ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2019
Просмотров: 8588
Скачиваний: 3
211
Рис. 10.5. Зона переменного увлажнения и загнивания
столба
Химическая стойкость древесины весьма высока, известны
случаи многолетней эксплуатации деревянных конструкций в
агрессивных средах (лотки сточных вод, чаны, электролизные
ванны). Наибольшую стойкость и долговечность в таких усло-
виях показывает лиственница.
Сушка древесины: естественная сушка (штабельная укладка
с защитой торцов - известь, клей, соль) от 2-3 месяцев до 1,5 лет
(W - 15%); искусственная сушка - до 6-10%. Сушильные камеры
непрерывного и периодического действия: пар (70-80
0
), горячий
воздух (50-60
0
). Аэродинамические сушилки. Продолжитель-
ность сушки в таких камерах составляет 3-6 суток.
Существуют и более скоростные способы сушки древесины.
Контактная сушка шпона в прессе. Сушка древесины токами
высокой частоты. Скоростная сушка в петролатуме (8-12 часов, t
= 130
0
С). Сушка древесины токами высокой частоты и скорост-
ная сушка наиболее качественны, но дороги.
Защита от гниения. Гниение древесины – это разложение
целлюлозы на глюкозу, увлажнение и деструктивные изменения
древесины. При влажности древесины 18-20% - в ней начинают
развиваться споры лесных, складских или домовых грибов.
Существуют простые меры защиты древесины от загнива-
ния: сушка, вентиляция, предохранение от увлажнения. При не-
обходимости могут применяться и более эффективные способы
защиты.
212
Антисептики (в Древнем Риме - нефть, битум): водорас-
творимые: фторид натрия NaF; кремнефторид натрия Na
2
SiF
6
;
борная кислота и бура техническая; пентахлорфенолят натрия
(органический)[ограниченное применение]; маслянистые: ан-
траценовое масло (при перегонке каменного угля); сланцевое
масло; креозотовое масло (при дистилляции каменноугольного
дегтя).
Способы антисептирования: поверхностная обработка (ан-
тисептирующие пасты); горяче-холодные ванны; автоклавная
(под давлением до 1,5 МПа); модифицирование синтетическими
полимерами.
Предохранение от возгорания. Температура воспламенения
древесины 250-300
0
(самовоспламенение при 350
0
). Длительный
нагрев древесины при 120-150
0
может также привести к ее само-
воспламенению.
Для испытаний на огнестойкость изготавливают образцы
30х60х150 мм. Если при огневых испытаниях потеря массы об-
разцов не превышает 9% - то это трудносгораемый материал,
меньше 20% - трудновоспламеняемый.
Конструктивные меры защиты от возгорания: удаление от
источника тепла; негорючие перегородки (брандмауэры); по-
крытие асбестом, штукатуркой (что применялось еще в крепо-
стях Древнего Рима).
Эффективны и огнезащитные краски (жидкое стекло, мел,
песок, красители). Для огнезащиты применяются также лаки и
краски на полимерной основе (меламино-мочевино-
формальдегидные смолы).
Антипирены: фосфаты и сульфаты аммония (NH
4
)
2
SO
4
,
(NH
8
)
2
PO
3
(разлагаются с выделением серной или фосфорной
кислоты с обугливанием древесины); бура (борно-натриевая
соль) Na
2
B
4
O
7
.
10H
2
O - выделяются пары воды; вспучивающие-
ся покрытия (на основе фурановых соединений, полимерсилика-
тов).
4. Модифицированная древесина
213
Под модифицированием древесины понимается пропитка
заготовок жидкими олигомерами или мономерами с последую-
щим отверждением в порах древесины. При этом между поли-
мером-модификатором и древесиной образуются химические,
физико-химические и механические связи. Модифицированная
древесина является композиционным древесно-полимерным ма-
териалом, обладающим свойствами и древесины, и полимера.
Помимо модифицированной древесины (МД), в группу дре-
весно-полимерных композиционных материалов (ДПКМ) вхо-
дят: древесностружечные плиты (ДСтП), древесно-наполненные
пластмассы (ДНП), древесноволокнистые плиты (ДВП), древес-
но-слоистые пластики (ДСП):
ДПКМ
ДСтП ДНП МД ДВП ДСП
Модификаторы: стирол; метилметакрилат; фенолоформаль-
дегидные и карбамидные смолы; фурановые соединения.
Достоинства и недостатки полимеров-модификаторов:
Достоинства:
Недостатки:
- прочность (до 600 МПа);
- ползучесть под нагруз-
кой;
- химическая стойкость;
- гидрофобность;
- выделение вредных ве-
ществ при пропитке и эксплуа-
тации;
- водостойкость;
- дефицитность;
- износостойкость.
- высокая стоимость.
Свойства модифицированной древесины:
- прочность;
- износостойкость;
- формостабильность;
- малое набухание и водопоглощение;
- химическая стойкость.
Модифицированию в основном подвергается древесина ма-
лоценных лиственных пород: береза, осина, ольха, тополь.
214
Известны четыре направления модифицирования древеси-
ны:
1. Химическое - обработка аммиаком, уксусным ангидридом,
изменяющих структуру клеточных стенок древесины.
2. Термохимическое - пропитка синтетическими олигомерами
и мономерами с последующей термообработкой.
3. Радиационно-химическое - пропитка мономерами с после-
дующим облучением гамма-лучами.
4. Термомеханическое - термообработка с последующим прес-
сованием.
Применение модифицированной древесины
Первые опыты по модифицированию древесины полимера-
ми проведены еще в начале ХХ века. В 30-е годы Германия и
США широко использовали модифицированную древесину в
авиастроении и электротехнике. В настоящее время модифици-
рованная древесина производится в США, Канаде, Германии,
Англии, Польше, Финляндии, Японии, России. Только в США
работает 160 фирм, производящих изделия из модифицирован-
ной древесины.
Сферы ее применения: строительство, машиностроение, ме-
таллообработка, деревообрабатывающая промышленность, лег-
кая промышленность, горнодобывающая промышленность,
транспорт, энергетика, археология.
1. Строительство.
Лицевое покрытие пола (паркет). Лигнамон – древесина,
пропитанная аммиаком и подвергнутая горячему прессованию.
Радиационно модифицированная древесина (модификаторы
стирол, метилметакрилат). В США красный дуб модифицируют
полимерами. Финляндия, Япония, Польша, Австрия - паркет
общественных зданий (спортзалы, танцзалы, выставки, магази-
ны, школы, казармы, театры, аэропорты). Стоимость паркета из
модифицированной древесины втрое выше натурального. Но за-
то он износостоек, водостоек, декоративен, имеет малые экс-
плуатационные расходы (не нуждается в циклевке, натирке мас-
тикой, лакировке). Из модифицированной древесины изготавли-
вают также решетчатые полы для животноводческих ферм. В
215
Польше – полы железнодорожных вагонов из модифицирован-
ной стиролом древесины (лигномер).
2. Строительные детали и конструкции.
Модифицированную полимерами (модификатор фенолос-
пирты) применяют в конструкциях градирен, бункеров, складов
минеральных удобрений. Модифицированная древесина работа-
ет в агрессивных средах химических производств. Из нее изго-
тавливают лестничные ступени, поручни, перила (США, Рос-
сия), опалубку (Польша), скамейки в парках и на стадионах (Бе-
лоруссия, Украина), встроенную мебель и столярно-
строительные изделия (США).
3. Деревообрабатывающая промышленность.
Мебель. Лигнамон - стулья, кресла, столики. Облицовка ме-
бели под дуб, орех и др. Гнутые детали.
Прочие детали. Обода колес, шары для шаровых мельниц,
модели судов, гардеробные вешалки, мебельная фурнитура, сне-
говые щиты, виноградные шпалеры, столбы, опоры электропе-
редач, тара, ручки слесарных инструментов.
4. Археология.
Для снижения усушки и повышения формостабильности,
сохранения археологических находок. Пропитка фенолоспирта-
ми и полиэтиленгликолем - морские суда (США, Швеция), дере-
вянные постройки (Россия).
В технологии модифицирования наибольшее распростране-
ние получили термохимическое и радиационно-химическое мо-
дифицирование древесины. Сущность которого заключается в
пропитке мономерами и олигомерами с последующей полиме-
ризацией или поликонденсацией. В результате образуется на-
полненная полимерами древесина или древесно-полимерный
композиционный материал (ДПКМ).
Модифицированная древесина в разных странах выпускает-
ся под фирменными названиями: лигномер (Польша), импрег
или древесно-пластмассовый материал ДПМ (США), модифи-
цированная древесина или ДПКМ (Россия).
При модифицировании улучшаются свойства древесины: