Масляные пропитки для дерева: Различные характеристики масел для пропитки дерева

Содержание

Различные характеристики масел для пропитки дерева

Пропитка дерева маслом актуальна для многих производителей мебели. Этот безопасный способ обработки дает максимум результатов. Но чтобы эффективно защитить древесину от воздействий, нужно знать, какой вид масла выбрать. А таких сегодня много. Чем они различаются и в каких случаях используются?

В чем различия?

Современная индустрия деревообработки производит десятки различных масел для пропитки деревянных поверхностей. Вот по каким характеристикам их различают:

  • Смеси из природных или искусственных масел. Чаще всего используют натуральные масла соевого, подсолнечного, льняного и прочего масел. Их смешивают – и получается вещество, способное защитить мебельный щит от любых невзгод. Так же есть искусственно созданные масла, в них чаще всего добавляют полиуретан, чтобы увеличить прочность покрытия.
  • Масла с воском и без него. Существуют специальные твердовосковые масла. Называются они так потому, что структура дерева после обработки этими составами становится более твердой. В упаковке твердый воск отсутствует – его плавят и добавляют в смесь масла и растворителя.
  • Цветные и прозрачные масла. Масло может не только повышать защитные свойства дерева, но и придавать ему новый цвет! Отличная альтернатива морилке, в том случае, если у клиента есть повышенные требования к безопасности мебели из массива.
  • Масляные пропитки с различным содержанием растворителя. Например, пропитка средней вязкости содержит сухой остаток от 25 до 40%. Бывают густые масла, где процент содержания масла близится к 90%. Чем больше этот показатель, тем быстрее масло сохнет, но тем хуже впитывается. Масло с большим количеством растворителя обычно используют, если дереву необходима глубокая грунтовка.

Наиболее популярные масла

Обрабатывать древесину маслом проще, чем осуществлять другие виды отделки. Чаще всего применяют тиковое, льняное и датское масла. Тиковое делает древесину стойкой и не позволяет ей расслаиваться со временем. Льняное масло придает особую прочность. Кроме того, оно обладает небольшим секретом: способностью полимеризоваться, а если сказать проще – то абсолютно высыхать. Но есть у льняного масла один существенный минус: со временем оно может потемнеть. Если же использовать раствор на основе тунгового масла, то такой неприятности можно избежать. Кроме того, обработанная этим веществом поверхность приобретает золотистый оттенок.

Специальная формула декоративного датского масла позволяет подчеркнуть натуральную структуру дерева. В его состав входят синтетические смолы, которые делают поверхность особенно устойчивой к механическим воздействиям и влаге. Обработанная датским маслом столешница из дерева сохранит естественный цвет, даже если на нее будут попадать солнечные лучи. А весь секрет – в специальных УФ фильтрах.

Для реставрации поврежденных участков дерева чаще всего используют олифу. Это специальное льняное масло, которое прошло термообработку с использованием сиккативов. Именно благодаря им она высыхает значительно быстрее. Также существуют специальные восстанавливающие масла, которые отлично маскируют недостатки дерева и царапины на нем.

Остались вопросы?

Звоните +7(499)703-38-10 или +7(812)309-54-69

Ваша заявка принята

После получения заявки мы свяжемся с вами в течение рабочего дня.
Обычно перезваниваем в течение часа.

Какую выбрать пропитку для дерева

Пропитка для дерева

Несмотря на то, что в строительных технологиях наблюдается огромный прорыв, в качестве строительного и отделочного материала ничего лучше, красивее и качественнее дерева придумано не было. Это материал использовался раньше, с огромным успехом применяется сегодня, и так же будет применяться в будущем. Древесина при всей своей самобытности и естественности, все-таки натуральный материал, который подвержен различным негативным воздействиям, механическим и физическим повреждениям. Поэтому современные пропитки для дерева помогают уберечь его от этих разрушительных факторов, одновременно продляя срок эксплуатации деревянных поверхностей по максимуму.

Необходимость пропитки для дерева

Конечно, никто не сомневается в том, что разные породы древесины имеют различный уровень противодействия влиянию негативных факторов. Однако использование таких растворов как пропитки, позволяют минимизировать последствия от разрушительных действий времени, влаги, механических ударов. Эти специальные пропитки создают на обрабатываемой поверхности защитный тонкий слой, который универсален. Но в продаже есть средства с узкой специализацией, направленного действия, например, с защитой от соли или огня. Так же пропитки обладают грунтовочными свойствами, подготавливая поверхности к дальнейшей обработке. Многочисленные пропитки защищают материал от:

  • всевозможных грибков, плесени и гнили;
  • повреждения поверхности вредителями и насекомыми;
  • негативного воздействия ультрафиолета;
  • перепадов температуры;
  • воздействия атмосферных осадков;
  • механических воздействий;
  • проникновения грязи.

Виды пропиток

Как и любой строительный материал, классификация пропиток делится на два основных направления: по основному продукту и по предназначению.

Водяные пропитки

Эти растворы очень распространены и популярны. Имея водную основу, они не имеют запаха, поэтому прекрасно подходят как для наружных, так и внутренних работ, то есть универсальны. Глубоко проникают внутрь дерева. Легко ложатся на поверхность с использованием кисти, валика, краскопульта. Преимуществом составов является их возможность нанесения даже на мокрую поверхность, быстро высыхают, безопасны для здоровья человека, экологически чистые продукты.

Акриловые пропитки

Очень качественные составы, которые с одинаковым успехом можно применять и для внутренних и для наружных работ. Используют как на первых этапах, так и на финишных стадиях. Прекрасно справляются с защитными функциями от грибков и плесени, подходят для декорирования поверхностей, так как можно подобрать цвет и текстуру. Легко наносятся при помощи краскопульта или кисти. Обладают хорошими водоотталкивающими свойствами, не токсичны. Однако не очень хорошо переносят низкую температуру.

Пропитки на растворителе

Защищают поверхности от изменения цвета и текстуры дерева, гниения. Лучше всего наносятся с использованием кисти или валика, создают блестящую и ровную поверхность.

Масляные пропитки

Одни из самых лучших составов с водоотталкивающими свойствами. Особенно часто их используют для наружных работ. Предупреждают рассыхание и деформацию дерева, проникновение и оседание на него грязи и пыли. Наносится на поверхность в несколько слоёв с помощью кисти или пульверизатора. Однако другие средства поверх масляных пропиток нанести уже будет нельзя. Они украшают поверхность, чётко сохраняя естественную фактуру.

Алкидные пропитки

В состав такого раствора входят антисептики, смолы и воск. Такие смеси оберегают дерево от плесени, грибка, при этом сохраняя натуральную красоту древесины. Наносятся с использованием кисти или валика, но долго сохнут.

В зависимости от сферы использования, пропитки разделяются на:

Антисептики

В их состав входят вещества, блокирующие появление гнили, плесени и грибка, а также защищающие от вредителей-насекомых, но для людей они безвредны.

Противопожарные

В такие составы обязательно входят антипирены, которые способствуют длительному сопротивлению дерева от возгорания.

Морозостойкие

Способствуют сохранению всех свойств дерева даже при низких температурах до -40°.

Водоотталкивающие

Содержат в составе масла и воск, способствующие сопротивлению действиям воды. Для бань и саун производят специальные растворы с ещё большим эффектом.

Как выбрать пропитку?

На выбор подходящего состава влияют несколько факторов:

  • Какие работы: наружные или внутренние предстоит выполнить.
  • Определиться с конечным желаемым результатом.
  • Изучить инструкции и в итоге подобрать то, что необходимо.

В интернет-магазине ТБМ-Маркет можно приобрести отличного качества пропитку по хорошей цене. Мы осуществляем доставку товара по городу Новосибирск в зависимости от пожелания покупателя: транспортом интернет-магазина, курьером или можем предложить самовывоз.


Плюсы и минусы льняного масла для дерева

Древесина – природный материал, который под действием влажности, ультрафиолета, вредоносных микроорганизмов и насекомых быстро теряет свои характеристики. Чтобы этого не происходило, его обрабатывают защитными составами. Одно из них – льняное масло для дерева. Разберёмся, что собой представляет этот пропиточный материал, какими обладает свойствами, и как его правильно наносить, чтобы гарантировать высокое качество конечного результата.

Льняное масло для обработки древесиныИсточник ecodomstroj.ru

Что собой представляет льняное масло

Современный рынок строительных материалов предлагает достаточно широкий ассортимент защитных составов для древесины. Многие из них по своим техническим характеристикам превосходят льняное масло. Но последний своих позиций не сдаёт. Причины – экологичность материала, высокие антисептические свойства, плюс – возможность подчеркнут природную текстуру дерева.

К достоинствам можно добавить такое свойства, как заполнение микротрещин, которые образуются между волокнами. А известно, что именно в трещинах такого типа накапливается влага, которая снижает качества самого дерева. При этом льняное масло, проникая вглубь структуры древесины, повышает эластичность и пластичность верхнего слоя. А это защита от образования микротрещин.

Льняное масло – отличный водоотталкивающий слойИсточник impra.de

Образующаяся защитная плёнка – отличный водоотталкивающий слой. При этом молекулярная структура обеспечивает высокие адгезионные свойства. То есть, масло легко ложится на древесину, не отслаиваясь от неё. Добавим, что после высыхания образованная плёнка не поддерживает горение, что является немаловажным качеством для отделки деревянных изделий и конструкций. И ещё один плюс – небольшой расход. В среднем 60 г/м². Конечно, с учётом многослойности нанесения расход материала увеличивается. Но это зависит от пористости дерева. Чем оно мягче и пористее, тем расход масла больше, потому что впитывается и заполняет собой поры.

Сама пропитка из льна получается способом отжима льняных семечек. Технология может быть холодной или горячей. В первом случае семечки просто отжимают на прессе. Во втором, предварительно их подвергают температурному воздействию.

Существует определённая классификация этого материала в зависимости от количества примесей в нем:

  • рафинированный с количеством примесей до 0,05%;
  • нерафинированный с количеством примесей в пределах 0,05-0,15%.

Именно второй и используют для обработки деревянных конструкций и изделий.

Обработка деревянных изделий льняным масломИсточник ytimg.com

Рынок сегодня предлагает две модификации этого материала: чистое масло без добавок и с добавками. Последний вид называют олифой или пропиткой. Вторая отличается от первой тем, что масло проходит процесс термической обработки, а затем в него добавляют химические присадки. Последние необходимы для того, чтобы уменьшить время полимеризации материала. Обычными словами – процесс высыхания. Иногда олифу называют варёным маслом или кипячёным.

Обработка дерева маслом из льна – процесс несложный. Но необходимо учитывать низкую полимеризацию пропитки. Во-первых, защитный материал наносится в 5-7 слоёв в зависимости от пористости древесины. И каждый слой может сохнуть несколько дней, что увеличивает время на проведение защитных мероприятий для дерева. Во-вторых, пропитка активно впитывается в структуру древесины, отсюда и количество слоёв.

В-третьих, проникшее глубоко в тело деревянной конструкции льняное масло высыхает долго. А поверхностный слой быстро. Отсюда масляные пятна, которые все время проступают на поверхности. В-четвертых, высохший материал боится механических нагрузок. То есть, у него высокая истираемость. Царапины также часто появляются на обработанной поверхности.

Внимание! Масляный слой хорошо сохнет на солнце. Для этого требуется всего лишь несколько часов. Но от солнечных лучей материал темнее. Это не всем нравится.
Обработка деревянного пола льняным масломИсточник allegroimg.com

В этом плане олифа лучше. Она практически не впитывается в структуру древесины, оставляя на поверхности прочную плёнку. Быстрое высыхание – ещё один немаловажный плюс. И третье – даже под солнцем олифа не темнеет. Кстати, сохнет она в течение суток, если температура в пределах +20С, а влажность воздуха не превышает 80%.

Не смотря на достаточно большое количество недостатков, льняное масло для пропитки древесины мастера используют до сих пор. Им обрабатывают внешние и внутренние поверхности деревянных стен, потолки, посуду из дерева, мебель, окна и двери, игрушки и прочее. Особенно маслом этого типа пропитывают изделия и конструкции из ценных пород древесины. Таким способом долго сохраняются естественные качества и свойства дорогого дерева.

Пропитка льняным маслом деревянной мебелиИсточник roomester.ru

Правила нанесения льняного масла

Как и большинство строительных процессов, пропитка дерева льняным маслом делится на два этапа: подготовка и само нанесение. Процессы, входящие в подготовку:

  • заделка щелей и трещин ремонтными составами;
  • грунтовка, лучше алкидной;
  • шлифовка поверхности;
  • обеспыливание, лучше компрессором, то есть струёй воздуха под давлением;
  • очистка – обычно обрабатывают уайт-спиритом;
  • если льняным маслом обрабатывается сруб, то его предварительно обрабатывают антисептиком.
Внимание! Влажность древесины не должна превышать 15%. В противном случае льняное масло не будет впитываться в структуру изделия, будет долго сохнуть.
Нанесение масла тампономИсточник ales-spb.ru
Пропитка для дерева от влаги и гниения: какая лучше для наружных и внутренних работ

Что касается непосредственного процесса обработки, то делают это кисточками, валиками или тампонами. Наносят масло равномерным слоем вдоль волокон древесины. После чего в течение получаса дают возможность материалу впитаться. Далее удаляют с поверхности излишки и оставляют на высыхание. Следующий слой наносится только после полной полимеризации предыдущего. После чего последний слегка шлифуют.

Поверхности деревянных конструкций, которые эксплуатируются на улице, часто дополнительно обрабатываются воском. Это увеличивает и срок службы, и долго сохраняет природный внешний вид.

Внимание! Равномерное нанесение льняного масла – залог высокого качества конечного результата. Нельзя допускать, чтобы на поверхности обрабатываемой древесины образовались масляные пятна.

В видео показан процесс обработки дерева льняным маслом:

Сегодня производители предлагают большой ассортимент минеральных масел для дерева на основе льняной составляющей. Относят их к категории профессиональных пропиток. Отличаются они от чистого масла добавками. Обычно это воск, смолы, пластификаторы, антисептики, антипирены, ускорители высыхания, пигменты и прочее. Классифицируются эти пропитки на две группы: для внешних и внутренних работ.

Особой популярностью среди мастеров пользуются пропитки с добавлением воска. Это на самом деле высококачественный материал среди себе подобных. Им обычно обрабатывают поверхности деревянных конструкций, которые подвергаются интенсивным нагрузкам. К примеру, лестницы, полы, двери и некоторые виды предметов мебели.

И ещё один момент, который можно отнести к преимуществам пропиток этого типа. Покрытое льняным маслом дерево со временем истирается, теряет свой первоначальный цвет, появляются на поверхности царапины и прочие мелкие дефекты. Исправить эти недочёты можно легко. Для этого старую обработанную поверхность шлифуют мелкозернистой наждачной бумагой и наносят слой масла. Последний скроет собой все неприятные моменты и придаст древесине новый привлекательный внешний вид.

Реставрация старой мебели льняным масломИсточник wp.com
Особенности лаков на акриловой основе в зависимости от состава

Другие разновидности масляных пропиток

Льняное масло для пропитки дерева – не единственное, что предлагают производители. Есть и другие разновидности.

Тунговое масло

Этот древний продукт известен, как защитная пропитка для древесины от разных жучков, гнили и влаги. Поэтому в старину им обрабатывали не только полы и стены, а также мебель и деревянную утварь.

Сегодня тунговое масло продаётся во всех строительных магазинах и является востребованным. Способ нанесения практически не отличается от льняного. А именно:

  • нанесение возможно при температуре не ниже +15С, при низких оно густеет, что усложняет процесс пропитки;
  • материал наносят кисточкой, затем минут двадцать дают настояться и растирают деревянную поверхность губкой, равномерно распределяя по всей площади;
  • разрешается разбавлять масло уайт-спиритом до 40%, это увеличивает впитываемость материала.
Тунговое масло для обработки древесиныИсточник nojinsk.ru
Экологичные краски и пропитки Perma-Chink Systems – для деревянных домов

Тиковое

Никакого отношения это масло к дереву «тик» не имеет. Изготавливают его из двух разновидностей масел: льняного и тунгового с добавлением соснового скипидара очищенного типа. Это готовый к использованию продукт. Ничего в него добавлять не надо.

Это универсальный материал, поэтому его можно использовать как для внутренних, так и для наружных работ. Особенно это касается беседок, навесов, уличной мебели и предметов ландшафтного дизайна. Конечно, им обрабатывают мебель и другие изделия из дерева.

Тиковое масло для пропитки древесиныИсточник mymebel.in.ua

Дегтярное

Этот тип масла для обработки древесины является самым мощным антисептиком. Его часто называют «террасным». Изготавливают на основе льняного и тунгового масла с добавлением сосновой канифоли, скипидара и соснового дёгтя. От последнего и происходит название.

Обычно его используют для обработки деревянных конструкций и предметов, эксплуатируемых на улице. По способу нанесения ничем не отличается от предыдущих разновидностей. Добавлять в масло другие компоненты не рекомендуется.

Террасное масло для наружных работИсточник goods.ru
Пропитка для бани внутри: особенности защиты различных поверхностей и применяемые составы

Коротко о главном

Льняное масло используют для обработки деревянных поверхностей, чтобы создать влагозащитную плёнку и закрыть мелкие дефекты.

Наносят масло на подготовленную поверхность: отшлифованную, чистую и сухую.

Для нанесения используют кисточки, валики или губки.

Для обработки больших поверхностей используют пульверизатор. Главная задача производителя работ – нанести материал равномерно.

Кроме льняного масла производители предлагают тунговое, тиковое и дегтярное.

Пропитка древесины ели европейской (Picea abies L. Karst.) гидрофобным маслом и схемы диспергирования в различных тканях | Лесное хозяйство: Международный журнал лесных исследований

57″> Введение

Для защиты древесины используются различные методы и консерванты. Экологически важной задачей на будущее является разработка заменителей для обработки древесины на основе меди/хрома (Megnis et al., 2002; Хумар и др. , 2004). Одной из возможностей является использование нетоксичных консервантов, таких как гидрофобные масла. Такие масла способны, при правильном применении, удерживать содержание влаги ниже критического уровня, необходимого для прорастания и роста дереворазрушающих грибов (Eckeveld et al. , 2001). Еще одним преимуществом является то, что они снижают способность древесины поглощать влагу, тем самым улучшая стабильность размеров. Показано, что водоотталкивающие свойства повышаются после пропитки сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) заболонь с льняным маслом (Schneider, 1980), кокосовым маслом и различными талловыми маслами (Eckeveld et al. , 2001).

Особая проблема с древесиной ели европейской ( Picea abies L. Karst.) заключается в том, что ее трудно экономически эффективно пропитать с использованием доступных в настоящее время коммерческих процессов (Wardrop and Davies, 1961; Bailey and Preston, 1969; Banks, 1970). ; Boutelje, 1983; Vinden, 1984; EN 350-2, 1994). В Европе древесина ели обыкновенной широко используется в строительстве. в качестве материала панелей дома, настила и столбов; поэтому метод, который успешно защищает его от деградации, будет иметь высокую экономическую ценность.Проницаемость древесины сильно зависит от ее влажности (Hansmann и др. , 2002), а также от основного направления волокон (Bramhall, 1971; Bolton, 1988) и различных физико-химических свойств (Wardrop and Davies). , 1961; Banks, 1970; Baines and Saur, 1985; Hansmann и др. , 2002). Очень большое снижение водопроницаемости ели происходит при сушке (Бэнкс, 1970), в основном за счет стойких структурных изменений, происходящих в древесине в процессе сушки, главным образом в результате аспирации окаймленных ямок (Винден, 1984).У ели европейской относительно пористая площадь лучевой клетки составляет, по оценкам, лишь 5 % от общей площади клеточной стенки, по сравнению с 50 % у сосны обыкновенной, неогнеупорного вида (Nyrén and Back, 1960). Кроме того, паренхиматозная клеточная стенка у ели европейской толще, чем у сосны обыкновенной (Liese, Bauch, 1967). Лучевые трахеиды у ели также часто прерываются клеткой паренхимы в месте соединения годового кольца, что может объяснить, почему проникновение часто резко останавливается на определенном годовом кольце (Baines and Saur, 1985).

Льняное масло является гидрофобным и экологически безопасным продуктом, который часто используется в красках, лаках и морилках для защиты поверхностей. Это органическое масло, полученное прессованием или экстракцией семян льна (льняных семян), но оно не использовалось в качестве консерванта для древесины в традиционных методах пропитки. Однако недавно он был успешно испытан на сосне обыкновенной в новом коммерческом процессе пропитки: процессе Linotech (Olsson и др. , 2001; Megnis и др. , 2002).Этот процесс может обеспечить экономически выгодную консервирующую обработку ели европейской.

Целью данного исследования было количественное определение количества гидрофобного производного льняного масла, поглощаемого как на макроскопическом, так и на микроскопическом уровнях при использовании в процессе Linotech для пропитки древесины европейской ели. Поскольку анатомически и химически различные ткани древесины, вероятно, по-разному реагируют на процесс пропитки (см. обсуждение выше), мы также сравнили модели поглощения в (1) сердцевине и заболони; 2 – зрелая древесина и ювенильная древесина; и (3) ранняя древесина и поздняя древесина.Кроме того, изучали диспергирование льняного масла в годичных кольцах и клетках трахеид.

63″> План эксперимента и подготовка образцов

Всего отобрано 15 деревьев ели европейской из трех насаждений в смешанном хвойном лесу на севере Швеции (64°10′ с.ш., 19°46′ в.д., 160–320 м над ур. м.). Критерии выборки заключались в том, что выбранные деревья должны быть явно доминирующими и не иметь видимых дефектов и болезней.Общий возраст деревьев, общая высота и диаметр на высоте груди составили 131–189 лет, 21,4–30,2 м и 261–502 мм соответственно. Качество участка по Hägglund and Lundmark (1982) составляло 4,5–5,5 м 3 га −1 год −1 . Образцы ядровой древесины были взяты с пяти деревьев и образцы заболони с 10 деревьев (рис. 1). Были отобраны три типа образцов древесины, соответствующие трем типам тканей: сердцевина/зрелая древесина, сердцевина/молодая древесина и заболонь/зрелая древесина. Размеры каждого образца составляли 500 × 25 × 25 мм (продольные × радиальные × тангенциальные).Образцы были доставлены в свежем невысушенном состоянии на очистное сооружение в Linotech Industries, где они, как правило, обрабатывались в соответствии со стандартным протоколом, предназначенным для стимулирования поглощения масла с низкой скоростью. Тем не менее, протокол с более высоким поглощением, с более высоким давлением и более длительным временем обработки, также был протестирован для оценки влияния изменения этих параметров процесса на модели поглощения нефти. Производное льняного масла Linogard использовалось в качестве пропитки для уменьшения поглощения влаги и переноса кислорода в древесине.Время обработки составляло 2–3 ч, применялись давления и температуры 0,8–1,4 МПа и 60–140°С. Заявка на патент на применение процесса Linotech для ели европейской была подана, но еще не выдана, поэтому в этой статье процесс пропитки не описывается (см. Olsson et al. , 2001).

Рисунок 1.

Рисунок 1.

Девять образцов сердцевины/зрелой древесины и девять образцов сердцевины/молодой древесины были отобраны для формирования трех повторных партий (1, 2 и 3), каждая из которых включала три оба вида выборки.Также были изготовлены четыре повтора 10 образцов заболони, один из которых был добавлен к партии 2, а другой — к партии 3 (рис. 1). Партии 1, 2 и 3 были пропитаны с использованием протокола низкого поглощения. Протокол более высокого поглощения применялся только к образцам заболони (две партии, обозначенные 4 и 5, каждая из которых включала 10 образцов (см. рис. 1). Всего было использовано шесть образцов сердцевины и 20 образцов заболони, которые не были пропитаны ни одним из протоколов). в качестве контроля

69″> Макроскопический анализ

Из каждого образца пропитанной древесины вырезали по три вертикальных среза толщиной 2 мм: один из нижней части, один из верхней части (30 мм от соответствующих концов) и один из средней части (рис. 2).Одну половину среднего среза использовали для анализа веса, а другую половину — для микрорентгеноденситометрического анализа.

Рисунок 2.

Рисунок 2.

Весовые измерения были проведены для сбора информации об изменении масляной пропитки образцов в вертикальном и горизонтальном направлениях. Для этой цели использовались (как описано ранее) три полусреза: один с нижнего конца, один со среднего конца и один с верхнего конца.Каждый из этих полусрезов был дополнительно разрезан на три части, перпендикулярные предыдущему разрезу, каждая из которых представляла собой треть горизонтального профиля соответствующего образца (рис. 2), и их объемы измерялись методом вытеснения воды. После сушки при 60°С их взвешивали для определения их сухой массы с льняным маслом (EN 384, 1995). Затем масло экстрагировали из древесины с помощью МТБЭ в двухэтапном процессе; сначала в течение 24 часов, затем в течение 48 часов, заканчивая в обоих случаях 15-минутным пребыванием в ультразвуковой ванне (Lalman and Bagley, 2004).Затем их снова высушивали (как обсуждалось ранее), повторно взвешивали, и считали, что разница в весе до и после экстракции равна весу льняного масла, поглощенного в процессе пропитки (EN 384, 1985), что затем выражали в процентах от сухой массы древесины.

76″> Расчет водонасыщенной пористости

Водонаполненную пористость образцов, исследованных макроскопическим и микроскопическим анализами, рассчитывали следующим образом. Во-первых, пористость ( P ) была определена из средних значений плотности, полученных в результате макроскопического или микроскопического анализа, в сочетании со средним значением плотности клеточных стенок, данным Dinwoodie (2000), равным 1500 кг м -3 .

Процент заполненной водой пористости в образце затем рассчитывали как: доступный объем воды в 1 м 3 древесины/пористость ( P ) в 1 м 3 древесины.

Доступный объем воды в кубических метрах был рассчитан как: (среднее значение плотности × начальное содержание влаги) × (1 – 0,3), где 0,3 принимается за точку насыщения волокна (30-процентное содержание влаги).

Средняя пористость в 1 м 3 древесины, использованной в микроскопическом анализе, была затем рассчитана путем суммирования P для ранней древесины × x e + P для поздней древесины × 5 x 0 где x e и x l — соответствующие доли ширины годичных колец, полученные из анализа Woodtrax.

Значения нефтепоглощения и водонасыщенной пористости, основанные на макроскопических расчетах, представлены только для партии 4 (обработанной с использованием протокола высокого поглощения), поскольку они показывают наиболее четкое взаимодействие между двумя факторами. Результаты микроскопических расчетов основаны на данных, полученных для образцов, пропитанных партиями 2, 3, 4 и 5.

84″> Результаты

2 2 9472.47 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019 Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753 Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146 Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693 Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657 ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030 Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627 Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140 Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578 Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235 Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000 Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000 Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000 Ошибка 125 809.77 60184 6.48 Всего








9472.47


Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 60184 6.48
Всего





Таблица 1 :

Эффекты типа ткани, партия и местоположение в образце (по вертикали и по горизонтали) при увеличении веса за счет поглощения масла в соответствии с ANOVA

9472.47



Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 6.48
Всего





9472.47 9015 9

Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 6.48
Всего





Таблица 2 : 

Влияние вертикального расположения в образцах и типа ткани на увеличение веса из-за процентного содержания масла (%)


Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




+

Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




Таблица 2 : 

Влияние вертикального расположения образцов и типа ткани на увеличение веса из-за процентного содержания масла (%)


Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




+

Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4 К
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




Существовали нет существенные различия в увеличении веса между разными партиями или тремя разными горизонтальными положениями в образцах (таблица 1).

Наблюдалась четкая положительная корреляция между содержанием влаги перед пропиткой и поглощением масла образцами заболони (рис. 3).Однако четких взаимосвязей между факторами плотностью и пористостью и поглощением льняного масла в опытах не выявлено (данные не представлены).

Рисунок 3.

Влияние содержания влаги перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони.

Рисунок 3.

Влияние содержания влаги перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони.

1 002 0,097 0,047 б 0.045-0.055 0,000 1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066 1005 0,068 а 0,036 б 0,0183 028-0.035 0,000 1006 0,217 0,204 0.0-0.027 0,056 1008 0,037 0,022 б 0.01-0.021 0.000 1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000 1017 0.124 0,267 б -0.162-0.124 0,000 1027 0,359 0,209 б 0.114-0.185 0,000 1050
0.047 A 2 0.253 B

-0.232-0.18
0.000
0,047 0,047 -0.01-0.024 0,066 б б б -0.162-0.124 0.0.09

Образец номер
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
1002
0,097 0,045-0,055 0.000
1004 0,068 A 0056
1005 0,068 0,036 0.028-0.035 0,000
1006 0,217 0.204 A 0.0-0.027 0.056 0.056
1008 0.037 A 0,022 B 0,0185 0,0184 0.000
1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000
1017 0,124 0,267 0.000
1027 0.359 0.114-0.185 0,000 0,000
1050
0.047 A
0.253 B

-0.232-0.18

0.000
Таблица 3 :

Парея T Проверка поглощения нефти (мг мм -3 ) Ранняя и поздняя древесина в пределах годичных колец по данным рентгеновской микроденситометрии

б б A 0,039 B б б

Номер пробы
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
одна тысяче два 0,097 0,047 0.045-0.055 0,000
1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066
1005 0.068 0,036 0.028-0.035 0,000
1006 0,217 0,204 0.0-0.027 0,056
1008 0.037 A 0.022 0,0184 0.000 0.000
1012 0. 011-0.021 0,000
1017 0,124 0,267 -0.162-0.124 0,000
1027 0,359 0,209 0.114-0.185 0.000 0.000
1050
0,047 A

2
0.253 B
-0.232-0.18
0.000
 
б 5 0.204 9004 A б б A 0.209 B -0.232-0.18

Номер образца
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
1002 0,097 а 0,047 б 0. 045-0.055 0,000
1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066
1005 0,068 0,036 0.028-0.035 0.000
1006 0.217 0,0-0184 0.056
1008 0.037 0,022 0.01-0.021 0,000
1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000
1017 0.124 A 0.267 B -0.162-0.124 0,000
1027 0. 114-0.185 0,000
1050
0,047
0,253 б

0,000

00″> SEM-анализ поглощения масла

В образцах с высоким поглощением как ранняя, так и поздняя древесина были в значительной степени заполнены маслом (рис. 6а) почти во всех частях исследованных образцов (3). Ячейки поздней древесины всегда были заполнены нефтью, но ячейки ранней древесины на некоторых небольших участках не были полностью заполнены.Не было никаких очевидных закономерностей в распределении масла, связанных с лучами или повреждением клеточных стенок, которые могли бы объяснить эти небольшие участки пустых клеток ранней древесины.

Рисунок 6.

Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающее (a) заполненные клетки поздней древесины и заполненные клетки ранней древесины в образце 1006, (b) заполненные клетки поздней древесины и частично заполненные клетки ранней древесины в образце 1050, (c) заполненные клетки поздней древесины и в основном незаполненные ячейки ранней древесины в образце 1050 и (г) граница между заполненными ячейками поздней древесины и незаполненными ячейками ранней древесины в образце 1050.

Рисунок 6.

Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающее (a) заполненные клетки поздней древесины и заполненные клетки ранней древесины в образце 1006, (b) заполненные клетки поздней древесины и частично заполненные клетки ранней древесины в образце 1050, (c) заполненные клетки поздней древесины и в основном незаполненные клетки ранней древесины в образце 1050, и (d) граница между заполненными ячейками поздней древесины и незаполненными ячейками ранней древесины в образце 1050.

у исследованных экземпляров, а у других вообще нет (3), а клетки поздней древесины всегда были заполнены в высокой степени.На некоторых участках масло, по-видимому, останавливалось после последней клетки поздней древесины в годовом кольце, т. е. между двумя кольцами (рис. 6г).

04″> Обсуждение

Исследование показало, что можно успешно обрабатывать целые образцы древесины европейской ели гидрофобным льняным маслом. Во-вторых, количество масла, поглощенного во время пропитки по обоим протоколам, рассчитанное в процентах от сухой массы древесины, колебалось от 30 до 50 % в заболони/зрелой древесине и от 10 до 20 % в сердцевине/ювенильной и сердцевинной/зрелой древесине. древесина.Ранняя и поздняя древесина в пределах зрелой заболони вели себя значительно по-разному в отношении поглощения масла во время пропитки в 78 % образцов при 5-процентном уровне вероятности. Поглощение масла в среднем выше в ранней древесине, чем в поздней. Не было обнаружено существенных различий в среднем поглощении между двумя протоколами, что, вероятно, означает, что свойства сырья влияют на результаты пропитки больше, чем фактические параметры процесса.

Распределение масла после обработки в разных вертикальных точках в образцах различалось между типами тканей.В образцах сердцевины существенных различий в распределении масла не обнаружено, тогда как в образцах заболони поглощение в середине образцов было значительно ниже, чем в концевых частях. Тем не менее, поглощение в середине образцов заболони было все же выше, чем в сердцевине. Нефть может использовать разные пути потока в разных типах тканей из-за анатомических различий (см. Hansmann и др. , 2002). Образцы заболони и сердцевины были взяты с разных деревьев и, вероятно, мало или совсем не повлияли на результаты.

Значения денситометрии, полученные в результате анализа извлеченной древесины с помощью Woodtrax, аналогичны, но несколько ниже значений, полученных в других исследованиях (Mäkinen et al. , 2002), поэтому маловероятно, что расчетное поглощение нефти пробами будет завышенным. Кроме того, другие исследования в целом пришли к выводу, что ранняя древесина должна проникать легче, чем поздняя (Keith and Chauret, 1988; Olsson и др. , 2001). Кроме того, Olesen (1977) сообщает, что при обработке консервантом на водной основе существует отрицательная корреляция между поглощением и базовой плотностью ели европейской.Тем не менее, эта закономерность не была обнаружена ни для одного из типов древесины в настоящем исследовании. Keith и Chauret (1988) сообщают о примерах исключительного тангенциального движения импрегната в полосах поздней древесины белой ели ( Picea glauca L.). Подобные движения, вероятно, имели место у некоторых особей в настоящем исследовании, как показано на рис. 6c и d. При нагнетании жидкости в пористую структуру древесины жидкость следует по пути наименьшего сопротивления. Это означает, что в некоторых образцах в этом исследовании было легче проникнуть в позднюю древесину по касательной, чем по радиальной.Исследования ели обыкновенной и сосны лучистой ( Pinus radiata L.) пришли к выводу, что ниже точки насыщения волокон трахеиды ранней древесины, как правило, имеют гораздо более высокие пропорции аспирированных ямок, чем трахеиды поздней древесины (Wardrop and Davies, 1961; Olesen, 1977). Это также может влиять на дисперсию масла в поздней древесине.

СЭМ-анализ образцов из образцов с высоким поглощением подтвердил тенденцию к высокому поглощению масла ранней древесиной с высоким содержанием влаги и высокой водонасыщенной пористостью.Образцы из этих образцов имели только небольшие участки незаполненных ячеек в ранней древесине, в то время как клетки поздней древесины всегда были заполнены. Не было обнаружено четкой корреляции между распределением масла в клетках ранней древесины и исследуемыми переменными, которые могли бы объяснить небольшие площади незаполненных ячеек ранней древесины. Исследованный образец из-за его более высокого поглощения в поздней древесине, чем в ранней древесине, и более низкого общего поглощения показал разные тенденции. Ячейки ранней древесины в этом образце в основном не были заполнены маслом, и четкой закономерности в распределении масла в ранней древесине не обнаружено, за исключением зоны полностью заполненных ячеек (ранняя и поздняя древесина) на внешней поверхности образца и вблизи нее.У всех экземпляров клетки поздней древесины всегда были заполнены в высокой степени. Масло, по-видимому, остановилось на границе между поздней и ранней древесиной, т. е. в конце годового кольца, по причинам, которые не были очевидны при анализе. Однако это согласуется с сообщениями о том, что паренхиматозная клетка, разделяющая лучевые трахеиды между годичными кольцами ели европейской, часто останавливает импрегнаты на водной основе (Baines and Saur, 1985).

Для импрегнантов на водной основе содержание влаги не влияет на поглощение древесиной ели европейской (Olesen, 1977).Однако наше исследование показало, что высокое содержание влаги перед пропиткой увеличивает поглощение масла. Согласно Gindl et al. (2003), высокая влажность клеточных стенок также способствует пропитке клеточных стенок хвойных пород меламиноформальдегидной смолой. С точки зрения количества поглощенного льняного масла в процентах от общего потенциального поглощения положительное влияние содержания влаги было особенно заметно в ранней древесине. Возможное объяснение такого повышенного поглощения состоит в том, что некоторые повреждения структуры древесины, вызванные процессом пропитки, могут возникать выше этого диапазона содержания влаги.Другая возможность заключается в том, что низкое содержание влаги может быть связано с относительно большим количеством воздуха, который может задерживаться в ячейках и блокировать путь потока масла (Olsson et al. , 2001). Для поздней древесины четких тенденций влияния влажности не обнаружено.

При исследовании образцов заболони была выявлена ​​четкая положительная корреляция между процентом заполненной водой пористости древесины и поглощением масла. Однако положительный эффект был более выражен в партиях, подвергнутых протоколу более высокого поглощения, чем в партиях, подвергнутых стандартному протоколу, и эффект был более отчетливым в ранней древесине, чем в поздней.Во всех расчетах по данным рентгеновской микроденситометрии предполагалось, что древесина полностью сухая, чего в действительности не было. Таким образом, значения поглощения масла по отношению к проценту заполненной водой пористости древесины были несколько занижены. Кроме того, в некоторых образцах поздняя древесина с низкой водонасыщенной пористостью проникала легче, чем образцы с немного более высокой водонасыщенной пористостью. Это высокое поглощение нефти может быть объяснено низкой водонасыщенной пористостью в сочетании с низкой степенью аспирации ямок в поздней древесине.Другой возможный фактор заключается в том, что части поздней древесины в некоторых образцах могут быть механически более слабыми, и, таким образом, давление в процессе пропитки может создавать новые пути потока. Признаки того, что пористость, заполненная водой, имела менее выраженный эффект в партиях, подвергнутых протоколу с низким поглощением, означает, что необходимы дальнейшие исследования влияния параметров процесса. Вода и нефть обычно не смешиваются (Stier, 2005). Однако результаты показывают, что в пористой области древесины может образовываться эмульсия масла в воде.Если это так, то масло лучше проникает в древесину как компонент эмульсии масло-в-воде, чем как чистое масло. Согласно предыдущему эксперименту (неопубликованному), вода легко смешивается с производным льняного масла, используемым в этом исследовании, вплоть до соотношения вода:масло 1:7 при 100°C. Явный положительный эффект водонасыщенной пористости и отсутствие четкой закономерности в диспергировании нефти, связанной с лучами или структурными повреждениями, подтверждают предложенную гипотезу. Также возможно, что соединения, извлеченные из древесины, могут действовать как эмульгаторы.Stier (2005) определяет эмульгаторы как поверхностно-активные соединения, которые способствуют образованию эмульсий воды и жирных или масляных соединений. Эмульгаторы могут иметь различную структуру (Anthemidis et al. , 2005; Stier, 2005), и если экстрагированные соединения древесины обладают способностью эффективно функционировать при низких концентрациях, вполне возможно, что они могут играть важную роль в образовании эмульсий. .

Явное влияние процентной доли заполненной водой пористости на поглощение масла как ранней, так и поздней древесиной зрелой заболони ели европейской является интересным наблюдением, которое может послужить основой для дальнейших исследований, направленных (1) на разработку системы классификации нефти процессы пропитки на основе; (2) облегчить производство разработанных продуктов с известными свойствами материала; (3) выяснить способы определения сырья, подходящего для процессов пропитки на масляной основе; и (4) разработать меры лесоводства, позволяющие производить сырье, подходящее для процессов пропитки на масляной основе.

Авторы выражают благодарность сотрудникам SLU Vindeln Experimental Forests в Виндельне за помощь в подготовке образцов, Kempe Foundation за финансовую поддержку, Linotech Industries за помощь в пропитке и г-ну Samuel Roturier за неоценимую помощь в подготовке образцов. и измерения на образцах сердцевины.

14″> Каталожные номера

Anonymous

1999

Minitab Statistical Software Release 13 для Windows.

Антемидис, А.Н., Арванитидис, В. и Стратис, Дж.А.

2005

Формирование эмульсии в режиме реального времени и многоэлементный анализ пищевых масел методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Анал. Чим. Acta

537

,

271

–278.

Бейли П.Дж. и Престон Р.Д.

1969

Некоторые аспекты проницаемости хвойной древесины.

Holzforschung

23

,

113

–120.

Baines, E.F. и Saur, J.M.

1985

Консервирующая обработка ели и другой огнеупорной древесины.

утра. Деревянный заповедник. доц.

81

,

136

–147.

Бэнкс, В.Б.

1970

Некоторые факторы, влияющие на водопроницаемость сосны обыкновенной и ели европейской.

Дж. Инст. Вуд науч.

5

,

10

–17.

Болтон, А.Дж.

1988

Пересмотр некоторых отклонений от закона Дарси в хвойной древесине.

Wood Sci. Технол.

22

,

311

–322.

Boutelje, J.

1983

Консервационная обработка ели – возможности и требования. Wood Technology Report No. 22. Svenska Träforskningsinstitutet STFI-meddelande, серия 807, стр. 1–53.

Bramhall, G.

1971

Справедливость закона Дарси при осевом проникновении в древесину.

Wood Sci. Технол.

7

,

319

–322.

Динвуди, Дж. М.

2000

Древесина: ее природа и поведение. 2-е изд. Э&ФН СПОН.

Eckeveld, A. van, Homan, WJ and Militz, H.

2001

Повышение водоотталкивающих свойств заболони сосны обыкновенной путем пропитки неразбавленным льняным маслом, древесным маслом, кокосовым маслом и талловым маслом.

Хольцфорш. Хольцверверт.

53

,

113

–115.

EN 350-2

1994

Долговечность древесины и изделий на ее основе – естественная долговечность массивной древесины – часть 2: руководство по естественной долговечности и пригодности к обработке отдельных ценных пород в Европе. Европейский стандарт 350-2. Европейский комитет по стандартизации, стр. 1–35.

EN 384

1995

Строительная древесина – определение характеристических значений механических свойств и плотности. Европейский стандарт 384. Европейский комитет по стандартизации, стр. 1–8.

Гиндл В., Заргар Ю. и Виммер Р.

2003

Пропитка клеточных стенок хвойных пород меламиноформальдегидной смолой.

Биоресурс. Технол.

87

,

325

–330.

Хэгглунд, Б. и Лундмарк, Дж.-Э.

1982

Handling and bonitering med Skogshögsskolans boniteringssystem. Скогсстирельсен.

Хансманн, К., Гиндл, В., Виммер, Р.и Тайшингер, А.

2002

Проницаемость древесины – обзор.

Вуд рез. Древарский Выск.

47

,

1

–16.

Humar, M., Bokan, M., Amartey, S.A., Sentjurc, M., Kalan, P. and Pohleven, F.

2004

Грибковая биоремедиация древесины, обработанной медью, хромом и бором, по данным электронного парамагнитного резонанса.

Междунар. Биодекор. биодеград.

53

,

25

–32.

Кейт, К.Т. и Chauret, G.

1988

Анатомические исследования пенетрации ОСА, связанные с обычным и микроразрезом.

Древесное волокно.

20

,

197

–208.

Lalman, J. and Bagley, D.

2004

Извлечение длинных жирных кислот из ферментационной среды.

Дж. Ам. Нефть хим. соц.

81

,

105

–110.

Liese, W. and Bauch, J.

1967

Об анатомических причинах невосприимчивости ели и пихты Дугласа.

Дж. Инст. Вуд науч.

1

,

3

–14.

Мякинен Х., Саранпаа П. и Линдер С.

2002

Изменение плотности древесины ели европейской в ​​зависимости от оптимизации питательных веществ и размеров волокон.

Кан. Дж. Для. Рез.

32

,

185

–194.

Мегнис М., Олссон Т., Варна Дж. и Линдберг Х.

2002

Механические характеристики сосны, пропитанной льняным маслом, в зависимости от уровня поглощения.

Wood Sci. Технол.

36

,

1

–18.

Nyrén, V. and Back, E.

1960

Характеристики паренхиматозных клеток и клеток трахеидальных лучей у Picea abies Karst.

Svensk papperstidning och svensk pappersförädlingstidskrift

63

,

501

–509.

Олесен, П.О.

1977

Устойчивость некоторых распространенных датских пиломатериалов к пропитке под давлением ( Picea abies, Picea sitchensis, Abies alba, Abies grandis ).

Holzforshung

31

,

179

–184.

Олссон, Т., Мегнис, М., Варна, Дж. и Линдберг, Х.

2001

Измерение поглощения льняного масла сосной с использованием метода рентгеновской микроденситометрии.

J. Wood Sci.

47

,

275

–281.

Шнайдер, М.Х.

1980

Гигроскопичность древесины, пропитанной льняным маслом.

Wood Sci. Технол.

14

,

107

–114.

Штир, РФ

2005

Предлагаются варианты эмульгаторов. Подготовка .

Пищевые продукты

174

,

45

–46, 49–50, 52.

Vinden, P.

1984

Влияние сырьевых переменных на консервирующую обработку древесины диффузионными процессами.

Дж. Инст. Вуд науч.

10

,

31

–41.

Уордроп, А.Б. и Дэвис, Г.В.

1961

Морфологические факторы, связанные с проникновением жидкостей в древесину.

Holzforschung

15

,

129

–141.

© Институт дипломированных лесников, 2006 г. Все права защищены. Чтобы получить разрешение, отправьте электронное письмо по адресу: [email protected]

.

Пропитка ели европейской (Picea abies L.Карст.) древесина по гидрофобному маслу и картины диспергирования в различных тканях | Лесное хозяйство: Международный журнал лесных исследований

57″> Введение

Для защиты древесины используются различные методы и консерванты. Экологически важной задачей на будущее является разработка заменителей для обработки древесины на основе меди/хрома (Megnis et al., 2002; Хумар и др. , 2004). Одной из возможностей является использование нетоксичных консервантов, таких как гидрофобные масла. Такие масла способны, при правильном применении, удерживать содержание влаги ниже критического уровня, необходимого для прорастания и роста дереворазрушающих грибов (Eckeveld et al. , 2001). Еще одним преимуществом является то, что они снижают способность древесины поглощать влагу, тем самым улучшая стабильность размеров. Показано, что водоотталкивающие свойства повышаются после пропитки сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) заболонь с льняным маслом (Schneider, 1980), кокосовым маслом и различными талловыми маслами (Eckeveld et al. , 2001).

Особая проблема с древесиной ели европейской ( Picea abies L. Karst.) заключается в том, что ее трудно экономически эффективно пропитать с использованием доступных в настоящее время коммерческих процессов (Wardrop and Davies, 1961; Bailey and Preston, 1969; Banks, 1970). ; Boutelje, 1983; Vinden, 1984; EN 350-2, 1994). В Европе древесина ели обыкновенной широко используется в строительстве. в качестве материала панелей дома, настила и столбов; поэтому метод, который успешно защищает его от деградации, будет иметь высокую экономическую ценность.Проницаемость древесины сильно зависит от ее влажности (Hansmann и др. , 2002), а также от основного направления волокон (Bramhall, 1971; Bolton, 1988) и различных физико-химических свойств (Wardrop and Davies). , 1961; Banks, 1970; Baines and Saur, 1985; Hansmann и др. , 2002). Очень большое снижение водопроницаемости ели происходит при сушке (Бэнкс, 1970), в основном за счет стойких структурных изменений, происходящих в древесине в процессе сушки, главным образом в результате аспирации окаймленных ямок (Винден, 1984).У ели европейской относительно пористая площадь лучевой клетки составляет, по оценкам, лишь 5 % от общей площади клеточной стенки, по сравнению с 50 % у сосны обыкновенной, неогнеупорного вида (Nyrén and Back, 1960). Кроме того, паренхиматозная клеточная стенка у ели европейской толще, чем у сосны обыкновенной (Liese, Bauch, 1967). Лучевые трахеиды у ели также часто прерываются клеткой паренхимы в месте соединения годового кольца, что может объяснить, почему проникновение часто резко останавливается на определенном годовом кольце (Baines and Saur, 1985).

Льняное масло является гидрофобным и экологически безопасным продуктом, который часто используется в красках, лаках и морилках для защиты поверхностей. Это органическое масло, полученное прессованием или экстракцией семян льна (льняных семян), но оно не использовалось в качестве консерванта для древесины в традиционных методах пропитки. Однако недавно он был успешно испытан на сосне обыкновенной в новом коммерческом процессе пропитки: процессе Linotech (Olsson и др. , 2001; Megnis и др. , 2002).Этот процесс может обеспечить экономически выгодную консервирующую обработку ели европейской.

Целью данного исследования было количественное определение количества гидрофобного производного льняного масла, поглощаемого как на макроскопическом, так и на микроскопическом уровнях при использовании в процессе Linotech для пропитки древесины европейской ели. Поскольку анатомически и химически различные ткани древесины, вероятно, по-разному реагируют на процесс пропитки (см. обсуждение выше), мы также сравнили модели поглощения в (1) сердцевине и заболони; 2 – зрелая древесина и ювенильная древесина; и (3) ранняя древесина и поздняя древесина.Кроме того, изучали диспергирование льняного масла в годичных кольцах и клетках трахеид.

63″> План эксперимента и подготовка образцов

Всего отобрано 15 деревьев ели европейской из трех насаждений в смешанном хвойном лесу на севере Швеции (64°10′ с.ш., 19°46′ в.д., 160–320 м над ур. м.). Критерии выборки заключались в том, что выбранные деревья должны быть явно доминирующими и не иметь видимых дефектов и болезней.Общий возраст деревьев, общая высота и диаметр на высоте груди составили 131–189 лет, 21,4–30,2 м и 261–502 мм соответственно. Качество участка по Hägglund and Lundmark (1982) составляло 4,5–5,5 м 3 га −1 год −1 . Образцы ядровой древесины были взяты с пяти деревьев и образцы заболони с 10 деревьев (рис. 1). Были отобраны три типа образцов древесины, соответствующие трем типам тканей: сердцевина/зрелая древесина, сердцевина/молодая древесина и заболонь/зрелая древесина. Размеры каждого образца составляли 500 × 25 × 25 мм (продольные × радиальные × тангенциальные).Образцы были доставлены в свежем невысушенном состоянии на очистное сооружение в Linotech Industries, где они, как правило, обрабатывались в соответствии со стандартным протоколом, предназначенным для стимулирования поглощения масла с низкой скоростью. Тем не менее, протокол с более высоким поглощением, с более высоким давлением и более длительным временем обработки, также был протестирован для оценки влияния изменения этих параметров процесса на модели поглощения нефти. Производное льняного масла Linogard использовалось в качестве пропитки для уменьшения поглощения влаги и переноса кислорода в древесине.Время обработки составляло 2–3 ч, применялись давления и температуры 0,8–1,4 МПа и 60–140°С. Заявка на патент на применение процесса Linotech для ели европейской была подана, но еще не выдана, поэтому в этой статье процесс пропитки не описывается (см. Olsson et al. , 2001).

Рисунок 1.

Рисунок 1.

Девять образцов сердцевины/зрелой древесины и девять образцов сердцевины/молодой древесины были отобраны для формирования трех повторных партий (1, 2 и 3), каждая из которых включала три оба вида выборки.Также были изготовлены четыре повтора 10 образцов заболони, один из которых был добавлен к партии 2, а другой — к партии 3 (рис. 1). Партии 1, 2 и 3 были пропитаны с использованием протокола низкого поглощения. Протокол более высокого поглощения применялся только к образцам заболони (две партии, обозначенные 4 и 5, каждая из которых включала 10 образцов (см. рис. 1). Всего было использовано шесть образцов сердцевины и 20 образцов заболони, которые не были пропитаны ни одним из протоколов). в качестве контроля

69″> Макроскопический анализ

Из каждого образца пропитанной древесины вырезали по три вертикальных среза толщиной 2 мм: один из нижней части, один из верхней части (30 мм от соответствующих концов) и один из средней части (рис. 2).Одну половину среднего среза использовали для анализа веса, а другую половину — для микрорентгеноденситометрического анализа.

Рисунок 2.

Рисунок 2.

Весовые измерения были проведены для сбора информации об изменении масляной пропитки образцов в вертикальном и горизонтальном направлениях. Для этой цели использовались (как описано ранее) три полусреза: один с нижнего конца, один со среднего конца и один с верхнего конца.Каждый из этих полусрезов был дополнительно разрезан на три части, перпендикулярные предыдущему разрезу, каждая из которых представляла собой треть горизонтального профиля соответствующего образца (рис. 2), и их объемы измерялись методом вытеснения воды. После сушки при 60°С их взвешивали для определения их сухой массы с льняным маслом (EN 384, 1995). Затем масло экстрагировали из древесины с помощью МТБЭ в двухэтапном процессе; сначала в течение 24 часов, затем в течение 48 часов, заканчивая в обоих случаях 15-минутным пребыванием в ультразвуковой ванне (Lalman and Bagley, 2004).Затем их снова высушивали (как обсуждалось ранее), повторно взвешивали, и считали, что разница в весе до и после экстракции равна весу льняного масла, поглощенного в процессе пропитки (EN 384, 1985), что затем выражали в процентах от сухой массы древесины.

76″> Расчет водонасыщенной пористости

Водонаполненную пористость образцов, исследованных макроскопическим и микроскопическим анализами, рассчитывали следующим образом. Во-первых, пористость ( P ) была определена из средних значений плотности, полученных в результате макроскопического или микроскопического анализа, в сочетании со средним значением плотности клеточных стенок, данным Dinwoodie (2000), равным 1500 кг м -3 .

Процент заполненной водой пористости в образце затем рассчитывали как: доступный объем воды в 1 м 3 древесины/пористость ( P ) в 1 м 3 древесины.

Доступный объем воды в кубических метрах был рассчитан как: (среднее значение плотности × начальное содержание влаги) × (1 – 0,3), где 0,3 принимается за точку насыщения волокна (30-процентное содержание влаги).

Средняя пористость в 1 м 3 древесины, использованной в микроскопическом анализе, была затем рассчитана путем суммирования P для ранней древесины × x e + P для поздней древесины × 5 x 0 где x e и x l — соответствующие доли ширины годичных колец, полученные из анализа Woodtrax.

Значения нефтепоглощения и водонасыщенной пористости, основанные на макроскопических расчетах, представлены только для партии 4 (обработанной с использованием протокола высокого поглощения), поскольку они показывают наиболее четкое взаимодействие между двумя факторами. Результаты микроскопических расчетов основаны на данных, полученных для образцов, пропитанных партиями 2, 3, 4 и 5.

84″> Результаты

2 2 9472.47 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019 Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753 Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146 Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693 Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657 ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030 Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627 Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140 Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578 Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235 Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000 Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000 Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000 Ошибка 125 809.77 60184 6.48 Всего








9472.47


Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 60184 6.48
Всего





Таблица 1 :

Эффекты типа ткани, партия и местоположение в образце (по вертикали и по горизонтали) при увеличении веса за счет поглощения масла в соответствии с ANOVA

9472.47



Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 6.48
Всего





9472.47 9015 9

Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 6.48
Всего





Таблица 2 : 

Влияние вертикального расположения в образцах и типа ткани на увеличение веса из-за процентного содержания масла (%)


Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




+

Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




Таблица 2 : 

Влияние вертикального расположения образцов и типа ткани на увеличение веса из-за процентного содержания масла (%)


Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




+

Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4 К
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




Существовали нет существенные различия в увеличении веса между разными партиями или тремя разными горизонтальными положениями в образцах (таблица 1).

Наблюдалась четкая положительная корреляция между содержанием влаги перед пропиткой и поглощением масла образцами заболони (рис. 3).Однако четких взаимосвязей между факторами плотностью и пористостью и поглощением льняного масла в опытах не выявлено (данные не представлены).

Рисунок 3.

Влияние содержания влаги перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони.

Рисунок 3.

Влияние содержания влаги перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони.

1 002 0,097 0,047 б 0.045-0.055 0,000 1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066 1005 0,068 а 0,036 б 0,0183 028-0.035 0,000 1006 0,217 0,204 0.0-0.027 0,056 1008 0,037 0,022 б 0.01-0.021 0.000 1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000 1017 0.124 0,267 б -0.162-0.124 0,000 1027 0,359 0,209 б 0.114-0.185 0,000 1050
0.047 A 2 0.253 B

-0.232-0.18
0.000
0,047 0,047 -0.01-0.024 0,066 б б б -0.162-0.124 0.0.09

Образец номер
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
1002
0,097 0,045-0,055 0.000
1004 0,068 A 0056
1005 0,068 0,036 0.028-0.035 0,000
1006 0,217 0.204 A 0.0-0.027 0.056 0.056
1008 0.037 A 0,022 B 0,0185 0,0184 0.000
1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000
1017 0,124 0,267 0.000
1027 0.359 0.114-0.185 0,000 0,000
1050
0.047 A
0.253 B

-0.232-0.18

0.000
Таблица 3 :

Парея T Проверка поглощения нефти (мг мм -3 ) Ранняя и поздняя древесина в пределах годичных колец по данным рентгеновской микроденситометрии

б б A 0,039 B б б

Номер пробы
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
одна тысяче два 0,097 0,047 0.045-0.055 0,000
1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066
1005 0.068 0,036 0.028-0.035 0,000
1006 0,217 0,204 0.0-0.027 0,056
1008 0.037 A 0.022 0,0184 0.000 0.000
1012 0. 011-0.021 0,000
1017 0,124 0,267 -0.162-0.124 0,000
1027 0,359 0,209 0.114-0.185 0.000 0.000
1050
0,047 A

2
0.253 B
-0.232-0.18
0.000
 
б 5 0.204 9004 A б б A 0.209 B -0.232-0.18

Номер образца
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
1002 0,097 а 0,047 б 0. 045-0.055 0,000
1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066
1005 0,068 0,036 0.028-0.035 0.000
1006 0.217 0,0-0184 0.056
1008 0.037 0,022 0.01-0.021 0,000
1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000
1017 0.124 A 0.267 B -0.162-0.124 0,000
1027 0. 114-0.185 0,000
1050
0,047
0,253 б

0,000

00″> SEM-анализ поглощения масла

В образцах с высоким поглощением как ранняя, так и поздняя древесина были в значительной степени заполнены маслом (рис. 6а) почти во всех частях исследованных образцов (3). Ячейки поздней древесины всегда были заполнены нефтью, но ячейки ранней древесины на некоторых небольших участках не были полностью заполнены.Не было никаких очевидных закономерностей в распределении масла, связанных с лучами или повреждением клеточных стенок, которые могли бы объяснить эти небольшие участки пустых клеток ранней древесины.

Рисунок 6.

Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающее (a) заполненные клетки поздней древесины и заполненные клетки ранней древесины в образце 1006, (b) заполненные клетки поздней древесины и частично заполненные клетки ранней древесины в образце 1050, (c) заполненные клетки поздней древесины и в основном незаполненные ячейки ранней древесины в образце 1050 и (г) граница между заполненными ячейками поздней древесины и незаполненными ячейками ранней древесины в образце 1050.

Рисунок 6.

Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающее (a) заполненные клетки поздней древесины и заполненные клетки ранней древесины в образце 1006, (b) заполненные клетки поздней древесины и частично заполненные клетки ранней древесины в образце 1050, (c) заполненные клетки поздней древесины и в основном незаполненные клетки ранней древесины в образце 1050, и (d) граница между заполненными ячейками поздней древесины и незаполненными ячейками ранней древесины в образце 1050.

у исследованных экземпляров, а у других вообще нет (3), а клетки поздней древесины всегда были заполнены в высокой степени.На некоторых участках масло, по-видимому, останавливалось после последней клетки поздней древесины в годовом кольце, т. е. между двумя кольцами (рис. 6г).

04″> Обсуждение

Исследование показало, что можно успешно обрабатывать целые образцы древесины европейской ели гидрофобным льняным маслом. Во-вторых, количество масла, поглощенного во время пропитки по обоим протоколам, рассчитанное в процентах от сухой массы древесины, колебалось от 30 до 50 % в заболони/зрелой древесине и от 10 до 20 % в сердцевине/ювенильной и сердцевинной/зрелой древесине. древесина.Ранняя и поздняя древесина в пределах зрелой заболони вели себя значительно по-разному в отношении поглощения масла во время пропитки в 78 % образцов при 5-процентном уровне вероятности. Поглощение масла в среднем выше в ранней древесине, чем в поздней. Не было обнаружено существенных различий в среднем поглощении между двумя протоколами, что, вероятно, означает, что свойства сырья влияют на результаты пропитки больше, чем фактические параметры процесса.

Распределение масла после обработки в разных вертикальных точках в образцах различалось между типами тканей.В образцах сердцевины существенных различий в распределении масла не обнаружено, тогда как в образцах заболони поглощение в середине образцов было значительно ниже, чем в концевых частях. Тем не менее, поглощение в середине образцов заболони было все же выше, чем в сердцевине. Нефть может использовать разные пути потока в разных типах тканей из-за анатомических различий (см. Hansmann и др. , 2002). Образцы заболони и сердцевины были взяты с разных деревьев и, вероятно, мало или совсем не повлияли на результаты.

Значения денситометрии, полученные в результате анализа извлеченной древесины с помощью Woodtrax, аналогичны, но несколько ниже значений, полученных в других исследованиях (Mäkinen et al. , 2002), поэтому маловероятно, что расчетное поглощение нефти пробами будет завышенным. Кроме того, другие исследования в целом пришли к выводу, что ранняя древесина должна проникать легче, чем поздняя (Keith and Chauret, 1988; Olsson и др. , 2001). Кроме того, Olesen (1977) сообщает, что при обработке консервантом на водной основе существует отрицательная корреляция между поглощением и базовой плотностью ели европейской.Тем не менее, эта закономерность не была обнаружена ни для одного из типов древесины в настоящем исследовании. Keith и Chauret (1988) сообщают о примерах исключительного тангенциального движения импрегната в полосах поздней древесины белой ели ( Picea glauca L.). Подобные движения, вероятно, имели место у некоторых особей в настоящем исследовании, как показано на рис. 6c и d. При нагнетании жидкости в пористую структуру древесины жидкость следует по пути наименьшего сопротивления. Это означает, что в некоторых образцах в этом исследовании было легче проникнуть в позднюю древесину по касательной, чем по радиальной.Исследования ели обыкновенной и сосны лучистой ( Pinus radiata L.) пришли к выводу, что ниже точки насыщения волокон трахеиды ранней древесины, как правило, имеют гораздо более высокие пропорции аспирированных ямок, чем трахеиды поздней древесины (Wardrop and Davies, 1961; Olesen, 1977). Это также может влиять на дисперсию масла в поздней древесине.

СЭМ-анализ образцов из образцов с высоким поглощением подтвердил тенденцию к высокому поглощению масла ранней древесиной с высоким содержанием влаги и высокой водонасыщенной пористостью.Образцы из этих образцов имели только небольшие участки незаполненных ячеек в ранней древесине, в то время как клетки поздней древесины всегда были заполнены. Не было обнаружено четкой корреляции между распределением масла в клетках ранней древесины и исследуемыми переменными, которые могли бы объяснить небольшие площади незаполненных ячеек ранней древесины. Исследованный образец из-за его более высокого поглощения в поздней древесине, чем в ранней древесине, и более низкого общего поглощения показал разные тенденции. Ячейки ранней древесины в этом образце в основном не были заполнены маслом, и четкой закономерности в распределении масла в ранней древесине не обнаружено, за исключением зоны полностью заполненных ячеек (ранняя и поздняя древесина) на внешней поверхности образца и вблизи нее.У всех экземпляров клетки поздней древесины всегда были заполнены в высокой степени. Масло, по-видимому, остановилось на границе между поздней и ранней древесиной, т. е. в конце годового кольца, по причинам, которые не были очевидны при анализе. Однако это согласуется с сообщениями о том, что паренхиматозная клетка, разделяющая лучевые трахеиды между годичными кольцами ели европейской, часто останавливает импрегнаты на водной основе (Baines and Saur, 1985).

Для импрегнантов на водной основе содержание влаги не влияет на поглощение древесиной ели европейской (Olesen, 1977).Однако наше исследование показало, что высокое содержание влаги перед пропиткой увеличивает поглощение масла. Согласно Gindl et al. (2003), высокая влажность клеточных стенок также способствует пропитке клеточных стенок хвойных пород меламиноформальдегидной смолой. С точки зрения количества поглощенного льняного масла в процентах от общего потенциального поглощения положительное влияние содержания влаги было особенно заметно в ранней древесине. Возможное объяснение такого повышенного поглощения состоит в том, что некоторые повреждения структуры древесины, вызванные процессом пропитки, могут возникать выше этого диапазона содержания влаги.Другая возможность заключается в том, что низкое содержание влаги может быть связано с относительно большим количеством воздуха, который может задерживаться в ячейках и блокировать путь потока масла (Olsson et al. , 2001). Для поздней древесины четких тенденций влияния влажности не обнаружено.

При исследовании образцов заболони была выявлена ​​четкая положительная корреляция между процентом заполненной водой пористости древесины и поглощением масла. Однако положительный эффект был более выражен в партиях, подвергнутых протоколу более высокого поглощения, чем в партиях, подвергнутых стандартному протоколу, и эффект был более отчетливым в ранней древесине, чем в поздней.Во всех расчетах по данным рентгеновской микроденситометрии предполагалось, что древесина полностью сухая, чего в действительности не было. Таким образом, значения поглощения масла по отношению к проценту заполненной водой пористости древесины были несколько занижены. Кроме того, в некоторых образцах поздняя древесина с низкой водонасыщенной пористостью проникала легче, чем в образцах с немного более высокой водонасыщенной пористостью. Это высокое поглощение нефти может быть объяснено низкой водонасыщенной пористостью в сочетании с низкой степенью аспирации ямок в поздней древесине.Другой возможный фактор заключается в том, что части поздней древесины в некоторых образцах могут быть механически более слабыми, и, таким образом, давление в процессе пропитки может создавать новые пути потока. Признаки того, что пористость, заполненная водой, имела менее выраженный эффект в партиях, подвергнутых протоколу с низким поглощением, означает, что необходимы дальнейшие исследования влияния параметров процесса. Вода и нефть обычно не смешиваются (Stier, 2005). Однако результаты показывают, что в пористой области древесины может образовываться эмульсия масла в воде.Если это так, то масло лучше проникает в древесину как компонент эмульсии масло-в-воде, чем как чистое масло. Согласно предыдущему эксперименту (неопубликованному), вода легко смешивается с производным льняного масла, используемым в этом исследовании, вплоть до соотношения вода:масло 1:7 при 100°C. Явный положительный эффект водонасыщенной пористости и отсутствие четкой закономерности в диспергировании нефти, связанной с лучами или структурными повреждениями, подтверждают предложенную гипотезу. Также возможно, что соединения, извлеченные из древесины, могут действовать как эмульгаторы.Stier (2005) определяет эмульгаторы как поверхностно-активные соединения, которые способствуют образованию эмульсий воды и жирных или масляных соединений. Эмульгаторы могут иметь различную структуру (Anthemidis et al. , 2005; Stier, 2005), и если экстрагированные соединения древесины обладают способностью эффективно функционировать при низких концентрациях, вполне возможно, что они могут играть важную роль в образовании эмульсий. .

Явное влияние процентной доли заполненной водой пористости на поглощение масла как ранней, так и поздней древесиной зрелой заболони ели европейской является интересным наблюдением, которое может послужить основой для дальнейших исследований, направленных (1) на разработку системы классификации нефти процессы пропитки на основе; (2) облегчить производство разработанных продуктов с известными свойствами материала; (3) выяснить способы определения сырья, подходящего для процессов пропитки на масляной основе; и (4) разработать меры лесоводства, позволяющие производить сырье, подходящее для процессов пропитки на масляной основе.

Авторы выражают благодарность сотрудникам SLU Vindeln Experimental Forests в Виндельне за помощь в подготовке образцов, Kempe Foundation за финансовую поддержку, Linotech Industries за помощь в пропитке и г-ну Samuel Roturier за неоценимую помощь в подготовке образцов. и измерения на образцах сердцевины.

14″> Каталожные номера

Anonymous

1999

Minitab Statistical Software Release 13 для Windows.

Антемидис, А.Н., Арванитидис, В. и Стратис, Дж.А.

2005

Формирование эмульсии в режиме реального времени и многоэлементный анализ пищевых масел методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Анал. Чим. Acta

537

,

271

–278.

Бейли П.Дж. и Престон Р.Д.

1969

Некоторые аспекты проницаемости хвойной древесины.

Holzforschung

23

,

113

–120.

Baines, E.F. и Saur, J.M.

1985

Консервирующая обработка ели и другой огнеупорной древесины.

утра. Деревянный заповедник. доц.

81

,

136

–147.

Бэнкс, В.Б.

1970

Некоторые факторы, влияющие на водопроницаемость сосны обыкновенной и ели европейской.

Дж. Инст. Вуд науч.

5

,

10

–17.

Болтон, А.Дж.

1988

Пересмотр некоторых отклонений от закона Дарси в хвойной древесине.

Wood Sci. Технол.

22

,

311

–322.

Boutelje, J.

1983

Консервационная обработка ели – возможности и требования. Wood Technology Report No. 22. Svenska Träforskningsinstitutet STFI-meddelande, серия 807, стр. 1–53.

Bramhall, G.

1971

Справедливость закона Дарси при осевом проникновении в древесину.

Wood Sci. Технол.

7

,

319

–322.

Динвуди, Дж. М.

2000

Древесина: ее природа и поведение. 2-е изд. Э&ФН СПОН.

Eckeveld, A. van, Homan, WJ and Militz, H.

2001

Повышение водоотталкивающих свойств заболони сосны обыкновенной путем пропитки неразбавленным льняным маслом, древесным маслом, кокосовым маслом и талловым маслом.

Хольцфорш. Хольцверверт.

53

,

113

–115.

EN 350-2

1994

Долговечность древесины и изделий на ее основе – естественная долговечность массивной древесины – часть 2: руководство по естественной долговечности и пригодности к обработке отдельных ценных пород в Европе. Европейский стандарт 350-2. Европейский комитет по стандартизации, стр. 1–35.

EN 384

1995

Строительная древесина – определение характеристических значений механических свойств и плотности. Европейский стандарт 384. Европейский комитет по стандартизации, стр. 1–8.

Гиндл В., Заргар Ю. и Виммер Р.

2003

Пропитка клеточных стенок хвойных пород меламиноформальдегидной смолой.

Биоресурс. Технол.

87

,

325

–330.

Хэгглунд, Б. и Лундмарк, Дж.-Э.

1982

Handling and bonitering med Skogshögsskolans boniteringssystem. Скогсстирельсен.

Хансманн, К., Гиндл, В., Виммер, Р.и Тайшингер, А.

2002

Проницаемость древесины – обзор.

Вуд рез. Древарский Выск.

47

,

1

–16.

Humar, M., Bokan, M., Amartey, S.A., Sentjurc, M., Kalan, P. and Pohleven, F.

2004

Грибковая биоремедиация древесины, обработанной медью, хромом и бором, по данным электронного парамагнитного резонанса.

Междунар. Биодекор. биодеград.

53

,

25

–32.

Кейт, К.Т. и Chauret, G.

1988

Анатомические исследования пенетрации ОСА, связанные с обычным и микроразрезом.

Древесное волокно.

20

,

197

–208.

Lalman, J. and Bagley, D.

2004

Извлечение длинных жирных кислот из ферментационной среды.

Дж. Ам. Нефть хим. соц.

81

,

105

–110.

Liese, W. and Bauch, J.

1967

Об анатомических причинах невосприимчивости ели и пихты Дугласа.

Дж. Инст. Вуд науч.

1

,

3

–14.

Мякинен Х., Саранпаа П. и Линдер С.

2002

Изменение плотности древесины ели европейской в ​​зависимости от оптимизации питательных веществ и размеров волокон.

Кан. Дж. Для. Рез.

32

,

185

–194.

Мегнис М., Олссон Т., Варна Дж. и Линдберг Х.

2002

Механические характеристики сосны, пропитанной льняным маслом, в зависимости от уровня поглощения.

Wood Sci. Технол.

36

,

1

–18.

Nyrén, V. and Back, E.

1960

Характеристики паренхиматозных клеток и клеток трахеидальных лучей у Picea abies Karst.

Svensk papperstidning och svensk pappersförädlingstidskrift

63

,

501

–509.

Олесен, П.О.

1977

Устойчивость некоторых распространенных датских пиломатериалов к пропитке под давлением ( Picea abies, Picea sitchensis, Abies alba, Abies grandis ).

Holzforshung

31

,

179

–184.

Олссон, Т., Мегнис, М., Варна, Дж. и Линдберг, Х.

2001

Измерение поглощения льняного масла сосной с использованием метода рентгеновской микроденситометрии.

J. Wood Sci.

47

,

275

–281.

Шнайдер, М.Х.

1980

Гигроскопичность древесины, пропитанной льняным маслом.

Wood Sci. Технол.

14

,

107

–114.

Штир, РФ

2005

Предлагаются варианты эмульгаторов. Подготовка .

Пищевые продукты

174

,

45

–46, 49–50, 52.

Vinden, P.

1984

Влияние сырьевых переменных на консервирующую обработку древесины диффузионными процессами.

Дж. Инст. Вуд науч.

10

,

31

–41.

Уордроп, А.Б. и Дэвис, Г.В.

1961

Морфологические факторы, связанные с проникновением жидкостей в древесину.

Holzforschung

15

,

129

–141.

© Институт дипломированных лесников, 2006 г. Все права защищены. Чтобы получить разрешение, отправьте электронное письмо по адресу: [email protected]

.

Пропитка ели европейской (Picea abies L.Карст.) древесина по гидрофобному маслу и картины диспергирования в различных тканях | Лесное хозяйство: Международный журнал лесных исследований

57″> Введение

Для защиты древесины используются различные методы и консерванты. Экологически важной задачей на будущее является разработка заменителей для обработки древесины на основе меди/хрома (Megnis et al., 2002; Хумар и др. , 2004). Одной из возможностей является использование нетоксичных консервантов, таких как гидрофобные масла. Такие масла способны, при правильном применении, удерживать содержание влаги ниже критического уровня, необходимого для прорастания и роста дереворазрушающих грибов (Eckeveld et al. , 2001). Еще одним преимуществом является то, что они снижают способность древесины поглощать влагу, тем самым улучшая стабильность размеров. Показано, что водоотталкивающие свойства повышаются после пропитки сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) заболонь с льняным маслом (Schneider, 1980), кокосовым маслом и различными талловыми маслами (Eckeveld et al. , 2001).

Особая проблема с древесиной ели европейской ( Picea abies L. Karst.) заключается в том, что ее трудно экономически эффективно пропитать с использованием доступных в настоящее время коммерческих процессов (Wardrop and Davies, 1961; Bailey and Preston, 1969; Banks, 1970). ; Boutelje, 1983; Vinden, 1984; EN 350-2, 1994). В Европе древесина ели обыкновенной широко используется в строительстве. в качестве материала панелей дома, настила и столбов; поэтому метод, который успешно защищает его от деградации, будет иметь высокую экономическую ценность.Проницаемость древесины сильно зависит от ее влажности (Hansmann и др. , 2002), а также от основного направления волокон (Bramhall, 1971; Bolton, 1988) и различных физико-химических свойств (Wardrop and Davies). , 1961; Banks, 1970; Baines and Saur, 1985; Hansmann и др. , 2002). Очень большое снижение водопроницаемости ели происходит при сушке (Бэнкс, 1970), в основном за счет стойких структурных изменений, происходящих в древесине в процессе сушки, главным образом в результате аспирации окаймленных ямок (Винден, 1984).У ели европейской относительно пористая площадь лучевой клетки составляет, по оценкам, лишь 5 % от общей площади клеточной стенки, по сравнению с 50 % у сосны обыкновенной, неогнеупорного вида (Nyrén and Back, 1960). Кроме того, паренхиматозная клеточная стенка у ели европейской толще, чем у сосны обыкновенной (Liese, Bauch, 1967). Лучевые трахеиды у ели также часто прерываются клеткой паренхимы в месте соединения годового кольца, что может объяснить, почему проникновение часто резко останавливается на определенном годовом кольце (Baines and Saur, 1985).

Льняное масло является гидрофобным и экологически безопасным продуктом, который часто используется в красках, лаках и морилках для защиты поверхностей. Это органическое масло, полученное прессованием или экстракцией семян льна (льняных семян), но оно не использовалось в качестве консерванта для древесины в традиционных методах пропитки. Однако недавно он был успешно испытан на сосне обыкновенной в новом коммерческом процессе пропитки: процессе Linotech (Olsson и др. , 2001; Megnis и др. , 2002).Этот процесс может обеспечить экономически выгодную консервирующую обработку ели европейской.

Целью данного исследования было количественное определение количества гидрофобного производного льняного масла, поглощаемого как на макроскопическом, так и на микроскопическом уровнях при использовании в процессе Linotech для пропитки древесины европейской ели. Поскольку анатомически и химически различные ткани древесины, вероятно, по-разному реагируют на процесс пропитки (см. обсуждение выше), мы также сравнили модели поглощения в (1) сердцевине и заболони; 2 – зрелая древесина и ювенильная древесина; и (3) ранняя древесина и поздняя древесина.Кроме того, изучали диспергирование льняного масла в годичных кольцах и клетках трахеид.

63″> План эксперимента и подготовка образцов

Всего отобрано 15 деревьев ели европейской из трех насаждений в смешанном хвойном лесу на севере Швеции (64°10′ с.ш., 19°46′ в.д., 160–320 м над ур. м.). Критерии выборки заключались в том, что выбранные деревья должны быть явно доминирующими и не иметь видимых дефектов и болезней.Общий возраст деревьев, общая высота и диаметр на высоте груди составили 131–189 лет, 21,4–30,2 м и 261–502 мм соответственно. Качество участка по Hägglund and Lundmark (1982) составляло 4,5–5,5 м 3 га −1 год −1 . Образцы ядровой древесины были взяты с пяти деревьев и образцы заболони с 10 деревьев (рис. 1). Были отобраны три типа образцов древесины, соответствующие трем типам тканей: сердцевина/зрелая древесина, сердцевина/молодая древесина и заболонь/зрелая древесина. Размеры каждого образца составляли 500 × 25 × 25 мм (продольные × радиальные × тангенциальные).Образцы были доставлены в свежем невысушенном состоянии на очистное сооружение в Linotech Industries, где они, как правило, обрабатывались в соответствии со стандартным протоколом, предназначенным для стимулирования поглощения масла с низкой скоростью. Тем не менее, протокол с более высоким поглощением, с более высоким давлением и более длительным временем обработки, также был протестирован для оценки влияния изменения этих параметров процесса на модели поглощения нефти. Производное льняного масла Linogard использовалось в качестве пропитки для уменьшения поглощения влаги и переноса кислорода в древесине.Время обработки составляло 2–3 ч, применялись давления и температуры 0,8–1,4 МПа и 60–140°С. Заявка на патент на применение процесса Linotech для ели европейской была подана, но еще не выдана, поэтому в этой статье процесс пропитки не описывается (см. Olsson et al. , 2001).

Рисунок 1.

Рисунок 1.

Девять образцов сердцевины/зрелой древесины и девять образцов сердцевины/молодой древесины были отобраны для формирования трех повторных партий (1, 2 и 3), каждая из которых включала три оба вида выборки.Также были изготовлены четыре повтора 10 образцов заболони, один из которых был добавлен к партии 2, а другой — к партии 3 (рис. 1). Партии 1, 2 и 3 были пропитаны с использованием протокола низкого поглощения. Протокол более высокого поглощения применялся только к образцам заболони (две партии, обозначенные 4 и 5, каждая из которых включала 10 образцов (см. рис. 1). Всего было использовано шесть образцов сердцевины и 20 образцов заболони, которые не были пропитаны ни одним из протоколов). в качестве контроля

69″> Макроскопический анализ

Из каждого образца пропитанной древесины вырезали по три вертикальных среза толщиной 2 мм: один из нижней части, один из верхней части (30 мм от соответствующих концов) и один из средней части (рис. 2).Одну половину среднего среза использовали для анализа веса, а другую половину — для микрорентгеноденситометрического анализа.

Рисунок 2.

Рисунок 2.

Весовые измерения были проведены для сбора информации об изменении масляной пропитки образцов в вертикальном и горизонтальном направлениях. Для этой цели использовались (как описано ранее) три полусреза: один с нижнего конца, один со среднего конца и один с верхнего конца.Каждый из этих полусрезов был дополнительно разрезан на три части, перпендикулярные предыдущему разрезу, каждая из которых представляла собой треть горизонтального профиля соответствующего образца (рис. 2), и их объемы измерялись методом вытеснения воды. После сушки при 60°С их взвешивали для определения их сухой массы с льняным маслом (EN 384, 1995). Затем масло экстрагировали из древесины с помощью МТБЭ в двухэтапном процессе; сначала в течение 24 часов, затем в течение 48 часов, заканчивая в обоих случаях 15-минутным пребыванием в ультразвуковой ванне (Lalman and Bagley, 2004).Затем их снова высушивали (как обсуждалось ранее), повторно взвешивали, и считали, что разница в весе до и после экстракции равна весу льняного масла, поглощенного в процессе пропитки (EN 384, 1985), что затем выражали в процентах от сухой массы древесины.

76″> Расчет водонасыщенной пористости

Водонаполненную пористость образцов, исследованных макроскопическим и микроскопическим анализами, рассчитывали следующим образом. Во-первых, пористость ( P ) была определена из средних значений плотности, полученных в результате макроскопического или микроскопического анализа, в сочетании со средним значением плотности клеточных стенок, данным Dinwoodie (2000), равным 1500 кг м -3 .

Процент заполненной водой пористости в образце затем рассчитывали как: доступный объем воды в 1 м 3 древесины/пористость ( P ) в 1 м 3 древесины.

Доступный объем воды в кубических метрах был рассчитан как: (среднее значение плотности × начальное содержание влаги) × (1 – 0,3), где 0,3 принимается за точку насыщения волокна (30-процентное содержание влаги).

Средняя пористость в 1 м 3 древесины, использованной в микроскопическом анализе, была затем рассчитана путем суммирования P для ранней древесины × x e + P для поздней древесины × 5 x 0 где x e и x l — соответствующие доли ширины годичных колец, полученные из анализа Woodtrax.

Значения нефтепоглощения и водонасыщенной пористости, основанные на макроскопических расчетах, представлены только для партии 4 (обработанной с использованием протокола высокого поглощения), поскольку они показывают наиболее четкое взаимодействие между двумя факторами. Результаты микроскопических расчетов основаны на данных, полученных для образцов, пропитанных партиями 2, 3, 4 и 5.

84″> Результаты

2 2 9472.47 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019 Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753 Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146 Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693 Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657 ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030 Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627 Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140 Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578 Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235 Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000 Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000 Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000 Ошибка 125 809.77 60184 6.48 Всего








9472.47


Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 60184 6.48
Всего





Таблица 1 :

Эффекты типа ткани, партия и местоположение в образце (по вертикали и по горизонтали) при увеличении веса за счет поглощения масла в соответствии с ANOVA

9472.47



Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 6.48
Всего





9472.47 9015 9

Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 6.48
Всего





Таблица 2 : 

Влияние вертикального расположения в образцах и типа ткани на увеличение веса из-за процентного содержания масла (%)


Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




+

Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




Таблица 2 : 

Влияние вертикального расположения образцов и типа ткани на увеличение веса из-за процентного содержания масла (%)


Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




+

Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4 К
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




Существовали нет существенные различия в увеличении веса между разными партиями или тремя разными горизонтальными положениями в образцах (таблица 1).

Наблюдалась четкая положительная корреляция между содержанием влаги перед пропиткой и поглощением масла образцами заболони (рис. 3).Однако четких взаимосвязей между факторами плотностью и пористостью и поглощением льняного масла в опытах не выявлено (данные не представлены).

Рисунок 3.

Влияние содержания влаги перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони.

Рисунок 3.

Влияние содержания влаги перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони.

1 002 0,097 0,047 б 0.045-0.055 0,000 1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066 1005 0,068 а 0,036 б 0,0183 028-0.035 0,000 1006 0,217 0,204 0.0-0.027 0,056 1008 0,037 0,022 б 0.01-0.021 0.000 1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000 1017 0.124 0,267 б -0.162-0.124 0,000 1027 0,359 0,209 б 0.114-0.185 0,000 1050
0.047 A 2 0.253 B

-0.232-0.18
0.000
0,047 0,047 -0.01-0.024 0,066 б б б -0.162-0.124 0.0.09

Образец номер
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
1002
0,097 0,045-0,055 0.000
1004 0,068 A 0056
1005 0,068 0,036 0.028-0.035 0,000
1006 0,217 0.204 A 0.0-0.027 0.056 0.056
1008 0.037 A 0,022 B 0,0185 0,0184 0.000
1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000
1017 0,124 0,267 0.000
1027 0.359 0.114-0.185 0,000 0,000
1050
0.047 A
0.253 B

-0.232-0.18

0.000
Таблица 3 :

Парея T Проверка поглощения нефти (мг мм -3 ) Ранняя и поздняя древесина в пределах годичных колец по данным рентгеновской микроденситометрии

б б A 0,039 B б б

Номер пробы
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
одна тысяче два 0,097 0,047 0.045-0.055 0,000
1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066
1005 0.068 0,036 0.028-0.035 0,000
1006 0,217 0,204 0.0-0.027 0,056
1008 0.037 A 0.022 0,0184 0.000 0.000
1012 0. 011-0.021 0,000
1017 0,124 0,267 -0.162-0.124 0,000
1027 0,359 0,209 0.114-0.185 0.000 0.000
1050
0,047 A

2
0.253 B
-0.232-0.18
0.000
 
б 5 0.204 9004 A б б A 0.209 B -0.232-0.18

Номер образца
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
1002 0,097 а 0,047 б 0. 045-0.055 0,000
1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066
1005 0,068 0,036 0.028-0.035 0.000
1006 0.217 0,0-0184 0.056
1008 0.037 0,022 0.01-0.021 0,000
1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000
1017 0.124 A 0.267 B -0.162-0.124 0,000
1027 0. 114-0.185 0,000
1050
0,047
0,253 б

0,000

00″> SEM-анализ поглощения масла

В образцах с высоким поглощением как ранняя, так и поздняя древесина были в значительной степени заполнены маслом (рис. 6а) почти во всех частях исследованных образцов (3). Ячейки поздней древесины всегда были заполнены нефтью, но ячейки ранней древесины на некоторых небольших участках не были полностью заполнены.Не было никаких очевидных закономерностей в распределении масла, связанных с лучами или повреждением клеточных стенок, которые могли бы объяснить эти небольшие участки пустых клеток ранней древесины.

Рисунок 6.

Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающее (a) заполненные клетки поздней древесины и заполненные клетки ранней древесины в образце 1006, (b) заполненные клетки поздней древесины и частично заполненные клетки ранней древесины в образце 1050, (c) заполненные клетки поздней древесины и в основном незаполненные ячейки ранней древесины в образце 1050 и (г) граница между заполненными ячейками поздней древесины и незаполненными ячейками ранней древесины в образце 1050.

Рисунок 6.

Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающее (a) заполненные клетки поздней древесины и заполненные клетки ранней древесины в образце 1006, (b) заполненные клетки поздней древесины и частично заполненные клетки ранней древесины в образце 1050, (c) заполненные клетки поздней древесины и в основном незаполненные клетки ранней древесины в образце 1050, и (d) граница между заполненными ячейками поздней древесины и незаполненными ячейками ранней древесины в образце 1050.

у исследованных экземпляров, а у других вообще нет (3), а клетки поздней древесины всегда были заполнены в высокой степени.На некоторых участках масло, по-видимому, останавливалось после последней клетки поздней древесины в годовом кольце, т. е. между двумя кольцами (рис. 6г).

04″> Обсуждение

Исследование показало, что можно успешно обрабатывать целые образцы древесины европейской ели гидрофобным льняным маслом. Во-вторых, количество масла, поглощенного во время пропитки по обоим протоколам, рассчитанное в процентах от сухой массы древесины, колебалось от 30 до 50 % в заболони/зрелой древесине и от 10 до 20 % в сердцевине/ювенильной и сердцевинной/зрелой древесине. древесина.Ранняя и поздняя древесина в пределах зрелой заболони вели себя значительно по-разному в отношении поглощения масла во время пропитки в 78 % образцов при 5-процентном уровне вероятности. Поглощение масла в среднем выше в ранней древесине, чем в поздней. Не было обнаружено существенных различий в среднем поглощении между двумя протоколами, что, вероятно, означает, что свойства сырья влияют на результаты пропитки больше, чем фактические параметры процесса.

Распределение масла после обработки в разных вертикальных точках в образцах различалось между типами тканей.В образцах сердцевины существенных различий в распределении масла не обнаружено, тогда как в образцах заболони поглощение в середине образцов было значительно ниже, чем в концевых частях. Тем не менее, поглощение в середине образцов заболони было все же выше, чем в сердцевине. Нефть может использовать разные пути потока в разных типах тканей из-за анатомических различий (см. Hansmann и др. , 2002). Образцы заболони и сердцевины были взяты с разных деревьев и, вероятно, мало или совсем не повлияли на результаты.

Значения денситометрии, полученные в результате анализа извлеченной древесины с помощью Woodtrax, аналогичны, но несколько ниже значений, полученных в других исследованиях (Mäkinen et al. , 2002), поэтому маловероятно, что расчетное поглощение нефти пробами будет завышенным. Кроме того, другие исследования в целом пришли к выводу, что ранняя древесина должна проникать легче, чем поздняя (Keith and Chauret, 1988; Olsson и др. , 2001). Кроме того, Olesen (1977) сообщает, что при обработке консервантом на водной основе существует отрицательная корреляция между поглощением и базовой плотностью ели европейской.Тем не менее, эта закономерность не была обнаружена ни для одного из типов древесины в настоящем исследовании. Keith и Chauret (1988) сообщают о примерах исключительного тангенциального движения импрегната в полосах поздней древесины белой ели ( Picea glauca L.). Подобные движения, вероятно, имели место у некоторых особей в настоящем исследовании, как показано на рис. 6c и d. При нагнетании жидкости в пористую структуру древесины жидкость следует по пути наименьшего сопротивления. Это означает, что в некоторых образцах в этом исследовании было легче проникнуть в позднюю древесину по касательной, чем по радиальной.Исследования ели обыкновенной и сосны лучистой ( Pinus radiata L.) пришли к выводу, что ниже точки насыщения волокон трахеиды ранней древесины, как правило, имеют гораздо более высокие пропорции аспирированных ямок, чем трахеиды поздней древесины (Wardrop and Davies, 1961; Olesen, 1977). Это также может влиять на дисперсию масла в поздней древесине.

СЭМ-анализ образцов из образцов с высоким поглощением подтвердил тенденцию к высокому поглощению масла ранней древесиной с высоким содержанием влаги и высокой водонасыщенной пористостью.Образцы из этих образцов имели только небольшие участки незаполненных ячеек в ранней древесине, в то время как клетки поздней древесины всегда были заполнены. Не было обнаружено четкой корреляции между распределением масла в клетках ранней древесины и исследуемыми переменными, которые могли бы объяснить небольшие площади незаполненных ячеек ранней древесины. Исследованный образец из-за его более высокого поглощения в поздней древесине, чем в ранней древесине, и более низкого общего поглощения показал разные тенденции. Ячейки ранней древесины в этом образце в основном не были заполнены маслом, и четкой закономерности в распределении масла в ранней древесине не обнаружено, за исключением зоны полностью заполненных ячеек (ранняя и поздняя древесина) на внешней поверхности образца и вблизи нее.У всех экземпляров клетки поздней древесины всегда были заполнены в высокой степени. Масло, по-видимому, остановилось на границе между поздней и ранней древесиной, т. е. в конце годового кольца, по причинам, которые не были очевидны при анализе. Однако это согласуется с сообщениями о том, что паренхиматозная клетка, разделяющая лучевые трахеиды между годичными кольцами ели европейской, часто останавливает импрегнаты на водной основе (Baines and Saur, 1985).

Для импрегнантов на водной основе содержание влаги не влияет на поглощение древесиной ели европейской (Olesen, 1977).Однако наше исследование показало, что высокое содержание влаги перед пропиткой увеличивает поглощение масла. Согласно Gindl et al. (2003), высокая влажность клеточных стенок также способствует пропитке клеточных стенок хвойных пород меламиноформальдегидной смолой. С точки зрения количества поглощенного льняного масла в процентах от общего потенциального поглощения положительное влияние содержания влаги было особенно заметно в ранней древесине. Возможное объяснение такого повышенного поглощения состоит в том, что некоторые повреждения структуры древесины, вызванные процессом пропитки, могут возникать выше этого диапазона содержания влаги.Другая возможность заключается в том, что низкое содержание влаги может быть связано с относительно большим количеством воздуха, который может задерживаться в ячейках и блокировать путь потока масла (Olsson et al. , 2001). Для поздней древесины четких тенденций влияния влажности не обнаружено.

При исследовании образцов заболони была выявлена ​​четкая положительная корреляция между процентом заполненной водой пористости древесины и поглощением масла. Однако положительный эффект был более выражен в партиях, подвергнутых протоколу более высокого поглощения, чем в партиях, подвергнутых стандартному протоколу, и эффект был более отчетливым в ранней древесине, чем в поздней.Во всех расчетах по данным рентгеновской микроденситометрии предполагалось, что древесина полностью сухая, чего в действительности не было. Таким образом, значения поглощения масла по отношению к проценту заполненной водой пористости древесины были несколько занижены. Кроме того, в некоторых образцах поздняя древесина с низкой водонасыщенной пористостью проникала легче, чем образцы с немного более высокой водонасыщенной пористостью. Это высокое поглощение нефти может быть объяснено низкой водонасыщенной пористостью в сочетании с низкой степенью аспирации ямок в поздней древесине.Другой возможный фактор заключается в том, что части поздней древесины в некоторых образцах могут быть механически более слабыми, и, таким образом, давление в процессе пропитки может создавать новые пути потока. Признаки того, что пористость, заполненная водой, имела менее выраженный эффект в партиях, подвергнутых протоколу с низким поглощением, означает, что необходимы дальнейшие исследования влияния параметров процесса. Вода и нефть обычно не смешиваются (Stier, 2005). Однако результаты показывают, что в пористой области древесины может образовываться эмульсия масла в воде.Если это так, то масло лучше проникает в древесину как компонент эмульсии масло-в-воде, чем как чистое масло. Согласно предыдущему эксперименту (неопубликованному), вода легко смешивается с производным льняного масла, используемым в этом исследовании, вплоть до соотношения вода:масло 1:7 при 100°C. Явный положительный эффект водонасыщенной пористости и отсутствие четкой закономерности в диспергировании нефти, связанной с лучами или структурными повреждениями, подтверждают предложенную гипотезу. Также возможно, что соединения, извлеченные из древесины, могут действовать как эмульгаторы.Stier (2005) определяет эмульгаторы как поверхностно-активные соединения, которые способствуют образованию эмульсий воды и жирных или масляных соединений. Эмульгаторы могут иметь различную структуру (Anthemidis et al. , 2005; Stier, 2005), и если экстрагированные соединения древесины обладают способностью эффективно функционировать при низких концентрациях, вполне возможно, что они могут играть важную роль в образовании эмульсий. .

Явное влияние процентной доли заполненной водой пористости на поглощение масла как ранней, так и поздней древесиной зрелой заболони ели европейской является интересным наблюдением, которое может послужить основой для дальнейших исследований, направленных (1) на разработку системы классификации нефти процессы пропитки на основе; (2) облегчить производство разработанных продуктов с известными свойствами материала; (3) выяснить способы определения сырья, подходящего для процессов пропитки на масляной основе; и (4) разработать меры лесоводства, позволяющие производить сырье, подходящее для процессов пропитки на масляной основе.

Авторы выражают благодарность сотрудникам SLU Vindeln Experimental Forests в Виндельне за помощь в подготовке образцов, Kempe Foundation за финансовую поддержку, Linotech Industries за помощь в пропитке и г-ну Samuel Roturier за неоценимую помощь в подготовке образцов. и измерения на образцах сердцевины.

14″> Каталожные номера

Anonymous

1999

Minitab Statistical Software Release 13 для Windows.

Антемидис, А.Н., Арванитидис, В. и Стратис, Дж.А.

2005

Формирование эмульсии в режиме реального времени и многоэлементный анализ пищевых масел методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Анал. Чим. Acta

537

,

271

–278.

Бейли П.Дж. и Престон Р.Д.

1969

Некоторые аспекты проницаемости хвойной древесины.

Holzforschung

23

,

113

–120.

Baines, E.F. и Saur, J.M.

1985

Консервирующая обработка ели и другой огнеупорной древесины.

утра. Деревянный заповедник. доц.

81

,

136

–147.

Бэнкс, В.Б.

1970

Некоторые факторы, влияющие на водопроницаемость сосны обыкновенной и ели европейской.

Дж. Инст. Вуд науч.

5

,

10

–17.

Болтон, А.Дж.

1988

Пересмотр некоторых отклонений от закона Дарси в хвойной древесине.

Wood Sci. Технол.

22

,

311

–322.

Boutelje, J.

1983

Консервационная обработка ели – возможности и требования. Wood Technology Report No. 22. Svenska Träforskningsinstitutet STFI-meddelande, серия 807, стр. 1–53.

Bramhall, G.

1971

Справедливость закона Дарси при осевом проникновении в древесину.

Wood Sci. Технол.

7

,

319

–322.

Динвуди, Дж. М.

2000

Древесина: ее природа и поведение. 2-е изд. Э&ФН СПОН.

Eckeveld, A. van, Homan, WJ and Militz, H.

2001

Повышение водоотталкивающих свойств заболони сосны обыкновенной путем пропитки неразбавленным льняным маслом, древесным маслом, кокосовым маслом и талловым маслом.

Хольцфорш. Хольцверверт.

53

,

113

–115.

EN 350-2

1994

Долговечность древесины и изделий на ее основе – естественная долговечность массивной древесины – часть 2: руководство по естественной долговечности и пригодности к обработке отдельных ценных пород в Европе. Европейский стандарт 350-2. Европейский комитет по стандартизации, стр. 1–35.

EN 384

1995

Строительная древесина – определение характеристических значений механических свойств и плотности. Европейский стандарт 384. Европейский комитет по стандартизации, стр. 1–8.

Гиндл В., Заргар Ю. и Виммер Р.

2003

Пропитка клеточных стенок хвойных пород меламиноформальдегидной смолой.

Биоресурс. Технол.

87

,

325

–330.

Хэгглунд, Б. и Лундмарк, Дж.-Э.

1982

Handling and bonitering med Skogshögsskolans boniteringssystem. Скогсстирельсен.

Хансманн, К., Гиндл, В., Виммер, Р.и Тайшингер, А.

2002

Проницаемость древесины – обзор.

Вуд рез. Древарский Выск.

47

,

1

–16.

Humar, M., Bokan, M., Amartey, S.A., Sentjurc, M., Kalan, P. and Pohleven, F.

2004

Грибковая биоремедиация древесины, обработанной медью, хромом и бором, по данным электронного парамагнитного резонанса.

Междунар. Биодекор. биодеград.

53

,

25

–32.

Кейт, К.Т. и Chauret, G.

1988

Анатомические исследования пенетрации ОСА, связанные с обычным и микроразрезом.

Древесное волокно.

20

,

197

–208.

Lalman, J. and Bagley, D.

2004

Извлечение длинных жирных кислот из ферментационной среды.

Дж. Ам. Нефть хим. соц.

81

,

105

–110.

Liese, W. and Bauch, J.

1967

Об анатомических причинах невосприимчивости ели и пихты Дугласа.

Дж. Инст. Вуд науч.

1

,

3

–14.

Мякинен Х., Саранпаа П. и Линдер С.

2002

Изменение плотности древесины ели европейской в ​​зависимости от оптимизации питательных веществ и размеров волокон.

Кан. Дж. Для. Рез.

32

,

185

–194.

Мегнис М., Олссон Т., Варна Дж. и Линдберг Х.

2002

Механические характеристики сосны, пропитанной льняным маслом, в зависимости от уровня поглощения.

Wood Sci. Технол.

36

,

1

–18.

Nyrén, V. and Back, E.

1960

Характеристики паренхиматозных клеток и клеток трахеидальных лучей у Picea abies Karst.

Svensk papperstidning och svensk pappersförädlingstidskrift

63

,

501

–509.

Олесен, П.О.

1977

Устойчивость некоторых распространенных датских пиломатериалов к пропитке под давлением ( Picea abies, Picea sitchensis, Abies alba, Abies grandis ).

Holzforshung

31

,

179

–184.

Олссон, Т., Мегнис, М., Варна, Дж. и Линдберг, Х.

2001

Измерение поглощения льняного масла сосной с использованием метода рентгеновской микроденситометрии.

J. Wood Sci.

47

,

275

–281.

Шнайдер, М.Х.

1980

Гигроскопичность древесины, пропитанной льняным маслом.

Wood Sci. Технол.

14

,

107

–114.

Штир, РФ

2005

Предлагаются варианты эмульгаторов. Подготовка .

Пищевые продукты

174

,

45

–46, 49–50, 52.

Vinden, P.

1984

Влияние сырьевых переменных на консервирующую обработку древесины диффузионными процессами.

Дж. Инст. Вуд науч.

10

,

31

–41.

Уордроп, А.Б. и Дэвис, Г.В.

1961

Морфологические факторы, связанные с проникновением жидкостей в древесину.

Holzforschung

15

,

129

–141.

© Институт дипломированных лесников, 2006 г. Все права защищены. Чтобы получить разрешение, отправьте электронное письмо по адресу: [email protected]

.

Пропитка ели европейской (Picea abies L.Карст.) древесина по гидрофобному маслу и картины диспергирования в различных тканях | Лесное хозяйство: Международный журнал лесных исследований

57″> Введение

Для защиты древесины используются различные методы и консерванты. Экологически важной задачей на будущее является разработка заменителей для обработки древесины на основе меди/хрома (Megnis et al., 2002; Хумар и др. , 2004). Одной из возможностей является использование нетоксичных консервантов, таких как гидрофобные масла. Такие масла способны, при правильном применении, удерживать содержание влаги ниже критического уровня, необходимого для прорастания и роста дереворазрушающих грибов (Eckeveld et al. , 2001). Еще одним преимуществом является то, что они снижают способность древесины поглощать влагу, тем самым улучшая стабильность размеров. Показано, что водоотталкивающие свойства повышаются после пропитки сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) заболонь с льняным маслом (Schneider, 1980), кокосовым маслом и различными талловыми маслами (Eckeveld et al. , 2001).

Особая проблема с древесиной ели европейской ( Picea abies L. Karst.) заключается в том, что ее трудно экономически эффективно пропитать с использованием доступных в настоящее время коммерческих процессов (Wardrop and Davies, 1961; Bailey and Preston, 1969; Banks, 1970). ; Boutelje, 1983; Vinden, 1984; EN 350-2, 1994). В Европе древесина ели обыкновенной широко используется в строительстве. в качестве материала панелей дома, настила и столбов; поэтому метод, который успешно защищает его от деградации, будет иметь высокую экономическую ценность.Проницаемость древесины сильно зависит от ее влажности (Hansmann и др. , 2002), а также от основного направления волокон (Bramhall, 1971; Bolton, 1988) и различных физико-химических свойств (Wardrop and Davies). , 1961; Banks, 1970; Baines and Saur, 1985; Hansmann и др. , 2002). Очень большое снижение водопроницаемости ели происходит при сушке (Бэнкс, 1970), в основном за счет стойких структурных изменений, происходящих в древесине в процессе сушки, главным образом в результате аспирации окаймленных ямок (Винден, 1984).У ели европейской относительно пористая площадь лучевой клетки составляет, по оценкам, лишь 5 % от общей площади клеточной стенки, по сравнению с 50 % у сосны обыкновенной, неогнеупорного вида (Nyrén and Back, 1960). Кроме того, паренхиматозная клеточная стенка у ели европейской толще, чем у сосны обыкновенной (Liese, Bauch, 1967). Лучевые трахеиды у ели также часто прерываются клеткой паренхимы в месте соединения годового кольца, что может объяснить, почему проникновение часто резко останавливается на определенном годовом кольце (Baines and Saur, 1985).

Льняное масло является гидрофобным и экологически безопасным продуктом, который часто используется в красках, лаках и морилках для защиты поверхностей. Это органическое масло, полученное прессованием или экстракцией семян льна (льняных семян), но оно не использовалось в качестве консерванта для древесины в традиционных методах пропитки. Однако недавно он был успешно испытан на сосне обыкновенной в новом коммерческом процессе пропитки: процессе Linotech (Olsson и др. , 2001; Megnis и др. , 2002).Этот процесс может обеспечить экономически выгодную консервирующую обработку ели европейской.

Целью данного исследования было количественное определение количества гидрофобного производного льняного масла, поглощаемого как на макроскопическом, так и на микроскопическом уровнях при использовании в процессе Linotech для пропитки древесины европейской ели. Поскольку анатомически и химически различные ткани древесины, вероятно, по-разному реагируют на процесс пропитки (см. обсуждение выше), мы также сравнили модели поглощения в (1) сердцевине и заболони; 2 – зрелая древесина и ювенильная древесина; и (3) ранняя древесина и поздняя древесина.Кроме того, изучали диспергирование льняного масла в годичных кольцах и клетках трахеид.

63″> План эксперимента и подготовка образцов

Всего отобрано 15 деревьев ели европейской из трех насаждений в смешанном хвойном лесу на севере Швеции (64°10′ с.ш., 19°46′ в.д., 160–320 м над ур. м.). Критерии выборки заключались в том, что выбранные деревья должны быть явно доминирующими и не иметь видимых дефектов и болезней.Общий возраст деревьев, общая высота и диаметр на высоте груди составили 131–189 лет, 21,4–30,2 м и 261–502 мм соответственно. Качество участка по Hägglund and Lundmark (1982) составляло 4,5–5,5 м 3 га −1 год −1 . Образцы ядровой древесины были взяты с пяти деревьев и образцы заболони с 10 деревьев (рис. 1). Были отобраны три типа образцов древесины, соответствующие трем типам тканей: сердцевина/зрелая древесина, сердцевина/молодая древесина и заболонь/зрелая древесина. Размеры каждого образца составляли 500 × 25 × 25 мм (продольные × радиальные × тангенциальные).Образцы были доставлены в свежем невысушенном состоянии на очистное сооружение в Linotech Industries, где они, как правило, обрабатывались в соответствии со стандартным протоколом, предназначенным для стимулирования поглощения масла с низкой скоростью. Тем не менее, протокол с более высоким поглощением, с более высоким давлением и более длительным временем обработки, также был протестирован для оценки влияния изменения этих параметров процесса на модели поглощения нефти. Производное льняного масла Linogard использовалось в качестве пропитки для уменьшения поглощения влаги и переноса кислорода в древесине.Время обработки составляло 2–3 ч, применялись давления и температуры 0,8–1,4 МПа и 60–140°С. Заявка на патент на применение процесса Linotech для ели европейской была подана, но еще не выдана, поэтому в этой статье процесс пропитки не описывается (см. Olsson et al. , 2001).

Рисунок 1.

Рисунок 1.

Девять образцов сердцевины/зрелой древесины и девять образцов сердцевины/молодой древесины были отобраны для формирования трех повторных партий (1, 2 и 3), каждая из которых включала три оба вида выборки.Также были изготовлены четыре повтора 10 образцов заболони, один из которых был добавлен к партии 2, а другой — к партии 3 (рис. 1). Партии 1, 2 и 3 были пропитаны с использованием протокола низкого поглощения. Протокол более высокого поглощения применялся только к образцам заболони (две партии, обозначенные 4 и 5, каждая из которых включала 10 образцов (см. рис. 1). Всего было использовано шесть образцов сердцевины и 20 образцов заболони, которые не были пропитаны ни одним из протоколов). в качестве контроля

69″> Макроскопический анализ

Из каждого образца пропитанной древесины вырезали по три вертикальных среза толщиной 2 мм: один из нижней части, один из верхней части (30 мм от соответствующих концов) и один из средней части (рис. 2).Одну половину среднего среза использовали для анализа веса, а другую половину — для микрорентгеноденситометрического анализа.

Рисунок 2.

Рисунок 2.

Весовые измерения были проведены для сбора информации об изменении масляной пропитки образцов в вертикальном и горизонтальном направлениях. Для этой цели использовались (как описано ранее) три полусреза: один с нижнего конца, один со среднего конца и один с верхнего конца.Каждый из этих полусрезов был дополнительно разрезан на три части, перпендикулярные предыдущему разрезу, каждая из которых представляла собой треть горизонтального профиля соответствующего образца (рис. 2), и их объемы измерялись методом вытеснения воды. После сушки при 60°С их взвешивали для определения их сухой массы с льняным маслом (EN 384, 1995). Затем масло экстрагировали из древесины с помощью МТБЭ в двухэтапном процессе; сначала в течение 24 часов, затем в течение 48 часов, заканчивая в обоих случаях 15-минутным пребыванием в ультразвуковой ванне (Lalman and Bagley, 2004).Затем их снова высушивали (как обсуждалось ранее), повторно взвешивали, и считали, что разница в весе до и после экстракции равна весу льняного масла, поглощенного в процессе пропитки (EN 384, 1985), что затем выражали в процентах от сухой массы древесины.

76″> Расчет водонасыщенной пористости

Водонаполненную пористость образцов, исследованных макроскопическим и микроскопическим анализами, рассчитывали следующим образом. Во-первых, пористость ( P ) была определена из средних значений плотности, полученных в результате макроскопического или микроскопического анализа, в сочетании со средним значением плотности клеточных стенок, данным Dinwoodie (2000), равным 1500 кг м -3 .

Процент заполненной водой пористости в образце затем рассчитывали как: доступный объем воды в 1 м 3 древесины/пористость ( P ) в 1 м 3 древесины.

Доступный объем воды в кубических метрах был рассчитан как: (среднее значение плотности × начальное содержание влаги) × (1 – 0,3), где 0,3 принимается за точку насыщения волокна (30-процентное содержание влаги).

Средняя пористость в 1 м 3 древесины, использованной в микроскопическом анализе, была затем рассчитана путем суммирования P для ранней древесины × x e + P для поздней древесины × 5 x 0 где x e и x l — соответствующие доли ширины годичных колец, полученные из анализа Woodtrax.

Значения нефтепоглощения и водонасыщенной пористости, основанные на макроскопических расчетах, представлены только для партии 4 (обработанной с использованием протокола высокого поглощения), поскольку они показывают наиболее четкое взаимодействие между двумя факторами. Результаты микроскопических расчетов основаны на данных, полученных для образцов, пропитанных партиями 2, 3, 4 и 5.

84″> Результаты

2 2 9472.47 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019 Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753 Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146 Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693 Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657 ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030 Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627 Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140 Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578 Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235 Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000 Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000 Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000 Ошибка 125 809.77 60184 6.48 Всего








9472.47


Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 60184 6.48
Всего





Таблица 1 :

Эффекты типа ткани, партия и местоположение в образце (по вертикали и по горизонтали) при увеличении веса за счет поглощения масла в соответствии с ANOVA

9472.47



Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 6.48
Всего





9472.47 9015 9

Источник
.

дф
.

Прил.СС
.

Адж МС
.

Ф
.

П
.
Тип ткани 2 2 9472.47 4736.24 51.16 51.16 0.019
Пакет 1 12.80 12,80 0,12 0,753
Вертикальное расположение в образце 2 223,81 111,90 5,86 0,146
Горизонтальное расположение в образце 2 18,30 9,15 0.44 0.693
Тип ткани × Пакет 2 185.16 92.58 0,43 0.тип 657
ткани × вертикальное расположение в образце 4 510,86 127,71 30,99 0,030
Тип ткани × горизонтальное расположение в образце 4 99,93 24,98 0,71 0.627
Пакет × Вертикальное место в образце 2 38.19 19.19 19.10 19.10 19.10 0.140
Пакет × Горизонтальное место в образце 2 41.30 20,65 0,63 0,578
Вертикальное расположение в образце × горизонтальном местоположении в образце 4 36,95 9,24 1,69 0,235
Реплицировать (ткани типа партии) 25 6636.68 6636.68 6636.68 265.47 3 3,73 0,000 0,000
Вертикальное расположение в образце × Репликация (пакетная партия ткани) 50 2698.78 53,98 8,33 0,000
Горизонтальное расположение в образце × повторности (тип ткани партии) 50 1186,15 23,72 3,66 0,000
Ошибка 125 809.77 60184 6.48
Всего





Таблица 2 : 

Влияние вертикального расположения в образцах и типа ткани на увеличение веса из-за процентного содержания масла (%)


Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




+

Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




Таблица 2 : 

Влияние вертикального расположения образцов и типа ткани на увеличение веса из-за процентного содержания масла (%)


Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




+

Тип ткани
.
. . . . . . . . . . .
Сравнение внутри партий 2 и 3
Сердцевина заболонь
недоразвитой древесины Зрелые древесины Зрелые древесины
h2 H3 H3 H4 Среднее H2 H2 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 Среднее
8.9 10,0 8,6 9,2 7,3 10,7 8,7 8,7 26,9 19,1 б 29,1 25,1 Б
Сравнение внутри партий 1, 2 и 3
Сердцевина
недоразвитой древесины Зрелые древесины
h2 ч3 9018 4 H4 H4 Среднее H2 H3 H4 H4 Среднее изображение
8.4 К
9,7
7,8
8,7
7.4
8,4
8,7
8,1




Существовали нет существенные различия в увеличении веса между разными партиями или тремя разными горизонтальными положениями в образцах (таблица 1).

Наблюдалась четкая положительная корреляция между содержанием влаги перед пропиткой и поглощением масла образцами заболони (рис. 3).Однако четких взаимосвязей между факторами плотностью и пористостью и поглощением льняного масла в опытах не выявлено (данные не представлены).

Рисунок 3.

Влияние содержания влаги перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони.

Рисунок 3.

Влияние содержания влаги перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони.

1 002 0,097 0,047 б 0.045-0.055 0,000 1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066 1005 0,068 а 0,036 б 0,0183 028-0.035 0,000 1006 0,217 0,204 0.0-0.027 0,056 1008 0,037 0,022 б 0.01-0.021 0.000 1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000 1017 0.124 0,267 б -0.162-0.124 0,000 1027 0,359 0,209 б 0.114-0.185 0,000 1050
0.047 A 2 0.253 B

-0.232-0.18
0.000
0,047 0,047 -0.01-0.024 0,066 б б б -0.162-0.124 0.0.09

Образец номер
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
1002
0,097 0,045-0,055 0.000
1004 0,068 A 0056
1005 0,068 0,036 0.028-0.035 0,000
1006 0,217 0.204 A 0.0-0.027 0.056 0.056
1008 0.037 A 0,022 B 0,0185 0,0184 0.000
1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000
1017 0,124 0,267 0.000
1027 0.359 0.114-0.185 0,000 0,000
1050
0.047 A
0.253 B

-0.232-0.18

0.000
Таблица 3 :

Парея T Проверка поглощения нефти (мг мм -3 ) Ранняя и поздняя древесина в пределах годичных колец по данным рентгеновской микроденситометрии

б б A 0,039 B б б

Номер пробы
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
одна тысяче два 0,097 0,047 0.045-0.055 0,000
1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066
1005 0.068 0,036 0.028-0.035 0,000
1006 0,217 0,204 0.0-0.027 0,056
1008 0.037 A 0.022 0,0184 0.000 0.000
1012 0. 011-0.021 0,000
1017 0,124 0,267 -0.162-0.124 0,000
1027 0,359 0,209 0.114-0.185 0.000 0.000
1050
0,047 A

2
0.253 B
-0.232-0.18
0.000
 
б 5 0.204 9004 A б б A 0.209 B -0.232-0.18

Номер образца
.

Среднее поглощение ранней древесины
.

Среднее поглощение поздней древесины
.

95% ДИ для разницы средних
.

P -значение
.
1002 0,097 а 0,047 б 0. 045-0.055 0,000
1004 0,068 0,056 -0.01-0.024 0,066
1005 0,068 0,036 0.028-0.035 0.000
1006 0.217 0,0-0184 0.056
1008 0.037 0,022 0.01-0.021 0,000
1012 0,055 0,039 0.011-0.021 0,000
1017 0.124 A 0.267 B -0.162-0.124 0,000
1027 0. 114-0.185 0,000
1050
0,047
0,253 б

0,000

00″> SEM-анализ поглощения масла

В образцах с высоким поглощением как ранняя, так и поздняя древесина были в значительной степени заполнены маслом (рис. 6а) почти во всех частях исследованных образцов (3). Ячейки поздней древесины всегда были заполнены нефтью, но ячейки ранней древесины на некоторых небольших участках не были полностью заполнены.Не было никаких очевидных закономерностей в распределении масла, связанных с лучами или повреждением клеточных стенок, которые могли бы объяснить эти небольшие участки пустых клеток ранней древесины.

Рисунок 6.

Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающее (a) заполненные клетки поздней древесины и заполненные клетки ранней древесины в образце 1006, (b) заполненные клетки поздней древесины и частично заполненные клетки ранней древесины в образце 1050, (c) заполненные клетки поздней древесины и в основном незаполненные ячейки ранней древесины в образце 1050 и (г) граница между заполненными ячейками поздней древесины и незаполненными ячейками ранней древесины в образце 1050.

Рисунок 6.

Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающее (a) заполненные клетки поздней древесины и заполненные клетки ранней древесины в образце 1006, (b) заполненные клетки поздней древесины и частично заполненные клетки ранней древесины в образце 1050, (c) заполненные клетки поздней древесины и в основном незаполненные клетки ранней древесины в образце 1050, и (d) граница между заполненными ячейками поздней древесины и незаполненными ячейками ранней древесины в образце 1050.

у исследованных экземпляров, а у других вообще нет (3), а клетки поздней древесины всегда были заполнены в высокой степени.На некоторых участках масло, по-видимому, останавливалось после последней клетки поздней древесины в годовом кольце, т. е. между двумя кольцами (рис. 6г).

04″> Обсуждение

Исследование показало, что можно успешно обрабатывать целые образцы древесины европейской ели гидрофобным льняным маслом. Во-вторых, количество масла, поглощенного во время пропитки по обоим протоколам, рассчитанное в процентах от сухой массы древесины, колебалось от 30 до 50 % в заболони/зрелой древесине и от 10 до 20 % в сердцевине/ювенильной и сердцевинной/зрелой древесине. древесина.Ранняя и поздняя древесина в пределах зрелой заболони вели себя значительно по-разному в отношении поглощения масла во время пропитки в 78 % образцов при 5-процентном уровне вероятности. Поглощение масла в среднем выше в ранней древесине, чем в поздней. Не было обнаружено существенных различий в среднем поглощении между двумя протоколами, что, вероятно, означает, что свойства сырья влияют на результаты пропитки больше, чем фактические параметры процесса.

Распределение масла после обработки в разных вертикальных точках в образцах различалось между типами тканей.В образцах сердцевины существенных различий в распределении масла не обнаружено, тогда как в образцах заболони поглощение в середине образцов было значительно ниже, чем в концевых частях. Тем не менее, поглощение в середине образцов заболони было все же выше, чем в сердцевине. Нефть может использовать разные пути потока в разных типах тканей из-за анатомических различий (см. Hansmann и др. , 2002). Образцы заболони и сердцевины были взяты с разных деревьев и, вероятно, мало или совсем не повлияли на результаты.

Значения денситометрии, полученные в результате анализа извлеченной древесины с помощью Woodtrax, аналогичны, но несколько ниже значений, полученных в других исследованиях (Mäkinen et al. , 2002), поэтому маловероятно, что расчетное поглощение нефти пробами будет завышенным. Кроме того, другие исследования в целом пришли к выводу, что ранняя древесина должна проникать легче, чем поздняя (Keith and Chauret, 1988; Olsson и др. , 2001). Кроме того, Olesen (1977) сообщает, что при обработке консервантом на водной основе существует отрицательная корреляция между поглощением и базовой плотностью ели европейской.Тем не менее, эта закономерность не была обнаружена ни для одного из типов древесины в настоящем исследовании. Keith и Chauret (1988) сообщают о примерах исключительного тангенциального движения импрегната в полосах поздней древесины белой ели ( Picea glauca L.). Подобные движения, вероятно, имели место у некоторых особей в настоящем исследовании, как показано на рис. 6c и d. При нагнетании жидкости в пористую структуру древесины жидкость следует по пути наименьшего сопротивления. Это означает, что в некоторых образцах в этом исследовании было легче проникнуть в позднюю древесину по касательной, чем по радиальной.Исследования ели обыкновенной и сосны лучистой ( Pinus radiata L.) пришли к выводу, что ниже точки насыщения волокон трахеиды ранней древесины, как правило, имеют гораздо более высокие пропорции аспирированных ямок, чем трахеиды поздней древесины (Wardrop and Davies, 1961; Olesen, 1977). Это также может влиять на дисперсию масла в поздней древесине.

СЭМ-анализ образцов из образцов с высоким поглощением подтвердил тенденцию к высокому поглощению масла ранней древесиной с высоким содержанием влаги и высокой водонасыщенной пористостью.Образцы из этих образцов имели только небольшие участки незаполненных ячеек в ранней древесине, в то время как клетки поздней древесины всегда были заполнены. Не было обнаружено четкой корреляции между распределением масла в клетках ранней древесины и исследуемыми переменными, которые могли бы объяснить небольшие площади незаполненных ячеек ранней древесины. Исследованный образец из-за его более высокого поглощения в поздней древесине, чем в ранней древесине, и более низкого общего поглощения показал разные тенденции. Ячейки ранней древесины в этом образце в основном не были заполнены маслом, и четкой закономерности в распределении масла в ранней древесине не обнаружено, за исключением зоны полностью заполненных ячеек (ранняя и поздняя древесина) на внешней поверхности образца и вблизи нее.У всех экземпляров клетки поздней древесины всегда были заполнены в высокой степени. Масло, по-видимому, остановилось на границе между поздней и ранней древесиной, т. е. в конце годового кольца, по причинам, которые не были очевидны при анализе. Однако это согласуется с сообщениями о том, что паренхиматозная клетка, разделяющая лучевые трахеиды между годичными кольцами ели европейской, часто останавливает импрегнаты на водной основе (Baines and Saur, 1985).

Для импрегнантов на водной основе содержание влаги не влияет на поглощение древесиной ели европейской (Olesen, 1977).Однако наше исследование показало, что высокое содержание влаги перед пропиткой увеличивает поглощение масла. Согласно Gindl et al. (2003), высокая влажность клеточных стенок также способствует пропитке клеточных стенок хвойных пород меламиноформальдегидной смолой. С точки зрения количества поглощенного льняного масла в процентах от общего потенциального поглощения положительное влияние содержания влаги было особенно заметно в ранней древесине. Возможное объяснение такого повышенного поглощения состоит в том, что некоторые повреждения структуры древесины, вызванные процессом пропитки, могут возникать выше этого диапазона содержания влаги.Другая возможность заключается в том, что низкое содержание влаги может быть связано с относительно большим количеством воздуха, который может задерживаться в ячейках и блокировать путь потока масла (Olsson et al. , 2001). Для поздней древесины четких тенденций влияния влажности не обнаружено.

При исследовании образцов заболони была выявлена ​​четкая положительная корреляция между процентом заполненной водой пористости древесины и поглощением масла. Однако положительный эффект был более выражен в партиях, подвергнутых протоколу более высокого поглощения, чем в партиях, подвергнутых стандартному протоколу, и эффект был более отчетливым в ранней древесине, чем в поздней.Во всех расчетах по данным рентгеновской микроденситометрии предполагалось, что древесина полностью сухая, чего в действительности не было. Таким образом, значения поглощения масла по отношению к проценту заполненной водой пористости древесины были несколько занижены. Кроме того, в некоторых образцах поздняя древесина с низкой водонасыщенной пористостью проникала легче, чем в образцах с немного более высокой водонасыщенной пористостью. Это высокое поглощение нефти может быть объяснено низкой водонасыщенной пористостью в сочетании с низкой степенью аспирации ямок в поздней древесине.Другой возможный фактор заключается в том, что части поздней древесины в некоторых образцах могут быть механически более слабыми, и, таким образом, давление в процессе пропитки может создавать новые пути потока. Признаки того, что пористость, заполненная водой, имела менее выраженный эффект в партиях, подвергнутых протоколу с низким поглощением, означает, что необходимы дальнейшие исследования влияния параметров процесса. Вода и нефть обычно не смешиваются (Stier, 2005). Однако результаты показывают, что в пористой области древесины может образовываться эмульсия масла в воде.Если это так, то масло лучше проникает в древесину как компонент эмульсии масло-в-воде, чем как чистое масло. Согласно предыдущему эксперименту (неопубликованному), вода легко смешивается с производным льняного масла, используемым в этом исследовании, вплоть до соотношения вода:масло 1:7 при 100°C. Явный положительный эффект водонасыщенной пористости и отсутствие четкой закономерности в диспергировании нефти, связанной с лучами или структурными повреждениями, подтверждают предложенную гипотезу. Также возможно, что соединения, извлеченные из древесины, могут действовать как эмульгаторы.Stier (2005) определяет эмульгаторы как поверхностно-активные соединения, которые способствуют образованию эмульсий воды и жирных или масляных соединений. Эмульгаторы могут иметь различную структуру (Anthemidis et al. , 2005; Stier, 2005), и если экстрагированные соединения древесины обладают способностью эффективно функционировать при низких концентрациях, вполне возможно, что они могут играть важную роль в образовании эмульсий. .

Явное влияние процентной доли заполненной водой пористости на поглощение масла как ранней, так и поздней древесиной зрелой заболони ели европейской является интересным наблюдением, которое может послужить основой для дальнейших исследований, направленных (1) на разработку системы классификации нефти процессы пропитки на основе; (2) облегчить производство разработанных продуктов с известными свойствами материала; (3) выяснить способы определения сырья, подходящего для процессов пропитки на масляной основе; и (4) разработать меры лесоводства, позволяющие производить сырье, подходящее для процессов пропитки на масляной основе.

Авторы выражают благодарность сотрудникам SLU Vindeln Experimental Forests в Виндельне за помощь в подготовке образцов, Kempe Foundation за финансовую поддержку, Linotech Industries за помощь в пропитке и г-ну Samuel Roturier за неоценимую помощь в подготовке образцов. и измерения на образцах сердцевины.

14″> Каталожные номера

Anonymous

1999

Minitab Statistical Software Release 13 для Windows.

Антемидис, А.Н., Арванитидис, В. и Стратис, Дж.А.

2005

Формирование эмульсии в режиме реального времени и многоэлементный анализ пищевых масел методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Анал. Чим. Acta

537

,

271

–278.

Бейли П.Дж. и Престон Р.Д.

1969

Некоторые аспекты проницаемости хвойной древесины.

Holzforschung

23

,

113

–120.

Baines, E.F. и Saur, J.M.

1985

Консервирующая обработка ели и другой огнеупорной древесины.

утра. Деревянный заповедник. доц.

81

,

136

–147.

Бэнкс, В.Б.

1970

Некоторые факторы, влияющие на водопроницаемость сосны обыкновенной и ели европейской.

Дж. Инст. Вуд науч.

5

,

10

–17.

Болтон, А.Дж.

1988

Пересмотр некоторых отклонений от закона Дарси в хвойной древесине.

Wood Sci. Технол.

22

,

311

–322.

Boutelje, J.

1983

Консервационная обработка ели – возможности и требования. Wood Technology Report No. 22. Svenska Träforskningsinstitutet STFI-meddelande, серия 807, стр. 1–53.

Bramhall, G.

1971

Справедливость закона Дарси при осевом проникновении в древесину.

Wood Sci. Технол.

7

,

319

–322.

Динвуди, Дж. М.

2000

Древесина: ее природа и поведение. 2-е изд. Э&ФН СПОН.

Eckeveld, A. van, Homan, WJ and Militz, H.

2001

Повышение водоотталкивающих свойств заболони сосны обыкновенной путем пропитки неразбавленным льняным маслом, древесным маслом, кокосовым маслом и талловым маслом.

Хольцфорш. Хольцверверт.

53

,

113

–115.

EN 350-2

1994

Долговечность древесины и изделий на ее основе – естественная долговечность массивной древесины – часть 2: руководство по естественной долговечности и пригодности к обработке отдельных ценных пород в Европе. Европейский стандарт 350-2. Европейский комитет по стандартизации, стр. 1–35.

EN 384

1995

Строительная древесина – определение характеристических значений механических свойств и плотности. Европейский стандарт 384. Европейский комитет по стандартизации, стр. 1–8.

Гиндл В., Заргар Ю. и Виммер Р.

2003

Пропитка клеточных стенок хвойных пород меламиноформальдегидной смолой.

Биоресурс. Технол.

87

,

325

–330.

Хэгглунд, Б. и Лундмарк, Дж.-Э.

1982

Handling and bonitering med Skogshögsskolans boniteringssystem. Скогсстирельсен.

Хансманн, К., Гиндл, В., Виммер, Р.и Тайшингер, А.

2002

Проницаемость древесины – обзор.

Вуд рез. Древарский Выск.

47

,

1

–16.

Humar, M., Bokan, M., Amartey, S.A., Sentjurc, M., Kalan, P. and Pohleven, F.

2004

Грибковая биоремедиация древесины, обработанной медью, хромом и бором, по данным электронного парамагнитного резонанса.

Междунар. Биодекор. биодеград.

53

,

25

–32.

Кейт, К.Т. и Chauret, G.

1988

Анатомические исследования пенетрации ОСА, связанные с обычным и микроразрезом.

Древесное волокно.

20

,

197

–208.

Lalman, J. and Bagley, D.

2004

Извлечение длинных жирных кислот из ферментационной среды.

Дж. Ам. Нефть хим. соц.

81

,

105

–110.

Liese, W. and Bauch, J.

1967

Об анатомических причинах невосприимчивости ели и пихты Дугласа.

Дж. Инст. Вуд науч.

1

,

3

–14.

Мякинен Х., Саранпаа П. и Линдер С.

2002

Изменение плотности древесины ели европейской в ​​зависимости от оптимизации питательных веществ и размеров волокон.

Кан. Дж. Для. Рез.

32

,

185

–194.

Мегнис М., Олссон Т., Варна Дж. и Линдберг Х.

2002

Механические характеристики сосны, пропитанной льняным маслом, в зависимости от уровня поглощения.

Wood Sci. Технол.

36

,

1

–18.

Nyrén, V. and Back, E.

1960

Характеристики паренхиматозных клеток и клеток трахеидальных лучей у Picea abies Karst.

Svensk papperstidning och svensk pappersförädlingstidskrift

63

,

501

–509.

Олесен, П.О.

1977

Устойчивость некоторых распространенных датских пиломатериалов к пропитке под давлением ( Picea abies, Picea sitchensis, Abies alba, Abies grandis ).

Holzforshung

31

,

179

–184.

Олссон, Т., Мегнис, М., Варна, Дж. и Линдберг, Х.

2001

Измерение поглощения льняного масла сосной с использованием метода рентгеновской микроденситометрии.

J. Wood Sci.

47

,

275

–281.

Шнайдер, М.Х.

1980

Гигроскопичность древесины, пропитанной льняным маслом.

Wood Sci. Технол.

14

,

107

–114.

Штир, РФ

2005

Предлагаются варианты эмульгаторов. Подготовка .

Пищевые продукты

174

,

45

–46, 49–50, 52.

Vinden, P.

1984

Влияние сырьевых переменных на консервирующую обработку древесины диффузионными процессами.

Дж. Инст. Вуд науч.

10

,

31

–41.

Уордроп, А.Б. и Дэвис, Г.В.

1961

Морфологические факторы, связанные с проникновением жидкостей в древесину.

Holzforschung

15

,

129

–141.

© Институт дипломированных лесников, 2006 г. Все права защищены. Чтобы получить разрешение, отправьте электронное письмо по адресу: [email protected]

.

Влияние пропитки конопляным маслом и термической модификации на свойства древесины европейского бука

  • Адхикари С., Озарска Б. (2018) Минимизация воздействия изделий из древесины на окружающую среду посредством производственного процесса «От лесопилки до конечной продукции.” Environ Syst Res 7:6. https://doi.org/10.1186/s40068-018-0109-x

    Статья Google ученый

  • Allegretti O, Brunetti M, Cuccui I, Ferrari S, Nocetti M, Terziev N (2012) Термовакуумная модификация древесины ели ( Picea abies Karst.) и пихты ( Abies alba Mill.). Биоресурсы 7:3656–3669

    CAS Google ученый

  • Anwar F, Latif S, Ashraf M (2006) Аналитическая характеристика масла семян конопли ( Cannabis sativa ) из различных агроэкологических зон Пакистана.J Am Oil Chem Soc 83: 323–329. https://doi.org/10.1007/s11746-006-1207-x

    CAS Статья Google ученый

  • Ayata U, Akcay C, Esteves B (2017) Определение устойчивости к гниению грибков Pleurotus ostreatus и Coniophora puteana термообработанных пород древесины сосны обыкновенной, дуба и бука. Мадерас: Ciencia y Tecnologia 19: 309–316. https://doi.org/10.4067/S0718-221X2017005000026

    CAS Статья Google ученый

  • Bal BC (2015) Физические свойства древесины бука, термически модифицированной в горячем масле и на горячем воздухе при различных температурах.Мадерас: Ciencia y Tecnología 17:789–798

    CAS Google ученый

  • Балдриан П. (2008) Ферменты сапротрофных базидиомицетов. В: Бодди Л., Франкленд Дж. К., Ван Уэст П. (ред.) Экология сапротрофных базидиомицетов , 1-е изд. Academic Press, Лондон, стр. 19–42

    Google ученый

  • Бари Э., Назарнежад Н., Каземи С.М., Ганбари М.АТ., Мохебби Б., Шмидт О., Клаузен К.А. (2015) Сравнение способности к разложению грибов белой гнили Pleurotus ostreatus и Trametes versicolor в древесине бука 10423.Int Biodeterior Biodegradation 104: 231–237. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2015.03.033

    CAS Статья Google ученый

  • Базяр Б. (2012) Устойчивость к гниению и физические свойства термообработанной древесины осины. Биоресурсы 7:696–705

    CAS Google ученый

  • Бизикс В., Андерсонс Б., Сансонетти Э., Андерсон И., Милиц Х., Грининьш Дж. (2014) Одноэтапная термогидрообработка (ТГТ) древесины лиственных пород: анализ стабильности формы после пяти циклов замачивания-сушки.Хольцфоршунг 69: 563–571. https://doi.org/10.1515/hf-2014-0083

    CAS Статья Google ученый

  • Brischke C, Meyer-Veltrup L (2016) Характеристики термомодифицированной древесины в течение 14 лет на открытом воздухе. Int Wood Prod J 7: 89–95. https://doi.org/10.1080/20426445.2016.1160591

    Статья Google ученый

  • BS 373 (1957) Методы испытаний небольших чистых образцов древесины.Британский институт стандартов, Лондон

    Google ученый

  • Candelier K, Dumarçay S, Petrissans A, Gérardin P, Petrissans M (2013a) Сравнение механических свойств термообработанной древесины бука, отвержденной в азоте или вакууме. Полим Деград Стаб 98: 1762–1765. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2013.05.026

    CAS Статья Google ученый

  • Candelier K, Treu A, Dibdiakova J, Larnoy E, Dumarçay S, Pétrissans A, Gérardin P, Pétrissans M (2013b) Использование TG-DSC для изучения термостабильности бука и пихты.Документ № IRG/WP 13-40628. Международная исследовательская группа по консервации древесины, Швеция

  • Кандельер К., Тевенон Ф.М., Петриссанс А., Думарке С., Жерардин П., Петриссанс М. (2016) Контроль термической обработки древесины и ее влияние на устойчивость к гниению: обзор. Энн для науки 73: 571–583. https://doi.org/10.1007/s13595-016-0541-x

    Статья Google ученый

  • Чермак П., Вахтикари К., Рауткари Л., Лайне К., Хорачек П., Баар Дж. (2016) Влияние циклов увлажнения на поведение термически модифицированной сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) древесина. J Mater Sci 51: 1504–1511. https://doi.org/10.1007/s10853-015-9471-5

    CAS Статья Google ученый

  • Choudhury AKR (2014) Принципы измерения цвета и внешнего вида: внешний вид объекта, цветовосприятие и инструментальное измерение. Издательство Вудхед, Кембридж

    Google ученый

  • Deferne JL, Pate DW (1996) Масло семян конопли: источник ценных незаменимых жирных кислот.J Int Hemp Assoc 3:4–7

    Google ученый

  • Дикс, Нью-Джерси, Вебстер Дж. (1995) Экология грибов. Чепмен и Холл, Лондон

    Google ученый

  • Dorado J, van Beek TA, Claassen F, Sierra-Alvarez R (2001) Разложение липофильных экстрактивных компонентов древесины в Pinus sylvestris грибами белой гнили Bjerkandera sp. и Trametes versicolor .Wood Sci Technol 35:117–125

    CAS Google ученый

  • Fang C, Cloutier A, Blanchet P, Koubaa A (2012) Уплотнение шпона в сочетании с термообработкой маслом. Часть II: гигроскопичность и механические свойства. Биоресурсы 7:925–935

    CAS Google ученый

  • Ferrari S, Cuccui I, Allegretti O (2013) Термовакуумная модификация некоторых европейских пород мягкой и твердой древесины, обработанных в различных условиях.Биоресурсы 8:1100–1109. https://doi.org/10.15376/biores.8.1.1100-1109

    Статья Google ученый

  • Gao F, Birch J (2016) Окислительная стабильность, термическое разложение и прогнозирование начала окисления масел семян моркови, льна, конопли и канолы в зависимости от состава масла и позиционного распределения жирных кислот. Eur J Lipid Sci Technol 118:1042–1052. https://doi.org/10.1002/ejlt.201500208

    CAS Статья Google ученый

  • Hakkou M, Pétrissans M, Zoulalian A, Gérardin P (2005) Исследование изменений смачиваемости древесины при термообработке на основе химического анализа.Polym Degrad Stab 89: 1–5. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2004.10.017

    CAS Статья Google ученый

  • Хассанин И., Белгарза М., Лузи И., Эль-Аззузи Э.Х., Лакрари К., Хлими Ф., Эль-Белгити М.А. (2014) Кинематическая вязкость льняного масла, миндального масла и дизельного топлива. Adv Environ Biol 8:147–151

    Google ученый

  • Hill CAS (2006) Модификация древесины: химические, термические и другие процессы.Уайли, Чичестер

    Google ученый

  • Hill CAS (2011) Модификация Wood: обновление. Биоресурсы 6:918–919

    CAS Google ученый

  • Homan WJ, Jorissen AJM (2004) Разработки модификации древесины. Цапля 49: 361–386

    Google ученый

  • Humar M, Lesar B (2013) Эффективность древесины, обработанной льняным и тунговым маслом, против дереворазрушающих грибков и водопоглощения.Int Biodeterior Biodegradation 85: 223–227. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2013.07.011

    CAS Статья Google ученый

  • Хумар М., Кржичник Д., Лесар Б., Талер Н., Уговшек А., Зупаничич К., Зпанц М. (2016) Термическая модификация пропитанной воском древесины для улучшения ее физических, механических и биологических свойств. Holzforschung 71: 57–64

    Google ученый

  • Ilvessalo-Pfäffli MS (1995) Атлас волокон: идентификация волокон для производства бумаги.Springer, Берлин

    Google ученый

  • Иноуэ М., Норимото М., Танахаши М., Роуэлл Р. (1993) Паровая или термическая фиксация прессованной древесины. Wood Fiber Sci 25: 224–235

    CAS Google ученый

  • Ямся С., Виитаниеми П. (2001 г.) Термическая обработка древесины — повышение долговечности без химикатов. В: Рапп А.О. (редактор) Обзор термической обработки древесины, Материалы специального семинара COST Action E22, Antibes, стр. 21–26

  • Jensen HW, Legakis J, Dorsey J (1999) Визуализация влажных материалов.В: Уорд Г., Лищинский Д. (ред.) Материалы 10-й еврографической конференции по рендерингу. Eurographics Association, Гранада, стр. 273–282

  • Джонс Д., Бришке С. (2017) Характеристики строительных материалов на биологической основе. Серия публикаций Woodhead по гражданскому строительству и проектированию конструкций, 1-е изд. Elsevier, Duxford

  • Junga U, Militz H (2005) Особенности испытаний агаровых блоков некоторых модифицированных пород древесины, вызванные различной защитой и устойчивостью к гниению.В: Militz H, Hill C (eds) Материалы 2-й Европейской конференции по модификации древесины, Геттинген, стр. 354–362

  • Karlsson O, Sidorova E, Morén T (2011) Влияние теплопередающих сред на долговечность термически модифицированная древесина. Биоресурсы 6: 356–372. https://doi.org/10.15376/biores.6.1.356-372

    Статья Google ученый

  • Kocaefe D, Poncsak S, Boluk Y (2008) Влияние термической обработки на химический состав и механические свойства березы и осины.Биоресурсы 3(2):517–537

    Google ученый

  • Коски А. (2008) Применение сырого таллового масла для защиты древесины. Диссертация. Университет Оулу. Acta Univ Oul

  • Лацич Х., Хасан М., Трайкович Дж., Шефц Б., Шафран Б., Деспот Р. (2014) Биологическая стойкость древесины ольхи, обработанной маслом. Eur J Wood Prod 69: 231–238

    Google ученый

  • Лахтела В., Кярки Т. (2014) Влияние пропитки и термической обработки на физико-механические свойства древесины сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris ).Wood Mater Sci Eng 11: 217–227

    Google ученый

  • Лейзер С., Рибницкий Д., Пулев А., Душенков С., Раскин И. (2000) Состав конопляного масла и его потенциал как важного источника питания. J Nutraceut Funct Med Foods 2:35–53. https://doi.org/10.1300/J133v02n04_04

    Статья Google ученый

  • Маэда К., Охта М., Момохара И. (2015) Взаимосвязь между профилем массы и профилем прочностных свойств гниющей древесины.Wood Sci Technol 49: 331–344. https://doi.org/10.1007/s00226-014-0696-2

    CAS Статья Google ученый

  • Маршнер С.Р., Вестин С.Х., Арбри А., Мун Дж.Т. (2005 г.) Измерение и моделирование внешнего вида готовой древесины. В: Fellner D, Spencer S (eds) Proceedings of computerAnimation 2005 ACM SIGGRAPH/симпозиум по компьютерной графике, Лос-Анджелес, стр. 727–734

  • McDonald AG, Fernandez M, Kreber B, Laytner F (2000) The Chemical природа печного коричневого пятна на лучистой сосне.Holzforschung 54:12–22

    CAS Google ученый

  • Мегнис М., Олссон Т., Варна Дж., Линдберг Х. (2002) Механические характеристики сосны, пропитанной льняным маслом, в зависимости от уровня поглощения. Wood Sci Technol 36:1–18

    CAS Google ученый

  • Миклечич Дж., Йироуш-Райкович В., Антонович А., Спанич Н. (2011) Изменение цвета термически модифицированной древесины при искусственном воздействии солнечного света в помещении.Биоресурсы 6:434–446

    Google ученый

  • Mölleken H, Theimer RR (1997) Исследование минорных жирных кислот в C. sativa L. плодах различного происхождения. J Int Hemp Assoc 4:13–17

    Google ученый

  • Насир В., Нуриан С., Аврамидис С., Кул Дж. (2018) Прогнозирование физических и механических свойств термически модифицированной древесины на основе изменения цвета, оцениваемого с помощью нейтральной сети «группового метода обработки данных» (GMDH).Хольцфоршунг 73: 381–392. https://doi.org/10.1515/hf-2018-0146

    CAS Статья Google ученый

  • Нави П., Сандберг Д. (2012) Термогидромеханическая обработка древесины. EPFL Press, Лозанна

    Google ученый

  • Nilsson T, Daniel G (1992) К проблеме потери веса в % как меры для выражения результатов лабораторных экспериментов по разложению. Документ №.IRG/WP/2394-92. Международная исследовательская группа по консервации древесины, Стокгольм,

  • Нуоппонен М., Вуоринен Т., Джамса С., Виитаниеми П. (2004) Термические изменения в хвойной древесине, изученные с помощью FTIR и УФ-резонансной рамановской спектроскопии. J Wood Chem Technol 24:13–26. https://doi.org/10.1081/WCT-120035941

    CAS Статья Google ученый

  • Олссон Т., Мегнис М., Варна Дж., Линдберг Х. (2001) Измерение поглощения льняного масла сосной с использованием метода рентгеновской микроденситометрии.J Wood Sci 47: 275–281. https://doi.org/10.1007/BF00766713

    Статья Google ученый

  • Ozgenc O, Okan OT, Yildiz UC, Deniz I (2013) Защита поверхности древесины от искусственного атмосферного воздействия растительными маслами. Биоресурсы 8:6242–6262

    Google ученый

  • Patwardhan PR, Brown RC, Shanks BH (2011) Распределение продуктов быстрого пиролиза гемицеллюлозы.Chem Sus Chem 4: 636–643. https://doi.org/10.1002/cssc.205

    CAS Статья Google ученый

  • Перчин О., Пекер Х., Атилган А. (2016) Влияние термической обработки на некоторые физико-механические свойства древесины бука ( Fagus orientalis Lipsky). Резина древесины 61:443–456

    CAS Google ученый

  • Портер Н.А., Вуек Д.Г. (1984) Самоокисление полиненасыщенных жирных кислот, расширенное механистическое исследование.J Am Chem Soc 106: 2626–2629

    CAS Google ученый

  • Рапп А.О., Зайлер М. (2001) Термическая обработка древесины маслом в Германии – современное состояние. В: Rapp AO (ed) Обзор термической обработки древесины, материалы специального семинара COST Action E22, Antibes, стр. 43–60

  • Rautkari L, Hill CAS, Curling S, Jalaludin Z, Ormondroyd G (2013 ) Какова роль доступности гидроксильных групп древесины в контроле влажности? Дж.Матер. науч. 48:6352–6356. https://doi.org/10.1007/s10853-013-7434-2

    CAS Статья Google ученый

  • Reinprecht L (2016) Износ, защита и уход за древесиной. Wiley, Хобокен

    Google ученый

  • Рейнпрехт Л., Репак М. (2019) Влияние парафинотермической модификации буковой древесины на ее биологические, физические и механические свойства.Леса 10:1102

    Google ученый

  • Роуэлл Р.М. (2005) Справочник по химии древесины и древесины, композитов. CRC Press, Флорида

    Google ученый

  • Сайлер М., Рапп А.О. (2001) Использование растительных масел для защиты древесины. В: Proceedings of the COST action E22 «Environmental Optimization of Wood Protection», Reinbek, pp 1432–5225

  • Sailer M, Rapp AO, Leithoff H, Peek RD (2000) Vergütung von Holz durch Anwerdung einer Öl-Hitzebehandlung ( Облагораживание древесины применением маслотермической обработки).Хольц Рох-Веркст 58: 15–22

    CAS Google ученый

  • Сандберг Д., Кутнар А., Мантанис Г. (2017) Технологии модификации древесины – обзор. iForest 10: 895–908. https://doi.org/10.3832/ifor2380-010

    Статья Google ученый

  • Scheffer TC (1936) Прогрессивное влияние Polyporus versicolor на физические и химические свойства заболони красной камеди.Технические бюллетени 164941, Министерство сельского хозяйства США

  • Schmidt O (2006) Древесина и древесные грибы: биология, повреждение, защита и использование. Springer, Берлин

    Google ученый

  • Schulte Y, Donath S, Krause A, Militz H (2004) Оценка устойчивости модифицированной древесины к атмосферным воздействиям. Документ № IRG/WP 04-20296. Международная исследовательская группа по консервации древесины, Любляна

  • Шварцкопф М., Бернард М., Тверезовский В., Треу А., Хумар М., Кутнар А. (2018) Использование химически модифицированного масла лампанте для защиты древесины.Eur J Wood Prod 76: 1471–1482. https://doi.org/10.1007/s00107-018-1336-6

    CAS Статья Google ученый

  • Ши Дж.Л., Кокафе Д., Чжан Дж. (2007) Механические свойства древесины Квебека, подвергнутой термообработке с использованием термообработки древесины. Хольц Рох-Веркст 65: 255–259

    Google ученый

  • Spear MJ, Hill CAS, Curling SF, Jones D, Hale MD (2006) Оценка воздействия трех обработок горячим маслом: Устойчивость к разложению Coniophora puteana и Postia placenta .Документ № IRG/WP 06-40344. Международная исследовательская группа по консервации древесины, Тромсе

  • Шринивас К., Панди К.К. (2012) Влияние термической обработки на изменение цвета, стабильность размеров и механические свойства древесины. J Wood Chem Technol 32:304–316. https://doi.org/10.1080/02773813.2012.674170

    CAS Статья Google ученый

  • Stamm A, Burr H, Kline A (1946) Staybwood — термостабилизированная древесина.Ind Eng Chem 38: 630–634

    CAS Google ученый

  • Шуштершич Ж., Мохареб А., Чауч М., Петриссанс М., Петрич М., Жерардин П. (2010) Прогнозирование сопротивления гниению термообработанной древесины на основе ее элементного состава. Полим Деград Стаб 95:94–97

    Google ученый

  • Темиз А., Альфредсен Г., Эйкене М., Терзиев Н. (2008) Сопротивление гниению древесины, обработанной борной кислотой и производными таллового масла.Биорес Технол 99:2102–2106

    CAS Google ученый

  • Tripathi S, Pant H, Kashyap AK (2014) Устойчивость к гниению против грибков Basidiomycetes термообработанной древесины Pinus roxburghii и Mangifera indica . J Trop For Sci 26: 203–207

    Google ученый

  • Tumosa CS, Mecklenburg MF (2003) Изменение веса при окислении высыхающих и полувысыхающих масел.Собрать форум 18:116–123

    Google ученый

  • Wang J (2007) Начало оценки термомасляной обработки скрученной сосны после MPB. Forintek Canada Corp, Ванкувер

    Google ученый

  • Wang JY, Cooper P (2005) Влияние типа масла, температуры и времени на влажностные свойства обработанной горячим маслом древесины. Хольц Рох-Веркст 63: 417–422

    CAS Google ученый

  • Weiland JJ, Guyonnet R (2003) Исследование химических модификаций и разложения грибками термически модифицированной древесины с использованием DRIFT-спектроскопии.Хольц Рох-Веркст 61: 216–220

    CAS Google ученый

  • Вельцбахер К.Р., Рапп А.О. (2005) Долговечность различных термообработанных материалов в результате промышленных процессов при контакте с землей. Документ № IRG/WP 05-40312. Международная исследовательская группа по защите древесины, Бангалор

  • Welzbacher CR, Brischke C, Rapp OA (2007) Влияние температуры и продолжительности обработки на отдельные биологические, механические, физические и оптические свойства термически модифицированной древесины.Wood Mater Sci Eng 2: 66–76. https://doi.org/10.1080/17480270701770606

    Статья Google ученый

  • Welzbacher CR, Jazayeri L, Brischke C, Rapp AO (2008) Повышение устойчивости термически модифицированной древесины европейской ели (TMT) против бурой гнили с помощью Oligoporus placenta — исследование способа защитного действия. Wood Research 53:13–26

    Google ученый

  • Вернер К., Поммер Л., Брострём М. (2014) Термическое разложение гемицеллюлоз.J Anal Appl Pyrol 110:130–137

    CAS Google ученый

  • Wilcox WW (1968) Изменения микроструктуры древесины на прогрессивных стадиях гниения. Исследовательская работа FPL №. 70. Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров, Мэдисон

  • Пропитка льняным маслом | Sihistin

    Зачем пропитывать лодку каким-либо маслом?

    Самая большая проблема деревянных лодок в том, что древесина — живой материал, расширяется и сжимается от влаги.Чтобы свести это к минимуму, судостроитель должен найти средства, чтобы древесина оставалась как можно более стабильной.

    Чтобы уменьшить усадку и расширение древесины, судостроители заменяют воду маслом, и, в отличие от воды, масло не высыхает, а древесина остается более стабильной. Даже если весь древесный материал не пропитан, маслянистая поверхность древесины значительно замедляет движение воды внутри древесины, сводя к минимуму содержание воды и изменение размеров.

    Вот и весь смысл пропитки лодки: Поскольку ничто не может быть абсолютно надежной преградой для проникновения воды в древесину, древесину следует заполнить чем-то другим, что отталкивает воду.Вот почему для пропитки старых деревянных лодок использовали различные виды масел, от китового до соевого, льняного и дегтярного. Я не говорю, что масла — это «новейшее слово современной науки», относящееся к современному судостроению, но такой подход работал по крайней мере несколько тысяч лет и работает до сих пор. Масла работают не везде, но в традиционном классическом судостроении они предлагают лучший, наиболее экономичный и экологичный подход.

    Одно предостережение: использование окисляющих натуральных масел (льняное, конопляное, китовое, тюлениное масло и т.), а с другой стороны, сосновая смола и скипидар использовались в течение тысяч лет в Скандинавии и Северной Европе. Они использовались с местной сосной, елью и дубом. Пропитка льняным маслом очень успешно использовалась в Скандинавии для обработки красного дерева, чтобы снизить содержание воды, и это, безусловно, помогает свести к минимуму повреждения, когда древесина замерзает в зимнее время. Мир определенно больше, а материалы бесконечны, поэтому я был бы очень осторожен, используя одни и те же идеи в более теплом климате, с разными маслами и деревом.Окружающие должны знать лучше; просто найдите строителя лодок, который достаточно стар, чтобы забыть, как пишется «полиэфирная смола», и вы должны быть на правильном пути. Или тогда нет.

    Техника

    Вся идея пропитки лодки заключается в том, чтобы масло как можно глубже проникло в древесину. Говорят, что никакая обработка поверхности не пропитает глубже, чем несколько клеток в древесине. К сожалению, это правда, но пропитка льняным маслом не является обработкой поверхности.Подумайте о протекающем дизельном двигателе в вашей лодке: дизельное топливо просачивается сквозь обшивку с угрожающей скоростью. Так же можно при необходимости пропитать обшивку тонкой льняной нефтью.

    Новые гребные лодки можно пропитывать через борт, так что вы заливаете несколько галлонов масла в лодку и распределяете масло по внутренностям до тех пор, пока оно не начнет выходить через обшивку снаружи. Затем вы еще наносите снаружи пару десятков слоев, даете маслу немного схватиться и лакируете, красите или, как обычно здесь, просмоливаете лодку.На больших лодках не так просто нанести масло на доску, но вы все равно наносите масло, пока древесина впитывается. Для новой гребной лодки это может быть 2-4 дня, для большой парусной лодки вам может потребоваться время от времени наносить слой в течение нескольких недель.

    Несколько лет назад мы пропитали 13-метровый традиционный финский гафер. Записи показывают, что на лодке было 50-60 слоев масла. Это быстро сделать один раз, но это заняло некоторое время. Позже мы просверлили в днище сливное отверстие и обнаружили, что самая нижняя доска толщиной около 30 мм (1 1/4″) была пропитана маслом и смолой насквозь.

    Проблема с льняным маслом заключается в том, что вы должны дать ему высохнуть в течение как минимум полутора недель, прежде чем даже думать о покраске. С некоторыми красками и лаками вы можете начать окрашивание прямо по свежесмазанной поверхности, мокрым по мокрому, но так как это не работает со многими красками, я бы не рекомендовал делать это таким образом. Если вы не готовы ждать пару недель, вам придется использовать прокипяченную олифу для уплотнения поверхности перед покраской. Даже с кипяченым льняным маслом у вас все еще есть проблема скипидара, пытающегося испариться через отделку, что может привести к отрыву краски.

    Опять же, есть некоторые известные судостроители, которые начинают красить или лакировать прямо на влажную промасленную поверхность. Какие-то краски работают, какие-то нет. Обычно краска или лак на натуральной масляной основе должны быть безопасными, но сначала попробуйте где-нибудь, некоторые краски — полная катастрофа по сравнению с незасохшим маслом.

    Некоторые уретановые и практически все полиуретановые краски не прилипают к пропитанной поверхности. Традиционные краски на масляной основе и шпат-лаки на масляной основе являются самыми безопасными. Если краска или лак на основе льняно-тунгового масла, то при высыхании он будет являться составной частью пропитки.Другие краски не всегда хорошо смешиваются, хотя есть много хороших исключений.

    У вас столько же рецептов, сколько и самогоноварения.

    Льняное масло без добавок само по себе сладко против плесени и грибка, и если вы используете его в чистом виде, поверхность быстро загрязнится и покроется пятнами. Сосновый скипидар немного помогает предотвратить появление плесени, но не слишком сильно, если вы живете в жарком и влажном районе.

    Лучший способ избежать появления плесени — добавить в смесь немного чистящего средства для защиты древесины.Консервантом должен быть только уайт-спирит с добавлением яда против гниения (в виде нафтената цинка или меди, толилфторида и т.п.). 10-15% будет достаточно. Если вы собираетесь пропитать всю лодку, можно использовать еще больше.

    В Финляндии базовый рецепт, как правило, состоит примерно из 1/3 сырого льняного семени, 1/3 соснового скипидара и 1/3 прозрачного консерванта для древесины для уничтожения гнили и плесени. Если он используется для лодки, которая должна быть просмолена (или внутри открытой лодки без какой-либо другой обработки поверхности), можно использовать меньше консерванта для древесины (или вообще не использовать) и добавлять все больше и больше смолы по мере того, как пропитка продолжается до тех пор, пока содержание смолы будет, возможно, 1/4-1/3.Да, с годами он чернеет, и да, вам следует использовать меньше смолы, чтобы получить более светлую поверхность. Десятая или две доли смолы в маленькой лодке имеют значение. Ложка в кварте — это женоподобно.

    В Швеции, как правило, используют гораздо меньше скипидара и консерванта для древесины для основного рецепта (обычно с 2/3 или более льняного масла), а для просмоленных лодок 1/3 масла, 1/3 скипидара и 1/3 смолы.

    Если вы собираетесь красить или лакировать лодку, как обычно, смола вообще не используется. Некоторые люди используют каплю смолы под лаком для красивого оттенка дерева, но, поскольку он не работает со всеми лаками, безопаснее не добавлять смолу, если только вы не уверены, что комбинация действительно работает.

    Если древесина мягкая (например, сосна, ель и т. д.), вы можете использовать больше масла и меньше скипидара, потому что он все равно впитывается. С дубом или красным деревом нужно немного разбавлять масло. Если холодно, смесь должна быть жиже. По сути, вы пытаетесь получить как можно больше льняного семени и разбавляете его ровно настолько, насколько это необходимо. Если поверхность перестает впитывать масло, вы можете использовать несколько слоев прямого скипидара, чтобы открыть поверхность и продолжить с маслом.

    Кипяченое льняное масло менее склонно к образованию пятен, поэтому вы можете заменить его сырым льняным маслом, по крайней мере, для последних применений.Он не проникает так глубоко в древесину, как сырой. Это также создает своего рода поверхность, когда льняное масло просто впитывается. Следовательно, вы можете использовать кипяченое льняное масло или даже лак с разбавленным тунговым маслом для последних применений.

    Добавление осушителя (японский осушитель, сиккатив) помогает против плесени, потому что осушители обычно представляют собой токсичные соли металлов, а микробам это не нравится. Однако при использовании сиккатива поверхность может затвердеть раньше, чем масло впитается должным образом. Я хорошо обходился без него, обрабатывая несколько десятков лодок, но ваш пробег может отличаться.

    Льняное масло на фанере

    Фанера

    не является особенно хорошим кандидатом для пропитки льняным маслом, так как масло не проникает дальше, чем к самому внешнему слою. Преимущество комбинации масла и мягкой краски на масляной основе заключается в том, что массивный кусок дерева может жить и дышать, но фанера может быть обработана более жесткой системой окраски.

    Если судно большую часть времени находится вне воды, можно обойтись маслом и эмалевой краской на масляной основе. Обратите особое внимание на кромки фанеры: обильно используйте масло и нанесите на них несколько слоев краски, разбавленной в соотношении 50/50, прежде чем начинать со всего корпуса.

    В любом случае, я чертов традиционалист, но фанера — единственное место, где я бы посоветовал использовать эпоксидную смолу в качестве отделки. Тысячи фанерных лодок были построены без него, но он определенно имеет свои преимущества перед фанерой.

    Влияние пропитки конопляным маслом и термической модификации на свойства древесины европейского бука

    European Journal of Wood and Wood Products (2021) 79:161–175

    https://doi.org/10.1007/s00107-020-01615-9

    Оригинальная статья

    E FF ECT of of ECT HEAMP Пропитка нефтепрогиатки и thermal Модификация

    Oneuropean Beech Деревянные свойства

    Janbaar1  · Martinbrabec1  · Richardslávik1  · Petrčermák1

    Получено: 5 февраля 2020 / Принято: 14 октября 2020 г. / Опубликовано онлайн: 28 октября 2020 г. свойства древесины, связанные с водой

    , в то время как использование горячего масла в качестве теплоносителя обычно приводит к лучшим характеристикам.В этом исследовании древесина европейского бука

    была пропитана конопляным маслом, термически модифицирована при 200°C, и оба способа обработки были объединены. Анализ

    обработанной древесины включал определение изменения важных характеристик древесины — цвета, гигроскопичности,

    стабильности размеров, свойств на изгиб и устойчивости к гниению против белой гнили. Результаты показывают, что термообработка

    в сочетании с маслом повлияла на свойства древесины бука больше, чем сама термообработка.В некоторых случаях высокая эффективность

    является лишь относительной в отношении увеличения массы, вызванного высоким удержанием масла.

    1 Введение

    Древесина является многоцелевым природным материалом, имеющим большое экономическое значение для ряда отраслей промышленности, таких как

    строительство, мебель, упаковка и химическая промышленность

    (Rowell 2005). Однако его естественная биоразлагаемость, нестабильность размеров и изменчивость механических свойств имеют решающее значение для экономической эффективности в течение всего срока службы древесины (Jones and Brischke 2017).Срок службы

    древесины сокращается при неблагоприятных условиях

    грибковой деятельности, изменения размеров под воздействием влаги и

    других воздействий. Для преодоления этих естественных недостатков древесины

    и изделий из древесины используется несколько методов.

    Несмотря на то, что традиционные методы защиты древесины с использованием биоцидов

    , таких как хромированный арсенат меди (ХАМ) и креозот

    , высокоэффективны против биотических и абиотических факторов, их использование

    стало строго регулироваться в ЕС из-за их токсичности

    , что приводит к опасности для окружающей среды, дорогостоящая регистрация

    , а также общественное мнение (Ozgenc et al.2013; Джонс и

    Бришке 2017; Адхикари и Озарска, 2018). Таким образом, новые

    и недавно изобретенные методы модификации для улучшения свойств материала

    постоянно разрабатываются и

    выводятся на коммерческую основу (Hill 2006; Sandberg et al. 2017).

    Термическая модификация древесины была признана

    экологически безопасным и наиболее коммерчески успешным методом улучшения свойств ее материала (Hill 2011;

    Sandberg et al.2017). Термическая модификация, проводимая при

    относительно высокой температуре (160–250°C) в различных средах (инертная атмосфера), приводит к деградации

    некоторых компонентов клеточной стенки (Navi and Sandberg 2012;

    Шустершиц и др., 2010). Разложение начинается с деацетилирования, а высвобождение уксусной кислоты действует как катализатор деполимеризации, который еще больше увеличивает разложение полисахаридов (Nuopponen et al.2004). Гемицеллюлозы, которые являются

    наиболее подверженными воздействию компонентами древесины, вступают в реакции дегидратации, связанные с уменьшением количества гидроксильных (–ОН) групп

    (Weiland and Guyonnet 2003). Кроме того, кристалличность целлюлозы увеличивается за счет деградации ее аморфной части (Rautkari et al., 2013). Кроме того, лигнин подвергается

    дальнейшему сшиванию, и новые экстрактивные соединения могут

    появляться из древесины как побочный продукт реакций разложения

    (Hakkou et al.2005). Вследствие химических и структурных изменений

    термическая модификация делает древесину темнее,

    снижает ее равновесную влажность (Allegretti et al.

    2012) и улучшает ее размерную стабильность (Biziks et al.

    2014).

    Leave a Reply

    Ваш адрес email не будет опубликован.