Воронеж, Россия
Воронеж, Россия
Воронежский государственный университет (Кафедра материаловедения и индустрии наносистем, доцент)
Россия
Хошимин, Вьетнам
Минск, Беларусь
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ГРНТИ 66.29 Технология и оборудование для обработки древесины
ГРНТИ 66.00 ЛЕСНАЯ И ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Целью работы явилось исследование процесса межфазного взаимодействия древесины берёзы повислой (Betula pendula ROTH) с матрицей разработанного пропиточного состава – отработанным моторным маслом – в трех взаимно перпендикулярных направлениях (торцовое, радиальное, тангенциальное Определение краевого угла смачивания древесины пропиточными составами проводили на собранном нами гониометре, состоящем из камеры в USB микроскопе. Межфазное взаимодействие воды с древесиной устанавливали методом лежащей капли по значению краевого угла смачивания сиспользованием программы HIview 10. Определена кинетика снижения величины краевого угла смачивания древесины водой в течение 90 секунд в торцовом, радиальном и тангенциальном направлениях, и водо- и биостойкости древесины. При замене водного адгезива на пропиточный состав межфазное взаимодействие усилилось, краевой угол смачивания снизился относительно дистиллированной воды от 5 до 30 раз в трех взаимно перпендикулярных направлениях и качество пропитки древесиныулучшалось. Анализ динамического и статического краевых углов смачивания пропитанной отработанным моторным маслом (ОММ) древесины позволил установить значительное усиление межфазного взаимодействия функциональных групп древесины с появляющимися в отработанном моторном масле новыми, химически более активными функциональными группами, что способствует образованию гидрофобной поверхности древесины. Таким образом,величина краевого угла смачивания предоставляет информацию о качестве пропитки древесины и может использоваться как индикатор гидрофобизации древесины при обеспечении защиты от влаги и гниения.
отработанное моторное масло, древесина березы, Betula pendula ROTH, межфазное взаимодействие, краевой угол смачивания, вязкость
1. Spear M. J. et al. Review of functional treatments for modified wood //Coatings. - 2021. - Т. 11. - №. 3. - С. 327.DOI: https://doi.org/10.3390/coatings11030327
2. Song K. et al. High temperature and fire behavior of hydrothermally modified wood impregnated with carbon nanomaterials //Journal of hazardous materials. - 2020. - Т. 384. - С. 121283. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121283
3. Bayani S., Taghiyari H. R., Papadopoulos A. N. Physical and mechanical properties of thermally-modified beech wood impregnated with silver nano-suspension and their relationship with the crystallinity of cellulose //Polymers. - 2019. - Т. 11. - №. 10. - С. 1538. DOI: https://doi.org/10.3390/polym11101538
4. Li P. et al. Preparation and characterization of sodium silicate impregnated Chinese fir wood with high strength, water resistance, flame retardant and smoke suppression //Journal of Materials Research and Technology. - 2020. - Т. 9. - №. 1. - С. 1043-1053. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.10.035
5. Kurkowiak K., Emmerich L., Militz H. Wood chemical modification based on bio-based polycarboxylic acid and polyols-status quo and future perspectives //Wood Material Science & Engineering. - 2022. - Т. 17. - №. 6. - С. 1040-1054. DOI: https://doi.org/10.1080/17480272.2021.1925961
6. Sangregorio A. et al. Humin based resin for wood modification and property improvement // Green Chemistry. - 2020. - Т. 22. - №. 9. - С. 2786-2798. DOI:https://doi.org/10.1039/C9GC03620B
7. Wu S. S., Tao X., Xu W. Thermal conductivity of Poplar wood veneer impregnated with graphene/polyvinyl alcohol //Forests. - 2021. - Т. 12. - №. 6. - С. 777. https://doi.org/10.3390/f12060777
8. Dong Y. et al. Environmentally benign wood modifications: a review //ACS Sustainable Chemistry & Engineering. - 2020. - Т. 8. - №. 9. - С. 3532-3540. https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.2c00427
9. Lykidis C., Kotrotsiou K., Tsichlakis A. Reducing set-recovery of compressively densified poplar wood by impregnation-modification with melamine-formaldehyde resin //Wood Material Science & Engineering. - 2020. - Т. 15. - №. 5. - С. 269-277. https://doi.org/10.1080/17480272.2019.1594365
10. Lin, W., Huang, Y., Li, J. et al. Cellulose (2018) 25: 7341. https://doi.org/10.1007/s10570-018-2074-y
11. Čermák P. et al. Wood-water interactions of thermally modified, acetylated and melamine formaldehyde resin impregnated beech wood //Holzforschung. - 2022. - Т. 76. - №. 5. - С. 437-450. https://doi.org/10.1515/hf-2021-0164
12. Biziks, V., Bicke, S., and Militz, H. (2019). Penetration depth of phenol-formaldehyde (PF) resin into beech wood studied by light microscopy. Wood Sci. Technol. 53: 165-176, https://doi.org/10.1007/s00226-018-1058-2.
13. Baar J. et al. Effect of hemp oil impregnation and thermal modification on European beech wood properties //European Journal of Wood and Wood Products. - 2021. - Т. 79. - №. 1. - С. 161-175. https://doi.org/10.1007/s00107-020-01615-9
14. Shen X. et al. Effect of furfurylation on hierarchical porous structure of poplar wood //Polymers. - 2020. - Т. 13. - №. 1. - С. 32. https://doi.org/10.3390/polym13010032
15. Li W. et al. Understanding the effect of combined thermal treatment and phenol-formaldehyde resin impregnation on the compressive stress of wood //Wood Science and Technology. - 2022. - Т. 56. - №. 4. - С. 1071-1086. https://doi.org/10.1007/s00226-022-01400-2
16. Popescu C. M., Pfriem A. Treatments and modification to improve the reaction to fire of wood and wood based products-An overview //Fire and Materials. - 2020. - Т. 44. - №. 1. - С. 100-111. https://doi.org/10.1002/fam.2779
17. Seng Hua Lee, Zaidon Ashaari, Wei Chen Lum, Juliana Abdul Halip, Aik Fei Ang, Li Peng Tan, Kit Ling Chin, Paridah Md Tahir, Thermal treatment of wood using vegetable oils: A review, Construction and Building Materials, Volume 181, 2018, Pages 408-419, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.06.058.
18. Impregnation of wood with waste engine oil to increase water-and bio-resistance / L. Belchinskaya, K. V. Zhuzhukin, T. Ishchenko, A. Platonov. Forests. 2021; 12 (12): 1762. DOI: https://doi.org/10.3390/f12121762.
19. Tomak E. D. Surface wettability of boron and oil-treated wood //Cerne. - 2022. - Т. 28. DOI:https://doi.org/10.1590/01047760202228013058
20. Повышение водостойкости древесины пропиточным составом на основе растительного масла с нанопорошком диоксида кремния / Е. В. Томина, А. И. Дмитренков, К. В. Жужукин [и др.] // Лесотехнический журнал. - 2022. - Т. 12, № 2(46). - С. 68-79. - DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.2/6.
21. Влияние ультразвукового диспергирования пропиточного состава древесины на её гидрофобизацию / Л. И. Бельчинская, К. В. Жужукин, Л. А. Новикова [и др.] // Лесотехнический журнал. - 2019. - Т. 9, № 2(34). - С. 126-136. - DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2019.2/14.
