показала более высокую относительную восприимчивость к ползучести. Кривые относительной ползучести древесины с содержанием влаги выше точки насыщения волокна более тесно связаны. Исключением является соотношение для древесины, защищенной решением MPTMOS / TEOS, где среднее значение относительной восприимчивости к ползучести почти вдвое выше, чем у других.
Древесина представляет собой натуральный композит с иерархической структурой.На молекулярном уровне основными компонентами древесины являются целлюлоза, лигнин и гемицеллюлоза. Целлюлоза, которая представляет собой эластичный полимер, оказывает очень небольшое влияние на вязкоупругую матрицу, но лигнин и гемицеллюлоза проявляют гораздо более вязкие свойства [48,49,50,51]. Кроме того, лигнин является основным компонентом средней ламели, которая представляет собой связанный слой, соединяющий две соседние клеточные стенки и покрывающий целлюлозный скелет [52]. Литературные данные показывают, что водный раствор этанола растворяет основную часть лигнина из средней ламеллы, высвобождая отдельные клетки при срезании [34,35].Раствор этанола также вызвал ослабление связей между средней ламелью соединения и слоем S1 [34,53]. Представленные результаты показывают, что образцы древесины, пропитанные 70% EtOH, показали самую высокую относительную податливость к ползучести в сухом состоянии древесины. Таким образом, наша гипотеза состоит в том, что смесь этанола и воды, которая использовалась в исследовании в качестве растворителя в пропиточных рецептурах, могла быть одним из определяющих факторов изменений, происходящих в испытаниях ползучести обработанной древесины. В свою очередь, самая низкая относительная податливость к ползучести, наблюдаемая в случае древесины, обработанной EEP-MPTMOS / TEOS, может быть связана с другим механизмом.Компоненты экстракта прополиса, особенно когда он смешан с соединениями кремния, образуют связи с древесиной, что подтверждается анализом ATR-FTIR. В этом случае негативный эффект 70% -ного этанола можно было бы компенсировать постоянным связыванием составляющих прополиса с компонентами древесины.
4. Выводы
В работе представлены результаты влияния древесины, обработанной прополис-силановым препаратом (EEP-MPTMOS / TEOS) и его компонентов (70% EtOH, прополисный экстракт и соединения кремния) на прочность на изгиб обработанных древесина.Пропитка древесины экстрактом прополиса (EEP) и препаратом прополис-силан (EEP-MPTMOS / TEOS) способствовала увеличению значений модуля упругости по сравнению с необработанной древесиной и деревом, обработанным 70% EtOH и соединениями кремния. Эта зависимость наблюдалась как для сухой, так и для влажной древесины. В сухом состоянии древесина, обработанная EEP и EEP-MPTMOS / TEOS, характеризуется более низкими значениями модуля упругости, чем контрольные образцы. В свою очередь, в состоянии влажной древесины древесина, обработанная прополис-силановым препаратом, показывала увеличение значения MOE.Древесина, обработанная экстрактом прополиса и препаратом прополис-силан в сухом состоянии древесины, также показала увеличение значений работы до максимальной нагрузки (WML). В свою очередь, для влажной древесины значение WML для древесины, пропитанной EEP-MPTMOS / TEOS, было выше, чем для других образцов древесины. Кроме того, пропитка древесины оказывала влияние на процесс ползучести древесины под действием изгибающих нагрузок. Обработанная древесина характеризовалась более высокой относительной податливостью к ползучести, чем необработанная древесина. Исключением была древесина, пропитанная EEP-MPTMOS / TEOS, которая показала сопоставимую относительную податливость к ползучести с контрольными образцами.
Описанные изменения механических параметров обработанной древесины (особенно в случае древесины, обработанной прополисным экстрактом и прополис-силановым препаратом) могут быть вызваны различными факторами. Эти изменения могут быть связаны с образованием прочных связей между древесиной и компонентами препарата прополиса, что было подтверждено анализом ATR-FTIR. Увеличение прочности на изгиб, наблюдаемое при влажности древесины, эквивалентной равновесной влажности при стандартных условиях, может быть результатом более низкого равновесного содержания влаги в древесине, обработанной EEP и EEP-MPTMOS / TEOS.Пропитка древесины экстрактом прополиса и прополис-силановым препаратом вызвала снижение гигроскопичности древесины, что приводит к увеличению прочности древесины во влажном состоянии. Кроме того, более высокая плотность древесины, обработанной EEP- и EEP-MPTMOS / TEOS, может привести к более высоким прочностным свойствам. В свою очередь, 70% этанол, используемый в качестве растворителя в препаратах, согласно литературным данным, растворяет основную часть лигнина в средней ламелле, высвобождая отдельные клетки при разрезании, что может повлиять на свойства ползучести древесины.Таким образом, в случае древесины, обработанной экстрактом прополиса и препаратом прополис-силан, уменьшение равновесной влажности и увеличение плотности приводит к повышенным прочностным свойствам по сравнению с необработанной древесиной, по-видимому, компенсируется отрицательным влиянием 70% этанола на средняя ламель.
Представленные результаты показывают, что древесина, обработанная биологически чистым препаратом на основе экстракта прополиса и соединений кремния, может использоваться в различных областях, а также в условиях переменной влажности.
Вклад авторов
Концептуализация M.W., E.R. и I.R., методология M.W. и E.R., проведение экспериментов M.W. и E.R., написание — подготовка оригинального проекта M.W. и P.M., написание — просмотр и редактирование M.W., P.M. и E.R., наблюдение, I.R. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.
Финансирование
Исследование финансировалось в рамках программы Министерства науки и высшего образования «Региональная инициатива передового опыта» на 2019–2022 годы, проект №005 / RID / 2018/19.
Заявление институционального наблюдательного совета
Не применимо.
Заявление об информированном согласии
Не применимо.
Заявление о доступности данных
Данные, представленные в этом исследовании, доступны по запросу у соответствующего автора.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Сноски
Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и филиалов организаций.
Ссылки
1. Hill C.A.S. Модификация древесины: химические, термические и другие процессы. John Wiley & Sons, Ltd.; Чичестер, Великобритания: 2006. [Google Scholar] 2. Джонс Д., Сандберг Д., Голи Г., Тодаро Л. Модификация Вуда в Европе: современное состояние процессов, продуктов и приложений. Издательство Firenze University Press; Флоренция, Италия: 2019 г. [Google Scholar] 3. Пернак Й., Забельска-Матейук Я., Кропач А., Фоксович-Флачик Я. Ионные жидкости в консервации древесины. Holzforschung. 2004. 58: 286–291.DOI: 10.1515 / HF.2004.044. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Рейнпрехт Л., Грзнарик Т. Биологическая стойкость заболони сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.), модифицированной отобранными органо-силанами. Wood Res. 2015; 60: 687–696. [Google Scholar] 5. Джан А., Паланти С., Сиврикая Х., Хазер Б., Стефани Ф. Физические, биологические и химические характеристики древесины, обработанной наночастицами серебра. Целлюлоза. 2019; 26: 5075–5084. DOI: 10.1007 / s10570-019-02416-х. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Кумар А., Павла Р., Север С.А., Хумар М., Павлич М., Ян Т., Петр Х., Зигон Дж., Петрич М. Влияние модификации поверхности древесины октадецилтрихлорсиланом на ее размерную стабильность и устойчивость к Coniophora puteana и плесени. Целлюлоза. 2016; 23: 3249–3263. DOI: 10.1007 / s10570-016-1009-8. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Цуй Х., Ли К. Нанотитановое покрытие из диоксида китайской пихты, обработанное высокотемпературным паром для улучшения антикоррозионной защиты и гидрофобности поверхности. Для. Prod. J. 2020; 70: 158–164.DOI: 10.13073 / FPJ-D-19-00050. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Ли Дж., Ван Ю., Тиан Х., Ци Д., Ван Р. Функциональная модификация Вуда, основанная на нанесении нанометровой медной пленки магнетронным распылением. Для. Prod. J. 2020; 70: 340–349. DOI: 10.13073 / FPJ-D-19-00054. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Баур С.И., Истил А.Дж. Улучшенная светозащита древесины за счет химической модификации силанами: исследования ЯМР и ЭПР. Polym. Adv. Technol. 2013; 24: 97–103. DOI: 10.1002 / pat.3056. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Панов Д., Терзиев Н. Исследование некоторых алкоксисиланов, используемых для гидрофобизации и защиты древесины от гниения. Int. Биодетериор. Биодеград. 2009. 63: 456–461. DOI: 10.1016 / j.ibiod.2008.12.003. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Гош С.К., Милитц Х., Май К. Модификация древесины Pinus sylvestris L. четвертичными и аминосиликонами с различной длиной цепи. Holzforschung. 2013; 67: 421–427. DOI: 10.1515 / hf-2012-0103. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Reinprecht L., Vacek V., Grznárik T. Повышенная устойчивость к грибам сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) заболонь обработкой метилтриметоксисиланом и бензалконийхлоридом. Евро. J. Wood Wood Prod. 2017; 75: 817–824. DOI: 10.1007 / s00107-016-1073-7. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Эйкенес М., Альфредсен Г., Кристенсен Б.Е., Милитц Х., Сольхейм Х. Сравнение хитозанов с разной молекулярной массой как возможных консервантов древесины. J. Wood Sci. 2005. 51: 387–394. DOI: 10.1007 / s10086-004-0659-6. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Teacă C.A., Roşu D., Mustaă F., Rusu T., Roşu L., Roşca I., Varganici C.D. Натуральные биологические продукты для покрытия древесины и защиты от разрушения: обзор. Биоресурсы. 2019; 14: 4873–4901. DOI: 10.15376 / biores.14.2.Teaca. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Панек М., Райнпрехт Л., Хулла М. Десять эфирных масел для защиты древесины бука — эффективность против разрушающих древесину грибов и плесени, а также влияние на изменение цвета древесины. Биоресурсы. 2014; 9: 5588–5603. DOI: 10.15376 / biores.9.3.5588-5603. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Хумар М., Лесар Б. Эффективность древесины, обработанной льняным и тунговым маслом, против древесных грибов и поглощения воды.Int. Биодетериор. Биодеград. 2013; 85: 223–227. DOI: 10.1016 / j.ibiod.2013.07.011. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Акчай К., Биринчи Э., Биринчи С., Колайли С. Прочность древесины, обработанной прополисом. Биоресурсы. 2020; 15: 1547–1562. [Google Scholar] 18. Castaldo S., Capasso F. Прополис, старинное средство, используемое в современной медицине. Фитотерапия. 2002; 73: 1–6. DOI: 10.1016 / S0367-326X (02) 00185-5. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Салас А.Л., Альберто М.Р., Зампини И.С., Куэлло А.С., Мальдонадо Л., Риос Дж.Л., Шмеда-Хиршманн Г., Исла М.И. Биологическая активность прополиса, обогащенного полифенолами, из засушливых регионов Аргентины. Фитомедицина. 2016; 23: 27–31. DOI: 10.1016 / j.phymed.2015.11.007. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Торети В.С., Сато Х.Х., Пасторе Г.М., Парк Ю.К. Недавний прогресс прополиса в отношении его биологического и химического состава и его ботанического происхождения. Evid. На основе дополнения. Альтерн. Med. 2013; 2013 DOI: 10.1155 / 2013/697390. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21.Попова М., Яннопулу Э., Скалицка-Возняк К., Грайкоу К., Видельски Ю., Банкова В., Калофонос Х., Сиволапенко Г., Гавел-Бэбен К., Антосевич Б. и др. Характеристика и биологическая оценка прополиса из Польши. Молекулы. 2017; 22: 1159. DOI: 10,3390 / молекулы22071159. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 23. Miguel M.G., Nunes S., Dandlen S.A., Cavaco A.M., Antunes M.D. Фенолы, флавоноиды и антиоксидантная активность водных и метанольных экстрактов прополиса ( Apis mellifera L.) из Алгарве, Южная Португалия. Food Sci. Technol. 2014; 34: 16–23. DOI: 10.1590 / S0101-20612014000100002. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Casado-Sanz M.M., Silva-Castro I., Ponce-Herrero L., Martín-Ramos P., Martín-Gil J., Acuña-Rello L. Борьба с грибками белой гнили на Populus spp. дерево обработкой давлением с наночастицами серебра, олигомерами хитозана и прополисом. Леса. 2019; 10: 885. DOI: 10.3390 / f10100885. [CrossRef] [Google Scholar] 25. Сильва-Кастро И., Касадос-Санс М., Алонсо-Кортес А.L., Martín-Ramos P., Martín-Gil J., Acuña-Rello L. Покрытия на основе хитозана для предотвращения разложения Populus spp. дерево вызвано Trametes versicolor . Покрытия. 2018; 8: 415. DOI: 10.3390 / покрытия8120415. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Возняк М., Квасьневска-Сип П., Крюгер М., Рошик Э., Ратайчак И. Химические, биологические и механические характеристики древесины, обработанной экстрактом прополиса и соединениями кремния. Леса. 2020; 11: 907. DOI: 10.3390 / f11090907. [CrossRef] [Google Scholar] 27.Козакевич П., Янковска А., Мамински М., Марцишевска К., Чуржицки В., Тулик М. Древесина сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) с земель сельскохозяйственного назначения имеет подходящие свойства для лесной промышленности. Леса. 2020; 11: 1033. DOI: 10.3390 / f11101033. [CrossRef] [Google Scholar] 28. EN 384 Конструкционная древесина. Определение характерных значений механических свойств и плотности. Европейский комитет по стандартизации CEN; Брюссель, Бельгия: 2018. [Google Scholar] 29. Лопес Д. Б., Май К., Милитц Х. Механические свойства химически модифицированной португальской сосны. Maderas Cienc. y Tecnol. 2015; 17: 179–194. DOI: 10.4067 / S0718-221X2015005000018. [CrossRef] [Google Scholar] 30. Фоютовски А., Носковяк А., Кот М., Кропач А., Станжерска А. Оценка механических свойств древесины, обработанной ионными жидкостями. Древно. 2010. 184: 21–38. [Google Scholar] 31. Boonstra M.J., Van Acker J., Tjeerdsma B.F., Kegel E.V. Прочностные свойства термомодифицированной древесины хвойных пород и ее связь с полимерными конструкционными компонентами древесины.Анна. Для. Sci. 2007. 64: 679–690. DOI: 10,1051 / лес: 2007048. [CrossRef] [Google Scholar] 32. Mubarok M., Militz H., Dumarçay S., Gérardin P. Модификация древесины бука на основе in situ этерификации сорбитом и лимонной кислотой. Wood Sci. Technol. 2020; 54: 479–502. DOI: 10.1007 / s00226-020-01172-7. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Прис М., Вагнер Р., Кеслер К.Х., Милитц Х., Май К. Ацетилирование древесины в сочетании с полисилоксанами для улучшения связанных с водой и механических свойств древесины.Wood Sci. Technol. 2013; 47: 685–699. DOI: 10.1007 / s00226-013-0535-х. [CrossRef] [Google Scholar] 34. Мейер П., Капс Т., Каллавус У. Набухание сосны ( Pinus sylvestris ) в бинарных водных растворах органических веществ. Матер. Sci. 2005. 11: 140–145. [Google Scholar] 35. Meier P., Stöör E., Kaps T., Kallavus U. Механические свойства набухшей сосновой древесины ( Pinus sylvestris ) в органических жидкостях | Orgaanilistes ainetes pundunud puidu mehaanilised omadused. Proc. Стандартное восточное время. Акад. Sci.2006; 55: 125–133. [Google Scholar] 36. ISO 13061-2: 2014. Физико-механические свойства древесины. Тест. Методы для небольших образцов чистой древесины — Часть. 2: Определение плотности для физико-механических испытаний. Международная организация по стандартизации; Женева, Швейцария: 2014. [Google Scholar] 37. ISO 13061-1: 2014. Физико-механические свойства древесины. Тест. Методы для небольших образцов чистой древесины — Часть. 1: Определение содержания влаги для физико-механических испытаний. Международная организация по стандартизации; Женева, Швейцария: 2014.[Google Scholar] 38. ПН-77 / Д-04103. Древесина. Определение статической прочности на изгиб. Польский комитет по стандартизации; Варшава, Польша: 1977. [Google Scholar] 39. ПН-63 / Д-04117. Физико-механические свойства древесины. Определение коэффициента упругости при статическом изгибе. Польский комитет по стандартизации; Варшава, Польша: 1963. [Google Scholar] 40. Ларнёй Э., Данц С., Эйкенес М., Милитц Х. Скрининг свойств древесины, обработанной модифицированным хитозаном. Wood Mater. Sci. Англ. 2006; 1: 59–68.DOI: 10.1080 / 17480270600861118. [CrossRef] [Google Scholar] 41. Боллмус С., Берец К., Милитц Х. Свойства химически модифицированной сосны обыкновенной на растяжение и ударный изгиб. Леса. 2020; 11: 84. DOI: 10.3390 / f11010084. [CrossRef] [Google Scholar] 42. Мин-Ли Л., Чун-Фенг Л., Ян-Лонг Л. Физико-механические свойства модифицированной древесины тополя термической обработкой и пропиткой раствором силиката натрия. Wood Res. 2019; 64: 145–153. [Google Scholar] 43. Донг Ю., Ян Ю., Чжан С., Ли Дж., Ван Дж. Оценка воспламеняемости и физико-механических свойств древесины, обработанной фурфуриловым спиртом и нано-SiO ₂.Евро. J. Wood Wood Prod. 2015; 73: 457–464. DOI: 10.1007 / s00107-015-0896-у. [CrossRef] [Google Scholar] 44. Симсек Х., Байсал Э., Пекер Х. Некоторые механические свойства и стойкость к гниению древесины, пропитанной экологически чистыми боратами. Констр. Строить. Матер. 2010; 24: 2279–2284. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2010.04.028. [CrossRef] [Google Scholar] 45. Kollmann F.F.P., Côté W.A. Принципы науки и технологии древесины. Springer; Берлин / Гейдельберг, Германия: 1968. [Google Scholar] 46. Возняк М., Ратайчак И., Лис Б., Кристофяк Т. Гидрофобные свойства древесины, обработанной прополис-силановыми составами. Wood Res. 2018; 63: 517–524. [Google Scholar] 47. Донат С., Милитц Х., Май К. Создание водоотталкивающих свойств древесины путем обработки силанами. Holzforschung. 2006; 60: 40–46. DOI: 10.1515 / HF.2006.008. [CrossRef] [Google Scholar] 48. Тоба К., Ямамото Х., Йошида М. Кристаллизация микрофибрилл целлюлозы в клеточной стенке древесины путем многократной сухой и влажной обработки с использованием метода дифракции рентгеновских лучей.Целлюлоза. 2013; 20: 633–643. DOI: 10.1007 / s10570-012-9853-7. [CrossRef] [Google Scholar] 49. Окерхольм М., Салмен Л. Ориентированная структура лигнина и его вязкоупругие свойства изучены методами статической и динамической ИК-Фурье спектроскопии. Holzforschung. 2003. 57: 459–465. DOI: 10.1515 / HF.2003.069. [CrossRef] [Google Scholar] 50. Шиффманн К. Наноиндентирование ползучести и релаксационные испытания поликарбоната: анализ вязкоупругих свойств с помощью различных реологических моделей. Int. J. Mater. Res. 2006; 97: 1199–1211.DOI: 10,3139 / 146,101357. [CrossRef] [Google Scholar] 51. Де Борст К., Дженкель К., Монтеро К., Колмарс Дж., Грил Дж., Калиске М., Эберхардштайнер Дж. Механическая характеристика древесины: комплексный подход, варьирующийся от наноразмеров до структуры. Comput. Struct. 2013; 127: 53–67. DOI: 10.1016 / j.compstruc.2012.11.019. [CrossRef] [Google Scholar] 52. Ван Д., Линь Л., Фу Ф. Разница в податливости ползучести для CML клеточной стенки древесины и вторичного слоя S2 путем наноиндентирования. Мех. Материя, зависящая от времени. DOI 2019 г.: 10.1007 / s11043-019-09436-х. [CrossRef] [Google Scholar] 53. Мейер П., Каллавус У., Рохумаа А., Капс Т. Множественное набухание сосны ( Pinus sylvestris ) в бинарных и тройных смесях этанола, ацетона и воды. Матер. Sci. 2006; 12: 25–30. [Google Scholar]
Диффузия растворенного вещества в стенки клеток пропитанной раствором древесины в процессе кондиционирования III: влияние режима относительной влажности на диффузию растворенного вещества в сокращающиеся стенки клеток | Journal of Wood Science
Процесс пробоподготовки и пропитки
Двадцать семь поперечных образцов с размерами 5 мм × 25 мм × 25 мм в продольном (L), радиальном (R), тангенциальном (T) направлениях соответственно , впоследствии были приготовлены из блока хиноки ( Chamaecyparis obtusa ).Образцы были пропитаны деионизированной водой и оставлены в ней на 2 месяца, а их масса и площадь в поперечном сечении КТ ( м _A и s _A соответственно). Их кондиционировали при относительной влажности 60% (20 ° C) в течение более 2 недель, а затем сушили при 105 ° C до относительно постоянной массы, м _O, их площадь поперечного сечения RT, с _O, и объем, v _O, а их средняя плотность при сушке в печи составляла 0.379 ± 0,003 г / см ³. Высушенные образцы пропитывали водным раствором полиэтиленгликоля (PEG1540, E.P., Wako) с концентрацией 20 мас.% И оставляли в растворе на 5 месяцев.
Процесс кондиционирования
Закрытые контейнеры диаметром 88 мм и высотой 109 мм внутри были приготовлены в камере (Стандартная промышленная печь, PV-211, Espec Co.) с температурой внутри, контролируемой на уровне 40 ° C. Температура в этом исследовании отличалась от таковой в предыдущих исследованиях и составляла 35 ° C [4, 6–8].Это произошло потому, что камера, использованная в этом исследовании, была изменена по сравнению с камерой в предыдущих исследованиях, а также потому, что температура в камере в этом исследовании была более стабильной, когда она контролировалась на уровне 40 ° C, чем при 35 ° C при комнатной температуре 20 ° C. –25 ° С. Атмосфера внутри контейнера контролировалась при относительной влажности 11, 32, 53, 66, 75 или 89% с температурой 40 ° C с использованием насыщенного водного раствора хлорида лития (LiCl), хлорида магния (MgCl ₂), натрия бромид (NaBr), иодид калия (KI), хлорид натрия (NaCl) или нитрат калия (KNO ₃) соответственно [23], над которыми пропитанные образцы можно подвешивать для кондиционирования.
Три пропитанных образца кондиционировали при относительной влажности 11, 32, 53, 75 или 89% (40 ° C) в течение 2,17 × 10 ³ ч с последующей сушкой в вакууме над пентоксидом фосфора (P ₂ О ₅). Площадь поперечного сечения RT, x ( t ), как функция времени кондиционирования, t , была измерена, и относительное набухание, r ( t ), было рассчитано с использованием следующего уравнения .
$$ r (t) = \ frac {{s (t) — {s _ {\ rm {O}}}}} {{{s _ {\ rm {A}}} — {s _ {\ rm {O }}}}} {\ rm {.}} $$
(11)
Масса образцов после сушки в вакууме, м _V, измеряли для расчета прироста в процентах по массе (WPG) высушенных образцов с использованием следующего уравнения.
$$ {W _ {\ rm {V}}} = \ frac {{100 ({m _ {\ rm {V}}} — {m _ {\ rm {O}}})}} {{{m_ { \ rm {O}}}}} {\ rm {}} [{\ rm {}} \% {\ rm {}}] {\ rm {}} {\ rm {.}} $$
(12)
Временная изменчивость r ( t ) показана на рис.4. Было подтверждено, что образец демонстрирует максимальное набухание при кондиционировании при относительной влажности 75%. Значения Вт _V составляли 39,9 ± 0,3, 40,1 ± 0,2, 39,4 ± 0,3, 39,3 ± 0,4 и 39,5 ± 0,6% для относительной влажности 11, 32, 53, 75 и 89% соответственно. Это подтверждает, что общее количество ПЭГ в каждом образце после кондиционирования не так сильно различается среди всех RH.
Рис. 4
Временная изменчивость относительного набухания пропитанного образца во время кондиционирования в первом сроке. Планки погрешностей Стандартное отклонение
Чтобы прояснить влияние количества шагов снижения относительной влажности при кондиционировании пропитанной древесины в течение единого периода, другие наборы из двенадцати пропитанных образцов были кондиционированы при подтвержденной относительной влажности 75% (40 ° C) для 2,18 × 10 ³ ч, а затем кондиционировали при 40 ° C по четырем режимам, включая 1, 2, 3 или 5 шагов снижения относительной влажности, которые называются режимами A, B, C или D, соответственно (рис. 5). График A содержал относительную влажность 75% для 1.28 × 10 ³ ч, относительная влажность B 53% для 1,28 × 10 ³ часов, относительная влажность C 66% для 4,33 × 10 ² часов и 32% для 8,43 × 10 ² часов и D RH 66% для 1,00 × 10 ² ч, 53% для 3,34 × 10 ² ч, 32% для 4,82 × 10 ² ч и 11% для 3,61 × 10 ² ч, где заключительный шаг во всех схемах была сушка в вакууме над P ₂ O ₅. Масса и площадь поперечного сечения RT во время кондиционирования, м ( t ) и м ( t ), соответственно, а после кондиционирования м v и с _V соответственно.Относительное набухание, r ( t ), и содержание влаги, M ( t ), пропитанных образцов при кондиционировании рассчитываются с использованием уравнения. (11) и следующее уравнение соответственно.
Рис. 5
График кондиционирования относительной влажности (RH) в этом исследовании
$$ M (t) = \ frac {{100 \ left \ {{m (t) — {m _ {\ rm {V}}}} \ right \}}} {{{m _ {\ rm {V}) }}}} {\ rm {}} [{\ rm {}} \% {\ rm {}}] {\ rm {}} {\ rm {.}} $$
(13)
Относительное набухание и WPG после сушки в вакууме, r _V и W _V, были рассчитаны с использованием следующего уравнения и уравнения. (12) соответственно.
$$ {{r} _ {\ text {V}}} = \ frac {{{s} _ {\ text {V}}} — {{s} _ {\ text {O}}}} { {{s} _ {\ text {A}}} — {{s} _ {\ text {O}}}} \ text {.} $$
(14)
Значения Вт _В было 39.8 ± 0,2, 39,6 ± 0,4, 40,1 ± 0,1 и 39,9 ± 0,7% для графиков A, B, C и D соответственно.
No related posts.