Встановлення закономірностей дифузії вологи через полімерну оболонку термічно модифікованої деревини



DOI: http://dx.doi.org/10.31548/forest2021.01.005

Yu. V. Tsapko, O. Yu. Horbachova

Анотація


Проведено аналіз процесу термічного модифікування деревини, яку було отримано шляхом контрольованого процесу нагрівання. Унікальні технологічні властивості (довговічність, низька гігроскопічність і розмірна стабільність) термомодифікованої деревини роблять можливим її застосування у різних сферах. Унаслідок впливу температури виникають деякі хімічні зміни у структурах компонентів клітинної стінки (лігнін, целюлоза та геміцелюлоза) деревини. Це призводить до збільшення щільності, твердості, підвищується гідрофобність (відштовхування води), тим самим зменшується здатність деревини вбирати вологу і набрякати. Вироби поглинають вологу поступово, менш схильні до набрякання та всихання, але все-таки потребують еластичних покриттів. Доведено, що термооброблена деревина з часом набуває сірого кольору під впливом сонячних променів, а тому необхідне додаткове оброблення поверхні покриттям. Додаткове нанесення захисних речовин на поверхні виробів із термомодифікованої деревини сприяє стабільності розмірів і захищає від швидкого вивітрювання поверхні за умов відкритого повітря. Прозорі покриття та масла не захищають поверхні від знебарвлення під час вивітрювання. Їх рекомендують для виробів із термічно модифікованої деревини, які експлуатуються подалі від прямих сонячних променів та дощу. Математично змодельовано параметри проникнення вологи у деревину на основі квазістаціонарного рівняння дифузії вологи через полімерну плівку на поверхні плоского зразка. Експериментально досліджено динаміку зміни частки вологи в термічно модифікованій деревині за різних режимних параметрів. Отримані математичні співвідношення на основі результатів експериментальних досліджень дають можливість здійснювати розрахунки коефіцієнта дифузії вологи у термічно модифікованій деревині за наявності полімерної оболонки. Встановлено, що застосування воскового покриття на поверхні виробу зменшує процес дифузії вологи у понад 10 разів для поверхонь, оброблених уже за температури 160 °С упродовж однієї години, що дає змогу використовувати її на об’єктах із підвищеною вологою.

Ключові слова: деревина, ефективність термічної модифікації, вологопоглинання, дифузія води, розклад, стійкість деревини.


Повний текст:

PDF

Посилання


Akyildiz, M. H., & Kesik, H. I. (2014). Effect of heat treatment ontheadhesion strength of water based wood varnishes. Іn L. Nunes, D. Jones, H. Callum et al. (Eds.), Proceedings of the Seventh European Conference on Wood Modification. Lisbon, Portugal, 2014.

Arminger, B., Jaxel, J., Bacher, M., Gindl-Altmutter, W., & Hansmann., C. (2020). On the drying behavior of natural oils used for solid wood finishing. Progress in Organic Coatings, 148:105831. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105831

Jëamsëa, S., Ahola, P., & Viitaniemi, P. (2000). Long-term natural weathering of coated ThermoWood. Pigment & ResinTechnology, 29 (2), 68-74. https://doi.org/10.1108/03699420010317807

Jirouš-Rajković, V., & Miklečić, J. (2019). Heat-Treated Wood as a Substrate for Coatings, Weathering ofHeat-Treated Wood, and Coating Performance onHeat-Treated Wood. Advances in Materials Science and Engineering, 8621486; 8621486, 9.https://doi.org/10.1155/2019/8621486

Miklečić, J., Jirouˇs-Rajković, V., Pervan, S., & Grujić, S. (2010). Oils usage in finishing of thermally modified wood in outdoor applications. In D. Radovan (Ed.), Conference: Wood is Good-Transfer of Knowledge in Practice as a Way Out of the Crisis. University of Zagreb, Faculty of Forestry, Zagreb, Croatia.

Schaller, C., & Rogez, D. (2007). Light stabilization of modified wood species. In C. A. S. Hill, D. Jones, H. Militz, G. A. Ormondroyd (Eds.), The Third European Conference on Wood Modification. Cardiff, UK.

Slabejová, G., & Vidholdová, Z., Šmidriaková, M. (2019). Surface finishes for thermally modified beech wood. Acta Facultatis Xylologiae Zvolen, 61 (2), 41−50. https://doi.org/10.17423/afx.2019.61.2.04

Pavlič, M., Petrič, M., & Zigon, J. (2021). Interactions of Coating and Wood Flooring Surface System Properties. Coatings, 11 (1), 91. https://doi.org/10.3390/coatings11010091

Tsapko, Yu., Horbachova,O., Tsapko, А., Mazurchuk, S., Zavialov, D., & Buiskykh, N. (2021). Establishing regularities in the propagation of phase transformation front during timber thermal modification. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/10 (109), 30-36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225310

Vernois, M. (2001). Heat treatment of wood in France-State of theart. Іn Proceedings of Special Seminar of Review on Heat Treatments of Wood. Antibes, France.


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.