NO125136B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO125136B
NO125136B NO286770A NO286770A NO125136B NO 125136 B NO125136 B NO 125136B NO 286770 A NO286770 A NO 286770A NO 286770 A NO286770 A NO 286770A NO 125136 B NO125136 B NO 125136B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
wood
impregnation
impregnating agent
polymer
monomer
Prior art date
Application number
NO286770A
Other languages
English (en)
Inventor
R Laroche
J Laizier
J Marchand
Original Assignee
Commissariat Energie Atomique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat Energie Atomique filed Critical Commissariat Energie Atomique
Publication of NO125136B publication Critical patent/NO125136B/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02Processes; Apparatus
    • B27K3/15Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
    • B27K3/156Combined with grafting onto wood fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/003Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00 by using electromagnetic radiation or mechanical waves
    • B27K5/004Gamma-radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/18Homopolymers or copolymers of nitriles
    • C08L33/20Homopolymers or copolymers of acrylonitrile
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08L33/26Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L39/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L39/04Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av resinisert tre.
Den foreliggende oppfinnelse går ut på en fremgangsmåte
til fremstilling av resinisert tre ved impregnering med et polymeriserbart impregneringsmiddel og efterfolgende bestråling for polymerisasjon av impregneringsmiddelet. Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen gjor det mulig å realisere en dimensjonsstabilitet ved en relativt liten impregneringsgrad, men også hoye impregneringsgrader og en jevn fordeling av polymeren i veden.
Ved det generelle uttrykk "tre-plast-komposisjoner" beteg-ner man produkter som er karakterisert ved tilstedeværelsen av en polymer i tre. Betegnelsen omfatter i virkeligheten to meget forskjel-lige produkttyper: 1) For det forste "bestrålte impregnerte tresorter" hvor hulrommene i veden (kanaler og cellekaviteter) er mer eller mindre fullstendig fylt med polymer. Denne form for komposisjon er nu vel-kjent og utviklet til industriell anvendelse.
Fremstillingsprosessen for denne produkttype kan karakteriseres som folger: treet settes under vakuum, blir derefter impregnert, eventuelt under trykk, med en monomer eller en forpolymer (opplosning av polymer i en monomer). Herdningen av impregneringsmiddelet (polymerisasjon og/eller fornetting) blir så foretatt enten ved bestråling eller ved kjemisk katalyse (tilsetning av et peroksyd og oppvarmning). De hyppigste impregneringsmidler er metylmetakrylat og umettede polyestere.
Ved hjelp av en enkel fremstillingsprosess oppnår man såle-des en forening av tre og plast med nye egenskaper i forhold til ut-gangsmaterialet: oket hårdhet, motstandsdyktighet mot organismer (insekter, sopp m.v.) som er skadelige for treet, og dimensjonsstabilitet og bedret estetisk utseende.
Imidlertid har disse materialer også endel ulemper. Da de oppnådde endringer er desto mere dyptgående jo storre mengden av polymer i treet er, får treet hoy tetthet, mens en av de viktigste fordeler ved tre er at det er lett. På den annen side skyldes dimensjonsstabi-liseringen den kombinerte virkning av to faktorer: en mekanisk virkning, idet den tilsvarende polymer danner en armering for treet, og en bar-rierevirkning som begrenser diffusjon av vann inn i treet og forsinker svelling av dette. Disse virkninger betyr at dimensjonsstabiliteten ikke lar seg oppnå under bibehold av treets lave vekt, og at der bare kan oppnås en begrenset stabilisering. 2) For det annet "resiniserte tresorter", som er karakterisert ved tilstedeværelsen av polymer i det indre av selve tresubstansen, nærmere bestemt celleveggene.
Den for tiden kjente fremstillingsmåte for disse materialer består i å benytte en impregneringsblanding sammensatt av en ternær blanding monomer-opplosningsmiddel-vann (f.eks. styren 25 - dioksan 70 - vann 5» styren 33 - etanol 62 - vann 5 etc).
Impregneringsoperasjonen efterfolges av en bestråling som inn-leder en innpodning av polymeren på materialet, ledsaget av en fornetting av cellulosen.
Man kan dermed fremstille produkter som med et lite tilskudd av polymer, altså under bibehold av lav tetthet, har god dimensjonsstabilitet og en ypperlig holdbarhet overfor angrep av insekter, sopp m.v. Imidlertid kan man på denne måte ikke fremstille materialer med øket hårdhet, da dette ville forutsette en høy impregneringsgrad og impregneringsgraden er begrenset ved tilstedeværelsen av en betydelig mengde oppløsningsmiddel. Videre nødvendiggjor tilstedeværelsen av dette en tørking a.v treet efter bestrålingen. Denne langvarige, kostbare og besværlige prosess utgjor den ulempe som hittil har stilt seg i veien for industriell produksjon av resinisert tre.
Oppfinnelsen rydder disse ulemper av veien ved å overflødig-gjore anvendelsen av organisk opplosningsmiddel for impregneringen av treet.
Den fremgangsmåte som oppfinnelsen gir anvisning på, og hvor-med dette oppnås,er karakterisert ved den kombinasjon av følgende i og for seg kjente trekk:at impregneringen foretas under tilstedeværelse av minst 10% vann, regnet i forhold til tort tre, i impregrieringsmid-delet eller i treet, og at der i det anvendte impregneringsmiddel inngår-en monomer som i nærvær av dette vanninnhold har oppsvellende virkning på ligno-cellulosematerialet og er polymeriserbar eller er sampolymeriserbar sammen med en eventuelt tilstedeværende annen monomer eller forpolymer, så impregneringsmiddelet som helhet blir polymerisert ved bestrålingen.
Monomeren med oppsvellende virkning på ligno-cellulose-materialet erstatter på en måte de ikke-polymeriserbare organiske oppløs-ningsmidler som blev benyttet i den ovenfor omtalte fremgangsmåte til fremstilling av resinisert tre. Monomeren polymeriseres under virknin-gen av strålingen, og det er ikke lenger nødvendig siden å fjerne den fra treet ved torking.
Man har fastslått at monomere som er kjennetegnet ved tilstedeværelsen av ett eller flere nitrogenatomer i molekylet, altså f.eks. har en funksjonell amin-, amid-, nitrogenholdig heterosyklisk eller ni-tril-gruppe, gjor det mulig å bevirke oppsvelling av ligno-cellulosematerialet og innpodning av en polymer på dette. Skjønt disse produkter kan anvendes alene, kan man fortrinssvis anvende dem i blanding med andre monomere eller forpolymere som dem der er kjent for fremstilling av bestrålt impregnert tre.
Blant de vanlige monomere som produseres industrielt og mu-liggjør oppsvelling, kan som ikke-begrensende eksempler nevnes vinylpyridin, akrylamid, N-vinylkarbazol, akrylnitril o.s.v.
Disse monomere kan anvendes alene. Imidlertid benytter man dem mer fordelaktig som tilsetninger til konvensjonelle impregneringsmidler som anvendes for fremstilling av tre-^plast^komposisjoner (metylmetakrylat, etylmetakrylat, vinylacetat eller oppløsninger av mettede polyestere i styren, etc).
Det fremstilte resiniserte tre kan karakteriseres på forskjel-lige måter: Undersøkelse under mikroskop gjor det mulig å fastslå svelling av celleveggen, nærvær eller fravær av polymer i kanalene og celleaktiviteten, endringer i cellenes dimensjoner. Nedbygning av treets bestanddeler (cellulose, lignin) efter konvensjonelle metoder gjor det mulig å påvise fiksering av polymeren på dem. Man kan, hvis polymeren ikke er fornettet, verifisere at den innpodede polymer ikke lar seg ekstrahere, ved å trekke ut prover av liten tykkelse eller som sagflis. Sluttelig gir bestemmelsen av dimensjonsvariasjonen ved målt fuktighets-grad enten i lameller eller i massive prover, når likevekt oppnås, et direkte mål for den oppnådde stabilisering.
Fremgangsmåten gjor det mulig å fremstille en rekke forskjel-lige produkter, og blandt disse kan man sondre mellom følgende typer: Lette resiniserte treslag, dimensjonsstabile ved lave eller mode-rate innhold av polymer, hvor celleveggene innehelder polymeren, mens cellekavitetene forblir tomme.
Impregnerte resiniserte treslag som oppviser en partiell fylling av cellekavitetene og kanalene i treet.
Treslag resinisert til må<sinialt innhold av polymer: Fremgangsmåten gjør det mulig å innføre polymeren både i selve ligno-cellulosematerialet og i de hulrom dette oppviser. Man oppnår derved høyere innhold av polymer enn hvad det samme materiale har når bare tomrommene er besatt. En fordel som oppnås i tillegg i dette tilfelle, ligger i en mer lettvint og mer regelmessig inntrengen av impregneringsmiddelet i treet og dermed en større homogenitet av materialet. Denne foreteelse skyldes sannsynligvis den endring i grenseflatespenning mellom impregneringsmiddel og ligno-cellulosemateriale som følger med svellingen av dette. Fremgangsmåten kan bringes til utførelse på følgende måte: Man benytter et impregneringsmiddel inneholdende en monomer som virker oppsvellende på ligno-cellulosematerialet. Impregneringsmiddelet kan, alt efter hvad som ønskes, være monomeren i ren tilstand, en blanding med variabelt innhold av den svellingsfrem-mende monomer og en annen monomer eller en forpolymer. Det kan inneholde eller være fritt for vann alt efter fuktighetsgraden av treet som behandles.
Impregneringen skjer efter konvensjonelle metoder:
Avgassning av treet, eventuelt med etterspyling med nitrogen, eventuelt avgassning av impregneringsblandingen, sammenforing av tre og impregneringsmiddel, eventuelt påsetning av trykk eller tilbakevenden til atmosfæretrykk ved hjelp av nitrogen, innstilling av den i treet innforte mengde impregneringsmiddel (enten ved hj£lp av fornyet vakuum eller tilbakevenden til atmosfære trykk) hvis man onsker å oppnå en
begrenset impregneringsgrad for å bevare treets letthet.
Bestrålingen skjer med ioniserende strålinger. Disse er oftest gammastrålinger fra kobolt eller cesium eller stråling av akselererte elektroner produsert med en akselerator,tten at denne oppregning dog er begrensende. Bestrålingen skjer med passende styrke og i passende dose for at impregneringsmiddelet som helhet skal bli polymerisert og/eller fornettet uten at der behoves noen etterfølgende torking.
Der vil nu bli anfort en del ikke-begrensende eksempler på atfdreisen av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen.
Disse eksempler viser resultater oppnådd ved behandling av prover av bok (terninger med sidelengde 30 mm).
Bestrålingene ble utfort med gammastrålingér av C0-60 og med en styrke av 0,1 Mrad . h-^".
Impregneringsgraden er definert ved:
P+= vekt av torr prove etter behandling
P ■* vekt av torr prove for behandling,
Virkningsgraden av stabiliseringen er definert ved:
^V » volumsvellingen av en referanseprove etter 200 h i en
atmosfære ved 60 % fuktighet
^V+« volumsvellingen av den behandlede prove under de samme betingelser.
Sammensetningen av impregneringsmidlene er angitt i Vektprosent.
Eksempel 1.
Fuktig bok impregneres med en blanding av 90 % metylmetakrylat og 10 % 2-vinylpyridin og bestråles med 1 Mrad. Ved en impregneringsgrad på 9 % er virkningsgraden av stabiliseringen 62 %.
Eksempel 2.
Fuktig bok impregneres med en blanding av 75 % metylmetakrylat °g 25 % akrylnitril og bestråles med 2 Mrad. Ved en impregneringsgrad på 43 % er virkningsgraden av stabiliseringen 90 %.
Eksempel 3»
Fuktig bok impregneres med en blanding av 90 % metylmetakrylat og 10 % N-vinylkarbazol og bestråles med 2 Mrad. Ved en impregneringsgrad på 32,5 % er virkningsgraden av stabiliseringen 51
Eksempel 4»
Fuktig bok impregneres med en blanding av 90 % metylmetakrylat og 10 fj N-vinylkarbazol og bestråles med 2 Mrad. Ved en impregneringsgrad på 83,5 f° er virkningsgraden av stabiliseringen 93 %•
Fuktig bok, impregnert under samme betingelser med rent metylmetakrylat,forer bare til en impregneringsgrad på 78,6 % og en virkningsbrad av stabiliseringen på 76 %. Er treet tort, faller impregneringsgraden til 69,7 % °g virkningsgraden av stabiliseringen til 35
Eksempel 5»
Fuktig bok (12 vektprosent vann regnet i forhold til tort tre) impregneres med en blanding av 36»4 % umettet polyester, 33»6 % styren-, og 30 % akrylnitril og bestråles rned 6,4 Mrad. Ved en impregneringsgrad på 37»5 ) ° er virkningsgraden av stabiliseringen 68 %.
Eksempel 6.
Fuktig bek (12 vektprosent vann regnet i forhold til tort tre) impregneres med en blanding av 44»2 % polyester, 40,8 % styren og 15 # ^akrylnitril hvortil er satt 250 ppm polymerisasjonsinhibitor bestående av metyl-hydrokinoneter. Man bestråler med 4 Mrad. Ved en impregneringsgrad på 73 % er virkningsgraden av stabiliseringen 51
Eksempel 7»
Fuktig bok (12 vektprosent vann regnet i forhold til tort tre) impregneres med en blanding ' polyester-styren (volumforhold 50-50) og 13 % N-vinylkarbazol. Det hele bestråles med en dose på
3,2 Mrad. Ved en impregneringsgrad på 66 % er virkningsgraden av stabiliseringen 40

Claims (1)

  1. Fremgangsmåte til fremstilling av resinisert tre ved impregnering med et polymeriserbart impregneringsmiddel og efterfolgende bestråling for polymerisasjon av impregneringsmiddelet, karakterisert ved den kombinasjon av folgende i og for seg kjente trekk: at impregneringen foretas under tilstedeværelse, av minst 10% vann, regnet i forhold til tdrt tre, i impregneringsmiddelet eller i treet, og at der i det anvendte impregneringsmiddel inn-går en monomer som i nærvær av dette vanninnhold har oppsvellende virkning på ligno-cellulosematerialet og er polymeriserbar eller er sampolymeriserbar sammen med en eventuelt .tilstedeværende annen monomer eller forpolymer, så impregneringsmiddelet som helhet blir poly- . merisert ved bestrålingen.
NO286770A 1969-08-01 1970-07-22 NO125136B (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR6926536A FR2055861A5 (en) 1969-08-01 1969-08-01 Resinous wood impregnated by a polymerisedni

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO125136B true NO125136B (no) 1972-07-24

Family

ID=9038509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO286770A NO125136B (no) 1969-08-01 1970-07-22

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5116482B1 (no)
FR (1) FR2055861A5 (no)
NO (1) NO125136B (no)
SE (1) SE389464B (no)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4358519A (en) * 1977-12-05 1982-11-09 Honeywell Inc. Technique of introducing an interface layer in a thermoplastic photoconductor medium

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3077417A (en) * 1958-02-05 1963-02-12 Dow Chemical Co Stabilization of wood and wood products with acrylic-like compounds

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5116482B1 (no) 1976-05-25
SE389464B (sv) 1976-11-08
FR2055861A5 (en) 1971-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220176585A1 (en) Process for the acetylation of wood and acetylated wood
US7008984B2 (en) Furan polymer impregnated wood
Li et al. Comparison of decay resistance of wood and wood-polymer composite prepared by in-situ polymerization of monomers
Pelit et al. Effects of ThermoWood® Process Combined with Thermo-Mechanical Densification on some Physical Properties of Scots Pine (Pinus sylvestris L.).
Hadi et al. Physical and mechanical properties of methyl methacrylate-impregnated wood from three fast-growing tropical tree species
Manrich et al. The effect of chemical treatment of wood and polymer characteristics on the properties of wood–polymer composites
CN1257776A (zh) 一种生产防腐、阻燃、力学性能优良的木材高聚物复合材料的方法及产品
Ellis et al. Reaction of isocyanates with southern pine wood to improve dimensional stability and decay resistance
NO125136B (no)
US3846265A (en) Production of shaped structures
Gibson et al. Dimensional stabilisation of wood
RU2362671C2 (ru) Композиция для обработки древесины
Ajji Preparation of pinewood/polymer/composites using gamma irradiation
Garnett et al. Additive effects common to radiation grafting and wood plastic composite formation
US3912837A (en) Method of stabilization of lignocellulose materials
Hamdan et al. Study on thermal and biodegradation resistance of tropical wood material composites
JPS60242003A (ja) 改質木材
Šimůnková et al. Consolidation of wood by the method of monomer polymerization in the object
Sheikh et al. Radiation induced polymerization of vinyl monomers and their application for preparation of wood-polymer composites
Oraby et al. Radiation grafting of vinyl monomers onto wood pulp cellulose. Part I
Şolpan et al. Preparation and properties of some wood/(co) polymer composites
Şolpan et al. Improvement of mechanical stability of beechwood by radiation‐induced in situ copolymerization of allyl glycidyl ether with acrylonitrile and methyl methacrylate
US3968318A (en) Dimensional stabilization of lignocellulosic materials
Yang et al. Softwood impregnation by MMA monomer using supercritical CO2
JP3553660B2 (ja) 改質木材の製法