AT300310B - Verfahren zur Modifizierung von Holz - Google Patents
Verfahren zur Modifizierung von HolzInfo
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Description
<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Modifizierung von Holz zu als Werkstoff verwendbaren Holz-Kunststoffkombinationen, welche gute physikalisch-mechanische Eigenschaften aufweisen, und die eine Verwendung dieser Werkstoffe, insbesondere im Schiffbau, ermöglichen.
Bekannte Verfahren zum Modifizieren von Holz beruhen auf der Durchtränkung des Holzes mit synthetischen mchthärtbaren Kunstharzen bzw. Monomeren und deren anschliessender Polymerisation. Als Harze verwendet man unter anderem Phenolformaldehyd-, Harnstoff-Formaldehyd-und andere Harze (s. z. B. das Buch von W. E. Wichrowa u. a. "Modifiziertes Holz und dessen Verwendung", Minsk.- [1966], S. l bis 10, in Russisch).
Mit diesen bekannten Verfahren wird zwar eine Verbesserung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften von Holz erreicht, es geschieht dies jedoch in unbefriedigendem Masse, wodurch die Verwendungsmöglichkeiten dieser Werkstoffe in der Praxis begrenzt sind.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, Holz zu modifizieren, indem man es mit Stoffen tränkt, die das Holz in einen Werkstoff mit ausgezeichneten physikalisch-mechanischen Eigenschaften (Wasserbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, geringer Quellungsgrad und hohe Festigkeit beim Zusammendrücken parallel zur Faserrichtung) überführen.
Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass man Pheno1furfurolformaldehydharz in Gegenwart mindestens eines Härtungskatalysators verwendet.
Es ist aus dem"Holztechnologischen Handbuch", Band I, von L. Vorreiter, Verlag Georg Fromme & Co. in Wien [1949], bereits bekannt, Holz mit Phenol-Formaldehydharzen zu modifizieren. Zu diesem Handbuch sind Qualitätswerte von modifiziertem Holz folgender Arten angegeben :
Kiefer, Esche, Nuss und Buche. Im folgenden Erfindungsbeispiel wird Weichholz modifiziert, u. zw. Birke.
Die detaillierte Analyse, welche in dem oben genannten "Handbuch" gebracht wird. zeigt. dass das nach der Erfindung modifizierte Birkenholz unter vergleichbaren Bedingungen einen bedeutend höheren Qualitätswert erzielt, als Hartholzarten, die mit Phenol-Formaldehydharzen modifiziert wurden.
EMI1.1
Das Aufquellen des Holzes wird in dem erwähnten Handbuch der Holztechnologie in der Längsrichtung um 70% bei 50% Harzgehalt vermindert. Im Material, welches erfindungsgemäss modifiziert wurde, wird das Aufquellen, beim selben Polymergehalt, um 286% verringert. Im Handbuch der Holztechnologie sind Daten der Wasseraufnahme von modifiziertem Hartholz während 20 h gebracht. Erfindungsgemäss ist dieselbe Wasseraufnahme erst im Laufe von 30 Tagen erbracht, also sind die Grössen in keiner Weise vergleichbar.
Somit übertreffen die Qualitätswerte des nach dem erfindungsgemässen Verfahren modifizierten Birkenholzes die analogen Werte des nach der schon bekannten Methode modifizierten Hartholzes. Die bessere Qualität des nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Materials kann durch die E1genschaften des verwendeten synthetischen Polymers erklärt werden.
Die Härtung des Phenolfurfurolformaldehydharzes wird zweckmässig bei einer Temperatur von 80 bis 2000C durchgeführt. wobei man als Katalysator Benzolsulfonsäure in einer Menge von 0,5 bis 5,0go, bezogen auf das Gewicht des Harzes, verwendet.
Das Phenolfurfurolformaldehydharz gehört zu den Kunststoffen, die sich durch hohe hydrophobe Eigenschaften, mechanische Festigkeit und antimikrobielle Aktivität auszeichnen.
Durch die Eigenschaften dieses Harzes, das in die Hohlräume des Holzgewebes eindringt und diese füllt, wird eine wesentliche Erhöhung der hydrophoben Eigenschaften, Verringerung der spezifischen Absorptionsoberfläche des Holzes infolge mechanischer Ausfüllung der Makroporen des Holzes mit Phenolfurfurolformaldehydharz herbeigeführt.
Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung wird nachstehend ein Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens angeführt.
Holzproben mit Abmessungen von 10 x 10 x 150 mm brachte man in einen Autoklaven, in welchem sich ein Gemisch von rohem (nicht ausgehärtetem Phenolfurfurolformaldehydharz) und Benzolsulfonsäure als Katalysator befand, wobei die Menge der Benzolsulfonsäure 2%, bezogen auf das Gewicht des Harzes, betrug.
Zur Herstellung von 1 t des Harzes wurden folgende Produkte verbraucht :
EMI1.2
<tb>
<tb> Polykondensationsprodukt <SEP> von <SEP> Phenol <SEP> und <SEP> Formaldehyd,
<tb> wasserlöslich, <SEP> unvollständig <SEP> kondensiert <SEP> 0. <SEP> 51 <SEP> t <SEP> ; <SEP>
<tb> Furfurol <SEP> (96% <SEP> iges) <SEP> 0,6 <SEP> t <SEP> ; <SEP>
<tb> Maleinsäureanhydrid <SEP> 0,0226 <SEP> t <SEP> ; <SEP>
<tb> Xylitan <SEP> (Dehydrierungsprodukt <SEP> eines <SEP> als
<tb> Xylit <SEP> bekannten <SEP> Polyalkohols) <SEP> 0, <SEP> 0617 <SEP> t <SEP> ; <SEP>
<tb> technischer <SEP> Äthylalkohol <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> t.
<tb>
<Desc/Clms Page number 2>
Die Durchtränkung wurde in einem Autoklaven unter abwechselnder Erzeugung von Vakuum und Druck durchgeführt. Die Evakuierung des mit getränkten Proben beschichteten Autoklaven wurde bei einem Restdruck von 160 Torr während 20 min durchgeführt. Die zweite Durchtränkungsstufe wurde bei einem Druck von 8 at während 100 min durchgeführt. Nach beendeter Durchtränkung wurden die Proben aus dem Autoklaven ausgetragen und einer Wärmebehandlung im Trockenschrank zur Harzhärtung unterzogen. Die Temperatur beim Härtungsprozess betrug 1500C. die Behandlungsdauer betrug 5 h.
Die Probe des modifizierten Holzes wurde einer Prüfung auf Feuchtigkeitsaufnahme, Wasseraufnahme, lineare Quellung und mechanische Festigkeit, unterzogen.
Die Versuchsergebnisse zeigten, dass durch die Verwendung von Phenolfurfurolformaldehydharz zur Modifizierung von Holz ein Werkstoff mit hohen physikalisch-mechanischen Eigenschaften entsteht.
Nachstehend wird eine Tabelle mit physikalisch-mechanischen Eigenschaften des nach dem erfindungsgemässen Verfahren modifizierten Holzes im Vergleich zum nichtbehandelten Naturholz und zu nach bekannten Verfahren behandeltem Holz angeführt.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<tb>
<tb>
Gehalt <SEP> an <SEP> Wasser-Feuchtigkeits-Quellung, <SEP> % <SEP> Festigkeit <SEP> beim <SEP> Druck
<tb> Tränkmittel, <SEP> aufnahme, <SEP> aufnahme, <SEP> parallel <SEP> zur <SEP> Faserrichtung,
<tb> lfde. <SEP> Nr. <SEP> Holzart <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> tangentiale <SEP> radiale <SEP> kp/cm"
<tb> 1 <SEP> Naturholz <SEP> 100-105 <SEP> 25-30 <SEP> 8, <SEP> 7 <SEP> 4, <SEP> 3 <SEP> 860
<tb> 2 <SEP> durch <SEP> Polymethylmethacrylat
<tb> modifiziertes <SEP> Holz <SEP> 22,7 <SEP> 85 <SEP> 15 <SEP> 9, <SEP> 9 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 980
<tb> 3 <SEP> durch <SEP> Polymethylmethacrylat
<tb> modifiziertes <SEP> Holz <SEP> 41, <SEP> 9 <SEP> 55 <SEP> 12 <SEP> 7,5 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 1210
<tb> 4 <SEP> durch <SEP> Phenolfurfurolformaldehydharz <SEP> modifiziertes <SEP> Holz <SEP> 31, <SEP> 5 <SEP> 43-50 <SEP> 6, <SEP> 5-10 <SEP> 3,6 <SEP> 1,
5 <SEP> 1132
<tb> 5 <SEP> durch <SEP> Phenolfurfurolformaldehydharz <SEP> modifiziertes <SEP> Holz <SEP> 49, <SEP> 6 <SEP> 39---1260
<tb>
<Desc/Clms Page number 4>
Aus der angeführten Tabelle ist zu ersehen, dass das erfindungsgemässe Verfahren die Herstellung eines stabilen und praktisch wasserbeständigen und feuchtigkeitsbeständigen Werkstoffes gewährleistet. Die Feuchtigkeitsaufnahme des Holzes, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren modifiziert wurde, liegt 1, 5-bis l, 3mal, die Wasseraufnahme l, 2mal niedriger gegenüber dem nach bekannten Verfahren behandelten Holz.
EMI4.1
handelt wird, für die Herstellung von Erzeugnissen zu empfehlen, die unter den Bedingungen erhöhter Feuchtigkeit betrieben werden. Dabei ist ein Kontakt des Holzes mit Wasser sowohl im flüssigen Zustand als auch mit dessen Dämpfen zulässig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Modifizierung von Holz durch Tränken des Holzes mit synthetischen Harzen und anschliessende Aushärtung dieser Harze in Gegenwart von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, dass man Phenolfurfurolformaldehydharz in Gegenwart mindestens eines Härtungskatalysators verwendet.
Claims (1)
- 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung von Phenolfurfurol- formaldehydharz bei einer Temperatur von 80 bis 200 C durchgeführt wird, wobei als Katalysator Benzol- sulfonsäure in einer Menge von 0,5 bis 5, calo, bezogen auf das Gewicht des Harzes, dient.
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