RU2381895C2 - Method for production of modified wood - Google Patents

Method for production of modified wood Download PDF

Info

Publication number
RU2381895C2
RU2381895C2 RU2007122234/04A RU2007122234A RU2381895C2 RU 2381895 C2 RU2381895 C2 RU 2381895C2 RU 2007122234/04 A RU2007122234/04 A RU 2007122234/04A RU 2007122234 A RU2007122234 A RU 2007122234A RU 2381895 C2 RU2381895 C2 RU 2381895C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wood
emucril
emucryl
temperature
hours
Prior art date
Application number
RU2007122234/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007122234A (en
Inventor
Виктор Петрович Ярцев (RU)
Виктор Петрович Ярцев
Олеся Анатольевна Киселева (RU)
Олеся Анатольевна Киселева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО "ТГТУ"
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 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО "ТГТУ" filed Critical Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО "ТГТУ"
Priority to RU2007122234/04A priority Critical patent/RU2381895C2/en
Publication of RU2007122234A publication Critical patent/RU2007122234A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2381895C2 publication Critical patent/RU2381895C2/en

Links

Landscapes

  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method for production of modified wood includes impregnation of wood with modifier and further thermal treatment, besides modifier used is represented by product of emulsion copolymerisation of ethyl acrylate with sterol Emucryl S or product of emulsion copolymerisation of acryl monomers Emucryl M, impregnation of wood with Emucryl S or Emucryl M is carried out at the temperature of 18-22°C for 3 days, and thermal treatment is carried out at the temperature of 80°C for 10 hours.
EFFECT: improved water resistance of wood with preservation of its strength and durability.
3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение используется в строительстве для повышения водостойкости древесины при сохранении ее прочности и долговечности.The invention is used in construction to increase the water resistance of wood while maintaining its strength and durability.

За аналог принималась древесина, модифицированная составом на основе алкидной смолы с добавлением стирола (патент РФ №4895489).For the analogue, wood was modified with a composition based on alkyd resin with the addition of styrene (RF patent No. 4895489).

Недостатком данного изобретения является токсичность модификатора.The disadvantage of this invention is the toxicity of the modifier.

В качестве прототипа принималась древесина, модифицированная составом на основе карбамидоформальдегидной смолы (патент РФ №5055017).As a prototype, wood modified with a composition based on urea-formaldehyde resin was adopted (RF patent No. 5055017).

Недостатками данного материала являются его низкая биостойкость и водостойкость.The disadvantages of this material are its low biostability and water resistance.

Техническая задача: повысить водостойкость древесины при сохранении ее прочности и долговечности.Technical task: to increase the water resistance of wood while maintaining its strength and durability.

Данная техническая задача достигается путем модификации натуральной древесины эмукрилом М или С. Эмукрил М (ТУ 6-36-5800146-264-91) представляет собой водную дисперсию сополимера этилакрилата с метилакрилатом и диметакриловым эфиром этиленгликоля и используется в качестве составной части упрочняющих и красящих составов в производстве бумажных и текстильных (например, шелковых тканей) материалов. Эмукрил С (ТУ 6-36-05800142-265-92) представляет собой продукт эмульсионной сополимеризации этилакрилата со стиролом, полученный при взаимодействии этилакрилата, стирола, эмульгатора, соды, персульфат аммония и применяется для жесткой отделки ткани из хлопка и его смеси с полиэфирными волокнами. В табл.1 представлены технические требования, предъявляемые к данным полимерным веществам.This technical problem is achieved by modifying natural wood with emucryl M or C. Emucryl M (TU 6-36-5800146-264-91) is an aqueous dispersion of a copolymer of ethyl acrylate with methyl acrylate and ethylene glycol dimethacrylic ether and is used as a component of hardening and coloring compositions in the production of paper and textile (e.g. silk fabrics) materials. Emucril C (TU 6-36-05800142-265-92) is a product of emulsion copolymerization of ethyl acrylate with styrene, obtained by the interaction of ethyl acrylate, styrene, emulsifier, soda, ammonium persulfate and is used for hard finishing of cotton fabric and its mixture with polyester fibers . Table 1 presents the technical requirements for these polymeric substances.

Модифицирование древесины (сосны 2-го сорта) осуществлялось следующим образом: ее пропитка эмукрилом при температуре 18÷22°С в течение 3 сут, а затем термообработка при температуре 80°С в течение 10 ч.Modification of wood (pine of the 2nd grade) was carried out as follows: it was impregnated with emucril at a temperature of 18 ÷ 22 ° C for 3 days, and then heat treatment at a temperature of 80 ° C for 10 hours.

Длительность технологических операций определялась по результатам кратковременных испытаний на сжатие (рис.1).The duration of technological operations was determined by the results of short-term compression tests (Fig. 1).

Таблица 1Table 1 Технические требования, предъявляемые к эмукрилуTechnical requirements for emucril № п.п.No. p.p. Наименование показателяName of indicator Эмукрил МEmucril M Эмукрил СEmucril C 1one Внешний видAppearance жидкость молочно-белого цветаmilky white liquid жидкость молочно-белого цветаmilky white liquid 22 Массовая доля нелетучих веществ, %Mass fraction of nonvolatile substances,% 40±140 ± 1 40±240 ± 2 33 Массовая доля летучих мономеров, % не болееMass fraction of volatile monomers,% no more 0,0050.005 -- 4four Массовая доля летучих мономеров (этилакрилата + стирола), %, не болееMass fraction of volatile monomers (ethyl acrylate + styrene),%, no more -- 0,0050.005 55 Показатель активности водородных ионов, ед. рНThe activity indicator of hydrogen ions, units pH 7,0÷8,57.0 ÷ 8.5 7,0-8,57.0-8.5 66 Массовая доля железа, %, не болееMass fraction of iron,%, no more 0,010.01 0,0050.005 77 Плотность, г/см3 Density, g / cm 3 1,055±0,0041,055 ± 0,004 1,04±0,0051.04 ± 0.005 88 Устойчивость к действию электролитов (водный раствор с массовой долей MgCl2·6H2O 3% и водный раствор с массовой долей NH4CI 11%)Resistance to electrolytes (aqueous solution with a mass fraction of MgCl 2 · 6H 2 O 3% and an aqueous solution with a mass fraction of NH 4 CI 11%) -- устойчивsteady

Figure 00000001
Figure 00000001

При пропитке образцов древесины эмукрилом М или С наблюдается резкое увеличение их массы. Для эмукрила С она достигает максимального значения через 72 ч, а эмукрила М - через 168 ч. Процесс пропитки сопровождается увеличением размеров деревянных образцов, что свидетельствует о заполнении эмукрилом не только пустот, но и его проникновении в стенки клеток древесины.When wood samples are impregnated with emucryl M or C, a sharp increase in their mass is observed. For emucril C, it reaches its maximum value after 72 hours, and emucril M after 168 hours. The impregnation process is accompanied by an increase in the size of wooden samples, which indicates that not only voids are filled with emucril, but also its penetration into the walls of wood cells.

При насыщении древесины эмукрилом в первые 24 ч происходит резкое падение ее прочности, после чего она снова повышается и на 3 сут достигает своего максимального значения: 100% от прочности натуральной древесины для эмукрила М и 72% - для эмукрила С (фиг.1, а).When wood is saturated with emucril in the first 24 hours, its strength drops sharply, after which it rises again and reaches its maximum value for 3 days: 100% of the strength of natural wood for emucril M and 72% for emucril C (Fig. 1, a )

Для улучшения свойств пропитанные образцы древесины были подвержены термической обработке при температуре 80°С. В результате чего происходит полимеризация мономера и его сшивка с молекулами древесинного вещества. При этом в первые 2 ч наблюдается снижение прочности, что вызвано размягчением полимера, а в дальнейшем ее резкий рост. Максимума прочность достигает после 10 ч прогрева.To improve the properties, the impregnated wood samples were subjected to heat treatment at a temperature of 80 ° C. As a result, the monomer is polymerized and crosslinked with wood substance molecules. In the first 2 hours, a decrease in strength is observed, which is caused by softening of the polymer, and then its sharp increase. Maximum strength reaches after 10 hours of heating.

Исследование физико-механических характеристик осуществлялось для древесины, модифицированной эмукрилом по оптимальному режиму, т.е. пропитанной мономером в течение 3 сут при температуре 20°С и подвергнутой термообработке при температуре 80°С в течение 10 ч. Полученные результаты представлены в табл.2The study of the physicomechanical characteristics was carried out for wood modified with emucril according to the optimal regime, i.e. impregnated with monomer for 3 days at a temperature of 20 ° C and subjected to heat treatment at a temperature of 80 ° C for 10 hours. The results are presented in table 2

Таблица 2table 2 Физико-механические характеристики древесины, модифицированной эмукрилом М или СPhysico-mechanical characteristics of wood modified with emucryl M or C № п/пNo. p / p ПоказательIndicator Натуральная древесинаNatural wood Модифицированная древесинаModified wood Эмукрилом МEmucril M Эмукрилом СEmucril C 1one Плотность, кг/м3 Density, kg / m 3 550550 600600 600600 22 Разрушающее напряжение, МПа:Destructive stress, MPa: - при сжатии- during compression 57,657.6 50,5350.53 55,655.6 - при скалывании- when chipping 4,844.84 2,652.65 -- - при поперечном изгибе- with transverse bending 82,9782.97 101,1101.1 109109 33 Модуль деформации при сжатии, МПа:The deformation modulus in compression, MPa: - вдоль волокон- along the fibers 1000010,000 1306513065 -- - поперек волокон- across the fibers 50005000 53055305 -- 4four Водопоглощение по массе, %, заWater absorption by weight,%, per - 2 ч- 2 hours 3737 88 14fourteen - 24 ч- 24 h 5151 2222 -- - 30 сут- 30 days 114114 8181 -- 55 Набухание по толщине, %, заThickness swelling,%, per -- - 2 ч- 2 hours 4,24.2 22 -- - 24 ч- 24 h 4,24.2 -- -- - 30 сут- 30 days 4,84.8 4,84.8 -- 66 Остаточная прочность при сжатии, %, после воздействия воды в течениеResidual compressive strength,%, after exposure to water for - 2 ч- 2 hours 20twenty 2525 --

- 24 ч- 24 h 20twenty 2323 -- - 30 сут- 30 days 20twenty 2222 -- 77 Коэффициент линейного термического расширения α×10-6, 1/°СThe coefficient of linear thermal expansion α × 10 -6 , 1 / ° C 2,832.83 0,840.84 -- 88 Коэффициент стойкости к УФ-облучению в течениеUV resistance coefficient during - 100 ч- 100 h 1,141.14 1,071,07 1,241.24 - 200 ч- 200 h 1,191.19 0,780.78 -- - 300 ч- 300 h 1,301.30 0,870.87 -- 99 Коэффициент морозостойкости после 50 циклом замораживания-оттаиванияFrost resistance after 50 freeze-thaw cycles 0,750.75 0,780.78 -- 1010 Долговечность (время до разрушения) при температуре 16°С и напряжении 70 МПа при поперечном изгибеDurability (time to failure) at a temperature of 16 ° C and a stress of 70 MPa with transverse bending 9 лет9 years -- >100 лет> 100 years 11eleven Деформационная долговечность при температуре 16°С и твердости 20 МПаDurability at a temperature of 16 ° C and a hardness of 20 MPa 3,2 г3.2 g -- >100 лет> 100 years

Как видно из табл.2, применение в качестве модификатора эмукрила С и М позволяет существенно увеличить водостойкость древесины при сохранении ее морозостойкости. Так, ее водопоглощение за 2 ч снижается в 3-4,5 раза, за 24 ч - 2,5 раза, а остаточная прочность повышается в 1,1÷1,25 раза. Применение данных модификаторов также позволяет повысить прочность при поперечном изгибе (1,3 раза), твердость (1,3 раза) и долговечность древесины (в десятки раз) (рис.2).As can be seen from table 2, the use of emucryl C and M as a modifier can significantly increase the water resistance of wood while maintaining its frost resistance. So, its water absorption in 2 hours is reduced by 3-4.5 times, in 24 hours - by 2.5 times, and the residual strength increases by 1.1 ÷ 1.25 times. The use of these modifiers can also increase transverse bending strength (1.3 times), hardness (1.3 times) and wood durability (tens of times) (Fig. 2).

Figure 00000002
Figure 00000002

Следует также отметить, что в отличие от существующих модификаторов (метилметакрилата, стирола, фенолоформальдегидных смол и т.д.) эмукрил является экологически безвредным.It should also be noted that, in contrast to existing modifiers (methyl methacrylate, styrene, phenol-formaldehyde resins, etc.), emucril is environmentally friendly.

Авторами предлагается следующая технология модифицирования древесины эмукрилом М и С:The authors propose the following technology for wood modification with emucryl M and C:

- пропитка древесины мономером при температуре 20°С в течение 3 сут: при этом эмукрила С поглощается 6,5% от массы древесины, а эмукрила М-7,5%;- wood impregnation with monomer at a temperature of 20 ° C for 3 days: in this case, emucril C is absorbed 6.5% of the mass of wood, and emucril M-7.5%;

- термообработка пропитанной древесины при 80°С в течение 10 ч.- heat treatment of impregnated wood at 80 ° C for 10 hours

Древесина модифицированная предлагаемым мономером обладает:Modified wood of the proposed monomer has:

- повышенной водостойкостью и морозостойкостью;- increased water resistance and frost resistance;

- повышенной прочностью при поперечном изгибе;- increased strength in lateral bending;

- повышенной твердостью;- increased hardness;

- экологической безопасностью.- environmental safety.

Claims (1)

Способ получения модифицированной древесины, включающий пропитку древесины модификатором с последующей термообработкой, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют продукт эмульсионной сополимеризации этилакрилата со стиролом Эмукрил С или продукт эмульсионной сополимеризации акриловых мономеров Эмукрил М, пропитку древесины Эмукрилом С или Эмукрилом М осуществляют при температуре 18-22°С в течение 3 сут, а термообработку при температуре 80°С в течение 10 ч. A method of producing modified wood, including impregnating wood with a modifier followed by heat treatment, characterized in that the emulsion copolymerization product of ethyl acrylate with styrene Emucril C or the product of emulsion copolymerization of acrylic monomers Emucril M is used as a modifier, wood is impregnated with Emucril C or Emucril M at temperature 22 ° C for 3 days, and heat treatment at a temperature of 80 ° C for 10 hours
RU2007122234/04A 2007-06-13 2007-06-13 Method for production of modified wood RU2381895C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007122234/04A RU2381895C2 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Method for production of modified wood

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007122234/04A RU2381895C2 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Method for production of modified wood

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007122234A RU2007122234A (en) 2008-12-20
RU2381895C2 true RU2381895C2 (en) 2010-02-20

Family

ID=42127254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007122234/04A RU2381895C2 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Method for production of modified wood

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2381895C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764921C1 (en) * 2021-04-29 2022-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Wood modification method
RU2764926C1 (en) * 2021-04-29 2022-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Wood modification method
RU2764924C1 (en) * 2021-04-29 2022-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Wood modification method
RU2764925C1 (en) * 2021-04-29 2022-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Wood modification method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213573B (en) * 2021-12-17 2023-05-23 中国林业科学研究院木材工业研究所 Acrylic ester microemulsion wood modifier and preparation method and application thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Энциклопедия полимеров.- М.: Советская энциклопедия, 1972, т.1, кол.765. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764921C1 (en) * 2021-04-29 2022-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Wood modification method
RU2764926C1 (en) * 2021-04-29 2022-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Wood modification method
RU2764924C1 (en) * 2021-04-29 2022-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Wood modification method
RU2764925C1 (en) * 2021-04-29 2022-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Wood modification method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007122234A (en) 2008-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Improved performance of poplar wood by an environmentally-friendly process combining surface impregnation of a reactive waterborne acrylic resin and unilateral surface densification
RU2381895C2 (en) Method for production of modified wood
Pfriem et al. Furfuryl alcohol impregnation for improved plasticization and fixation during the densification of wood
Devi et al. Effect of glycidyl methacrylate on the physical properties of wood–polymer composites
Islam et al. Tropical wood polymer nanocomposite (WPNC): The impact of nanoclay on dynamic mechanical thermal properties
WO1994029102A1 (en) Hardened and fire retardant wood products
AU2003268897B2 (en) Method for improving the durability, dimensional stability and surface hardness of a wooden body
AU2015298181B2 (en) Wood treatment for dimensional stabilization
US7494718B2 (en) Method for improving the surface hardness of a wooden body using an aqueous solution of an impregnating agent
Huang et al. Effect of modification with phenol formaldehyde resin on the mechanical properties of wood from Chinese fir
Cataldi et al. Microcrystalline cellulose filled composites for wooden artwork consolidation: Application and physic-mechanical characterization
Li et al. Comparison of Physical-mechanical and Mould-proof Properties of Furfurylated and DMDHEU-modified Wood.
Che et al. Radiata pine wood treatment with a dispersion of aqueous styrene/acrylic acid copolymer
Rahman et al. Mechanical and biological performance of sodium metaperiodate-impregnated plasticized wood (PW)
Liu et al. Synthesis of silica Janus nanosheets and their application to the improvement of interfacial interaction in wood polymer composites
Jiang et al. Impact of DMDHEU resin treatment on the mechanical properties of poplar
Dong et al. Structure and Properties of Polymer-Impregnated Wood Prepared by in-situ Polymerization of Reactive Monomers.
CN106584617A (en) Wood plasticizing agent and preparation method thereof
Meethaworn et al. A novel densifying method for the development of high strength rubberwood for structural application
NO311246B1 (en) Wood polymer composite, process for making the wood polymer composite by impregnating wood material and / or wood based material, and use thereof
H’ng et al. Urea formaldehyde impregnated oil palm trunk as the core layer for three-layered board
Szymona et al. Valorization of waste oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) biomass through furfurylation
Mohamad Jani et al. Rubberwood-polymer composites: the effect of chemical impregnation on the mechanical and physical properties
Noël et al. Lactic acid/wood-based composite material. Part 2: Physical and mechanical performance
Yang Effect of modification with methyl methacrylate on the mechanical properties of plectocomia kerrana rattan

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091207