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

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

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

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

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.

Таблица 3 :

Паре T Испытание поглощения нефти (мг мм ^-3 ) в ранней местности и латене в годовых колентах, как анализируется рентгеновским микроденситометрией

б 0,0183 б ^0,039 б б

Образец номер .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	P -значение .
	один тысяча две 0,097	0,047		0.045-0.055 0,000
1004	0,068	0,056	-0.01-0.024	0,066
1005	0,068 а	0,036 б	«> 028-0.035 0,000
1006	0,217	0,204		0.0-0.027 0,056
1008	0,037	0,022	0.01-0.021	0.000
1012
0,055	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
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 подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	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
	одна тысячи двенадцать 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

Номер пробы .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	P -значение .
	одна тысячу 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 б	-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

б5 0.204 9004 ^A б б ^{A 0.209 B} -0.232-0.18

Номер образца .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	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

Рисунок 4.

Влияние процентного содержания пористости древесины, заполненной водой, перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони в вертикальном положении сверху, посередине и снизу (левая, средняя и правая панели соответственно). Пакет 4 с настройками, направленными на более высокое поглощение масла. Данные получены из макроскопических анализов.

Рис. 4.

Влияние процентного содержания воды в древесине перед пропиткой на поглощение масла образцами заболони в вертикальном положении сверху, посередине и снизу (левая, средняя и правая панели соответственно).Пакет 4 с настройками, направленными на более высокое поглощение масла. Данные получены из макроскопических анализов.

Рисунок 5.

Влияние процентной доли пористости древесины, заполненной водой, на поглощение масла ранней древесиной (слева) и поздней древесиной (справа). Предлагаемые ориентировочные линии линейной регрессии имеют R ² = 0,74 для ранней древесины и R ² = 0,96 для поздней древесины (без двух самых высоких значений при низкой водонасыщенной пористости, которые считаются выбросами, ср. Обсуждение). Данные получены из анализов микроденситометрии.

Рисунок 5.

Влияние процентной доли пористости древесины, заполненной водой, на поглощение масла ранней древесиной (слева) и поздней древесиной (справа). Предлагаемые ориентировочные линии линейной регрессии имеют R ² = 0,74 для ранней древесины и R ² = 0,96 для поздней древесины (без двух самых высоких значений при низкой водонасыщенной пористости, которые считаются выбросами, см. Обсуждение). Данные получены из анализов микроденситометрии.

Рентгеновский микроденситометрический анализ также показал, что увеличение процентной доли заполненной водой пористости увеличивает поглощение масла как ранней, так и поздней древесиной, особенно первой (рис. 5).

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

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

2005

Анал. Чим. Acta

537

271

Бейли П.Дж. и Престон Р.Д.

1969

Holzforschung

23

113

Baines, E.F. и Saur, J.M.

1985

утра. Деревянный заповедник. доц.

81

136

Бэнкс, В.Б.

1970

Дж. Инст. Вуд науч.

5

10

Болтон, А.Дж.

1988

Wood Sci. Технол.

22

311

Boutelje, J.

1983

Bramhall, G.

1971

Wood Sci. Технол.

7

319

Динвуди, Дж. М.

2000

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

2001

Хольцфорш. Хольцверверт.

53

113

EN 350-2

1994

EN 384

1995

Гиндл В., Заргар Ю. и Виммер Р.

2003

Биоресурс. Технол.

87

325

Хэгглунд, Б. и Лундмарк, Дж.-Э.

1982

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

2002

Вуд рез. Древарский Выск.

47

1

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

2004

Междунар. Биодекор. биодеград.

53

25

Кейт, К.Т. и Chauret, G.

1988

Древесное волокно.

20

197

Lalman, J. and Bagley, D.

2004

Дж. Ам. Нефть хим. соц.

81

105

Liese, W. and Bauch, J.

1967

Дж. Инст. Вуд науч.

1

3

Мякинен Х., Саранпаа П. и Линдер С.

2002

Кан. Дж. Для. Рез.

32

185

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

2002

Wood Sci. Технол.

36

1

Nyrén, V. and Back, E.

1960

Svensk papperstidning och svensk pappersförädlingstidskrift

63

501

Олесен, П.О.

1977

Holzforshung

31

179

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

2001

J. Wood Sci.

47

275

Шнайдер, М.Х.

1980

Wood Sci. Технол.

14

107

Штир, РФ

2005

Пищевые продукты

174

45

Vinden, P.

1984

Дж. Инст. Вуд науч.

10

31

Уордроп, А.Б. и Дэвис, Г.В.

1961

Holzforschung

15

129

© 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 на стыке годового кольца, что может объяснить, почему проникновение часто резко прекращается на конкретном 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 образцы трех типов 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, разработанным 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 сушили (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). 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 × исходное 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.

один тысяча две 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 подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	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
	одна тысячи двенадцать 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

Номер пробы .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	P -значение .
	одна тысячу 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 б	-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

б5 0.204 9004 ^A б б ^{A 0.209 B} -0.232-0.18

Номер образца .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	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 на стыке годового кольца, что может объяснить, почему проникновение часто резко прекращается на конкретном 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 образцы трех типов 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, разработанным 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 сушили (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). 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 × исходное 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.

один тысяча две 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 подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	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
	одна тысячи двенадцать 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

Номер пробы .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	P -значение .
	одна тысячу 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 б	-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

б5 0.204 9004 ^A б б ^{A 0.209 B} -0.232-0.18

Номер образца .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	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 на стыке годового кольца, что может объяснить, почему проникновение часто резко прекращается на конкретном 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 образцы трех типов 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, разработанным 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 сушили (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). 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 × исходное 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.

один тысяча две 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 подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	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
	одна тысячи двенадцать 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

Номер пробы .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	P -значение .
	одна тысячу 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 б	-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

б5 0.204 9004 ^A б б ^{A 0.209 B} -0.232-0.18

Номер образца .	Среднее подходящее поглощение ранних наук .	Среднее поглощение латеров .	95% CI для средней разницы .	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]

.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Проект Life Plus Silex | Доу Инк

SILEX LIFE11 ENV/BE/1046

Повышение устойчивости строительных материалов с помощью инновационной обработки на основе силикона

Цель проекта

Получено финансирование от финансового инструмента LIFE Европейского Союза для достижения целей проекта SILEX.

Общая цель этого проекта – продлить срок службы и удобство использования строительных материалов из дерева и/или цемента за счет применения экологически чистых гидрофобизаторов на основе кремния. Это позволит сократить выбросы летучих органических соединений на 80-90% по сравнению с традиционной обработкой бетона и сократить использование биоцидов при консервации некоторых пород древесины (например, сосны, бука).

Этот проект осуществляется компанией Dow в сотрудничестве с Гентским университетом, Институтом исследований строительных материалов (IBAC) при RWTH Аахенского университета и FCBA (Centre Technique du Bois, Франция).

Детали проекта

Номер проекта = LIFE11 ENV/BE/1046

Задача

Попадание влаги вызывает преждевременную деградацию строительных материалов из-за таких явлений, как растрескивание геля, коррозия стали в железобетоне, набухание и изменение размеров древесины и биологическая атака (грибками, насекомыми или микроорганизмами) древесины.

Текущие решения

В настоящее время существуют технические решения для увеличения срока службы как дерева, так и бетона, но современные технологии по-прежнему оказывают негативное воздействие на окружающую среду, оставляя возможности для совершенствования.

Биоциды используются для достижения ожидаемого срока службы древесины, а гидрофобизаторы на основе кремния используются для защиты бетонных конструкций, хотя часто они составлены таким образом, что происходит выделение летучих органических компонентов.

Проект SILEX будет решать экологические проблемы, характерные для защиты каждого строительного материала: использование биоцидов и фунгицидов для древесины; выделение летучих органических соединений (VOC-) при обработке бетона и материалов на основе цемента.

Новые инновационные решения

Ожидается, что использование новых продуктов на основе кремния позволит снизить требуемый уровень биоцида, используемого для продления срока службы древесины и уменьшения нестабильности размеров древесины при попадании влаги. Ожидается, что новые водоотталкивающие средства для обработки материалов на основе цемента, бетонов и их составов приведут к снижению содержания органических летучих веществ при нанесении.

Достижения проекта

Ключевые выводы проекта

В ходе проекта партнеры провели многочисленные мероприятия и испытания (лабораторные и полевые испытания для дерева и бетона), чтобы продемонстрировать и подтвердить эффективность:

• Инновационный гидрофобизатор с низким содержанием летучих органических соединений для обработки бетона
• Новые гидрофобизаторы на основе кремния для обработки древесины

Основные достижения проекта:

• Разработка и валидация новых методологий испытаний для оценки характеристик водоотталкивающих составов для дерева и бетона
• Разработка и проверка инновационных гидрофобизаторов на основе кремния для дерева и бетона в лабораторных условиях и на открытом воздухе:
  • Семь инновационных гидрофобизаторов на основе кремния для дерева
  • Две новые пропитки на силиконовой основе с низким содержанием летучих органических соединений (активный материал и эмульсия) для бетона
• Разработка возможностей процесса (разработанный процесс и условия обработки) и масштабирование для обработки древесины новым гидрофобизатором на основе кремния
• Проверка эффективности новых водоотталкивающих составов на основе кремния с помощью лабораторных испытаний и испытаний на открытом воздухе (для оценки исходных характеристик и долговечности)
• Проектирование и сборка окончательного демонстрационного образца, сочетающего оба строительных материала (дерево и бетон)

Новые гидрофобизаторы с низким содержанием ЛОС для бетона

Разработан новый гидрофобизатор для пропитки бетона, выделяющий при реакции меньше летучих органических соединений.Были разработаны как активный материал, так и его эмульсия на основе нового активного материала, и их характеристики в качестве гидрофобизаторов бетона были продемонстрированы посредством интенсивных лабораторных и наружных испытаний. Составы SILEX могут привести к снижению расчетного выброса летучих органических соединений, что должно позволить снизить выброс летучих органических соединений из чистого активного материала с 500 до менее 100 г/л без ущерба для долговечности обработанного бетона.

Новые гидрофобизаторы на основе кремния для древесины

Набор из семи составов, отличающихся типом активного вещества и/или системой доставки (водорастворимый или водорастворимый).эмульсия по сравнению с разбавляемой маслом) были идентифицированы и получили дальнейшее развитие. Данные, полученные в рамках проекта, показали, что они могут обеспечить различные преимущества и могут лучше соответствовать требованиям различных рассматриваемых пород древесины. Эти составы были в дальнейшем коммерциализированы компанией Dow:

.

• Три водорастворимых состава: Эмульсия DOWSIL™ 2-9034, Эмульсия DOWSIL™ IE 6683, Эмульсия DOWSIL™ 6696
• Два водорастворимых гидрофобизатора: DOWSIL™ 1-6184 Water Repellent, XIAMETER™ OFS-0777 Силиконат
• Два состава, разбавляемых маслом: DOWSIL™ Z-6690 Water Repellent, DOWSIL™ 6691 Fluid

Когда новые гидрофобизаторы для дерева наносились на разные породы дерева, наблюдались различные улучшения характеристик, и основные результаты приведены в таблице ниже.

Исследование LCA было проведено для оценки потенциальных экологических преимуществ 7 инновационных решений на основе силикона по сравнению с одним выбранным биоцидом, используемым в настоящее время в следующих трех сценариях:

• Сценарий 1: используется только биоцид
• Сценарий 2: частичная замена биоцида растворами SILEX
• Сценарий 3: полная замена биоцида растворами SILEX

Финальные демонстранты

Разработаны и изготовлены различные демонстрационные образцы, сочетающие древесину и бетон, обработанные инновационным гидрофобизатором на основе кремния для дерева и бетона, разработанным в рамках проекта SILEX (см. фотографии).Эти демонстраторы будут экспонироваться в течение более 10 лет в помещениях различных партнеров для оценки долгосрочных характеристик гидрофобной обработки.

Просмотрите отчет неспециалиста, чтобы узнать больше о достижениях проекта.

Следующие шаги

Рынок древесины, похоже, готов к новым техническим решениям, которые позволят разработчикам сократить использование биоцидов. В связи с этим Dow уже выпустила на рынок семь гидрофобизаторов для дерева.Это новое предложение вызывает большой интерес, показывая, что возможность минимизировать потребление биоцидов в соответствии с последними правилами ЕС в отношении биоцидов представляет интерес.

Компания Dow уже приступила к коммерциализации разработанных решений и планирует продолжить дальнейшее совершенствование решений для удовлетворения меняющихся требований рынка.

В соответствии с этими целями, после того, как партнеры разработали план действий LIFE.

Что касается бетона, то рыночный спрос на пропитку бетона с низким содержанием летучих органических соединений в Европе еще не сформировался.Данные, полученные в ходе проекта, станут ключевым фактором для повышения осведомленности клиентов об этой новой технологии.

Основные технические знания

Разработка новой гидрофобной обработки бетона

Нанесение силанов на бетон является известным методом сведения к минимуму проникновения воды в бетон. Действительно важно свести к минимуму попадание воды и растворенных хлоридов в железобетон, так как последние могут спровоцировать коррозию арматурных стержней.

В лабораториях или на стройплощадках используются различные методы для оценки степени гидрофобизации. Измерение «глубины проникновения» (степени проникновения силана в верхний слой бетона) важно для оценки глубины бетона, который обрабатывается гидрофобизаторами (и затем защищается от проникновения воды).

Чаще всего образец бетона необходимо разбить на части, чтобы измерить глубину проникновения силановой обработки.

IBAC разработала инновационный неразрушающий метод, основанный на ЯМР, для измерения не только глубины проникновения силана в верхний слой бетона, но и скорости реакции силана после нанесения.

Метод испытаний ЯМР

Этот неразрушающий метод используется для измерения проникновения и скорости реакции выбранных существующих и прототипных гидрофобизаторов в рамках проекта SILEX. Этот инновационный метод испытаний позволяет по-новому взглянуть на реактивность гидрофобизаторов с бетонными поверхностями.

Метод испытаний ЯМР был использован для характеристики набора образцов бетона, обработанных обычными и прототипными гидрофобизаторами перед старением в выбранных местах, где они могли подвергаться воздействию хлорида.

Установка обработанных бетонных образцов вблизи шоссе, где зимой используются противогололедные соли

Разработка новых гидрофобизаторов для обработки древесины

Модификация древесины направлена ​​на улучшение свойств древесины или древесных материалов, в основном для продления срока службы продукта.В частности, необходимо повысить устойчивость к физическим и биологическим атакам. Учитывая гигроскопичную природу древесины, воздействие на ее динамические свойства во влаге является важной целью.

Три европейские породы древесины, обработанные различными силоксановыми продуктами, были оценены с помощью простого лабораторного теста на абсорбцию-десорбцию. На следующих рисунках показано, как образцы древесины, обработанные различными гидрофобизаторами на основе кремния, испытывают на водопоглощение и десорбцию.

Образцы сосны обыкновенной и бука были пропитаны методом вакуумной пропитки (7 мбар в течение 15 минут) в лабораторных условиях и испытаны на водопоглощение и десорбцию воды. Наблюдается положительный эффект от обработки древесины.

Устойчивость к гнилостным грибкам

Образцы сосны обыкновенной, заболони и бука обработаны методом вакуумной пропитки тремя продуктами: гидроразбавляемым силаном, эмульсией силана и катионной эмульсией.

Обработанные деревянные блоки и необработанные контрольные образцы подвергались воздействию двух дереворазрушающих базидиомицетов: Coniophora puteana и Coriolus versicolor.Эти испытания проводились в соответствии со стандартом EN 113 [1].

Образцы подвергались грибковому поражению в течение 16 недель в климатической камере при постоянных климатических параметрах (22°С, относительная влажность 70%). В конце испытания оценивали потери массы образцов древесины, подвергшихся воздействию грибов.

Против подземных термитов

Образцы сосны обыкновенной, заболони и бука обработаны методом вакуумной пропитки тремя продуктами: гидроразбавляемым силаном, эмульсией силана и катионной эмульсией с содержанием активного вещества 5%.

Обработанные деревянные блоки и необработанные контрольные образцы подвергались воздействию термитов в соответствии со стандартом EN 117 [2].

Исследуемые образцы древесины были помещены в стеклянные банки на влажный песок Фонтенбло (1 объем воды/4 объема песка) вместе со 150 рабочими термитами Reticulitermes flavipes. Для каждого продукта использовали шесть повторов.

Образцы в течение восьми недель подвергались нападению термитов в климатической камере при постоянных климатических параметрах (27°C, относительная влажность 75%).По окончании испытания оценивали выживаемость рабочих и степень поражения.

Прочтите публикацию FCBA, представленную на 47-м ежегодном собрании Международной исследовательской группы по защите древесины (IRG47) ►

Оценка динамики влажности в модифицированной древесине изучается Wood Lab (UGENT)

Детальное исследование выборки модифицированного дубового материала было выполнено с помощью нейтронной радиографии на линии луча NEUtron Transmission RAdiography (NEUTRA) Института Пауля Шеррера (PSI) в Виллигене, Швейцария.Методика позволяет визуализировать проникновение и десорбцию воды в образцах. Прямой лабораторный тест на абсорбцию-десорбцию, а также высокотехнологичный нейтронный подход позволяют детально исследовать динамику влажности модифицированной древесины и, таким образом, эффективность обработки.

Посмотреть последние результаты ►

Некоторые измерения влажности в настоящее время оцениваются в помещениях UGent. Образцы древесины (необработанные и пропитанные гидрофобизаторами) монтируют на тензодатчики КИМ.Система регулярно регистрирует массу образцов древесины. Данные о погоде собираются благодаря метеостанции рядом с экспозицией.

Непрерывные измерения влажности отслеживают изменение влажности в зависимости от погодных условий.

Прочитать публикацию UGent, представленную на IRG47 ►

_{[1] NF EN 113: 1996. Консерванты для древесины. Метод испытания для определения защитной эффективности против разрушающих древесину базидиомицетов. Определение значений токсичности.}

_{[2] NF EN 117: 2004. Консерванты для древесины – Deter определение токсичности в отношении видов Reticulitermes (европейских термитов) (лабораторный метод).}

Информация о посещении мероприятия

Прошедшие мероприятия и публикации

• Действие D4: Публикации и плакаты были представлены партнерами, присутствовавшими на различных конгрессах/конференциях.
• Конгресс SLF в Гётеборге, Швеция: На этом конгрессе присутствовала компания Dow Corning, была представлена ​​и принята статья, а также была представлена ​​презентация.Читать статью ►
• 8-я Европейская конференция по модификации древесины в Хельсинки, Финляндия: На мероприятии присутствовали UGent, FCBA, постер и документ.
• Европейский конгресс по техническим покрытиям в Бирмингеме: ознакомьтесь с нашими презентациями и публикациями ► 
• 47-е Ежегодное собрание Международной исследовательской группы по защите древесины (IRG47 A) ► (IRG47 B) ►
• Международная конференция RILEM по материалам, системам и конструкциям в гражданском строительстве Сегмент конференции по влажности, 22–24 августа 2016 г., Люнгбю, Дания
• Международный симпозиум «Неразрушающий контроль в гражданском строительстве», Берлин, 15-17.9.2015
• «Пропитки-гидрофобизаторы на кремнийорганической основе для древесины». Жан-Поль Леконт, Йорис Ван Акер, Магдалена Кутник, Ян Ван ден Балке, Матильда Монтибус, Сабрина Сальвати, Сара Дерокер, Презентация на конференции IRG 48, Гент, июнь 2017 г. (организована UGENT, партнером SILEX) Читать статью ►
• «Пропитки-гидрофобизаторы на кремнийорганической основе для древесины». Жан-Поль Леконт, Йорис Ван Акер, Магдалена Кутник, Ян Ван ден Булке, Матильда Монтибус, Сабрина Сальвати, Сара Дерокер, выступление на Европейском конгрессе по покрытиям, Нюрнберг, апрель 2017 г.
• Гидрофобизирующая пропитка для дерева на кремнийорганической основе. Ж.-П. Lecomte, S. Sabrina Salvati, S. Derocker, J. Van Acker, J. Van den Bulcke, M. Kutnik, M. Montibus, European Coating Journal, 02/2018, Читать статью (на английском языке) ► Farbe und Lack (нем. ) ►
• О. Вайхольд, У. Антонс, Оценка эффективности гидрофобизирующих агентов на бетоне с использованием неразрушающего одностороннего ядерного магнитного резонанса, J. ​​Infrastruct. Сист. 2015 г., отправлено, возвращена исправленная версия;
• О.Weichold, S. Hutt, S. Keine, R. Schulte Holthausen, Неразрушающее измерение влажности в строительных материалах с использованием одностороннего ядерного магнитного резонанса, Proc. Междунар. РИЛЕМ конф. по материалам, системам и конструкциям в строительстве, раздел «Влажность материалов и конструкций» (ПРО 112) 2016, 361–368

Резюме и достижения проекта.

В ходе проекта партнеры проверили и доработали инновационные рецептуры на основе кремния, которые могут обеспечить ожидаемые экологические преимущества, предусмотренные проектом для обоих строительных материалов (т.е. дерева и бетона, а также разработанные методики тестирования для оценки характеристик продуктов SILEX.

На втором этапе новые продукты были протестированы в лабораторных условиях и на открытом воздухе, а результаты проанализированы. Параллельно с этими интенсивными испытаниями также проводились мероприятия, направленные на улучшение процесса лечения (включая расширение масштабов). Кроме того, на основе первых результатов гидрофобизатор для древесины на основе кремния был дополнительно оптимизирован.

Чтобы обеспечить быструю и эффективную коммерциализацию продемонстрированных новых составов, были проведены испытания в соответствии с самыми строгими стандартами ЕС, гарантирующие, что разработанные продукты готовы для рынков ЕС.

Демонстрационные модели, сочетающие дерево и бетон, были построены с использованием наиболее эффективных составов и размещены в Гентском университете и помещениях Dow. Эти демонстрационные устройства будут использоваться в качестве демонстрации для демонстрации улучшенных характеристик, достигнутых благодаря решениям SILEX.

Наконец, в ходе проекта был проведен анализ воздействия на окружающую среду и рынка.

Как указано далее, ожидаемые результаты проекта были достигнуты, и следующие шаги будут заключаться в обеспечении коммерциализации различных составов.

Читать отчеты дилетантов ►

Наши партнеры

Для достижения поставленных целей проект SILEX был создан для объединения опыта различных партнеров: компании Dow и ее опыта в разработке силиконовых составов, Университета Гента с их опытом измерения динамики влажности в древесине, FCBA и ее знаний в области обработка и использование древесины и Рейнско-Вестфальский технический университет Ахена с их опытом в области строительных материалов на основе цемента.

.