Защита древесины композицией на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов
Анализ возможности применения поверхностного адсорбционно-химического модифицирования для исторической и современной древесины с целью увеличения огне-, био-, влагозащитных свойств. Компоненты для защитной композиции, разработка ее технических условий.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.09.2018 |
| Размер файла | 154,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Защита древесины композицией на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов
Общая характеристика работы
Актуальность
В настоящее время возрастает использование древесины в строительстве. В России существует большое количество деревянных памятников архитектуры.
В процессе эксплуатации происходит старение и разрушение древесины. Основными причинами разрушения являются действие окружающей среды и механические нагрузки.
На сегодняшний день отсутствуют защитные составы для древесины, имеющие комплексное огне-, био-, влагозащитное действие, сохраняющееся длительное время. Разработка защитных составов для поверхностного модифицирования фосфорорганическими соединениями и полиуретанами исторической и современной древесины позволит более рационально использовать древесину, увеличить ее долговечность, а также сохранить памятники архитектуры.
Работа выполнена в соответствии с федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.
Цель и задачи работы:
Основной целью работы явилась разработка защитных композиций на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов для современной древесины и древесины исторических памятников. Для достижения поставленной цели нужно было решить следующие задачи:
- Обосновать возможность применения поверхностного адсорбционно-химического модифицирования для исторической и современной древесины с целью увеличения огне-, био-, влагозащитных свойств.
- Обосновать выбор компонентов для защитной композиции, обеспечивающей увеличение прочностных характеристик, а также огне-, био- и влагозащитных свойств при поверхностном модифицировании.
- Установить взаимодействие элементов композиции с целлюлозой и древесиной, возможный механизм защитного действия.
- Разработать защитную композицию на основе выбранных компонентов.
- Разработать ТУ для полученной защитной композиции.
- Осуществить опытно-производственное опробирование разработанной композиции.
Научная новизна работы:
Обоснована возможность создания длительного эффекта комплексной защиты древесины и материалов на ее основе путем поверхностного модифицирования сначала эфирами фосфористой кислоты, оказывающими биозащитное действие, а затем полиуретанами пониженной горючести, способствующими влагозащите и стойкости в атмосферных условиях. Защитное действие обусловлено химическим связыванием реакционно-способных гидроксильных групп древесины при взаимодействии с эфирами фосфористой кислоты по принципу реакции переэтерифркации, гидроксильные группы, не прореагировавшие с эфирами фосфористой кислоты, взаимодействуют с полиуретанами с образованием уретановых групп.
Установлено, что происходит поверхностное химическое модифицирование древесины. Методами ИК-спектроскопии и элементного анализа установлены схемы реакций, протекающих при поверхностном модифицировании исторической и современной древесины фосфорорганическими соединениями и полиуретанами со сниженной горючестью (ФОС-ПУ).
Методом рентгено-спектрального анализа установлено наличие минерализации солями кальция и алюминия компонентов лигноуглеводного комплекса древесины при длительном контакте с грунтами. Методом Фурье ИК-спектроскопии и элементного анализа установлена схема реакции взаимодействия целлюлозной компоненты древесины свай с солями кальция грунтов при длительном контакте.
Микологическими и аналитическими исследованиями установлена зависимость прочности на сжатие вдоль волокон исторической древесины свай от содержания целлюлозы, жизнеспособных спор биоразрушителей, а также химически связанного кальция.
С помощью химического анализа компонентов лигноуглеводного комплекса было определено содержание лигнина и целлюлозы исторических памятников различных сроков эксплуатации. Исследование древесины свай показало, что со временем происходит уменьшение содержания целлюлозы, содержание лигнина увеличивается, что возможно за счет конденсации продуктов разложения целлюлозы с реакционными группами лигнина.
Практическая значимость работы:
Разработаны композиции для адсорбционно - поверхностного модифицирования древесины на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов. Композиции увеличивают долговечность древесины за счет увеличения огне-, био-, влагозащитных свойств и прочности у частично разрушенной древесины.
Разработано композиционное покрытие для древесины свай, находящихся в грунтах, которое обладает высокой био-влагостойкостью, а также укрепляющим действием.
Получено существенное снижение горючести (2-ой класс по ГОСТ Р 532192) для полиуретановых покрытий.
Новизна разработок подтверждена положительным решением по заявке на патент №2010107695 от 02.03.2010 г. на «Способ укрепления и био-, влагозащиты деревянных свайных фундаментов».
Внедрение результатов работы:
Осуществлено опытно-промышленное опробывание разработанной композиции на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов для укрепления и защиты древесины свай фундамента Библиотеки Духовной Академии Свято-Троицкой Сергиевой Лавры.
Разработанной композицией на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов пониженной горючести для атмосферно эксплуатируемой древесины укреплены и защищены детали объектов музея-заповедника «КИЖИ» и образцы IX века, найденные при раскопках в Старой Ладоге в 2009 году.
Апробация работы:
Основные результаты диссертационной работы доложены на Юбилейной десятой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов, Москва 25-26 апреля 2007 года; второй международной конференции по зеленой химии ЮПАК, сентябрь 14-19 2008; конференции IAWS (международная академия наук по древесине), 15-21 июня 2009 года, Санкт-Петербург; Двенадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов, Москва 15-22 апреля 2009; научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях», Москва 2009; 3-й международной конференции «Физикохимия лигнина» 29 июня-3 июля 2009 года, Архангельск; 4-й Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнология», СПб 2009; на научно-практической конференции «МГСУ - «У.М.Н.И.К.» - 2009», ноябрь 2009; конференции ИФО МГСУ «Фундаментальные науки в строительстве» 31 марта 2010 г.
На защиту выносятся:
- Обоснование возможности создания защитной композиции для древесины при поверхностном модифицировании фосфорорганическими соединениями и полиуретанами.
- Механизм разрушения древесины свай на примере оснований фундаментов зданий Свято-Троицкой Сергиевой Лавры.
- Зависимость прочности древесины свай от процентного содержания целлюлозы, содержания микроэлементов, количества дереворазрушающих спор грибов.
- Схема реакции кальцинирования целлюлозы древесины свай в грунтах.
- Прочностные, биоцидные свойства древесины свай обработанных композиционным составом.
- Схема химических реакций протекающих при модифицировании древесины разработанными композициями.
- Результаты испытаний на огнезащищенность, биостойкость и др. испытаний полученной композиции для защиты исторической и современной древесины.
- Результаты внедрения разработанного композиционного покрытия.
Структура и объем диссертации:
Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы из 106 наименований и 9 приложений. Она изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 69 рисунков и 22 таблиц.
Содержание работы
адсорбционный древесина влагозащитный
Древесина активно используется и в современном строительстве. Сейчас в России реализуется приоритетный национальный проект «Доступное и комфортное жилье - гражданам России на 2009-2012 гг.». После перенесенных этим летом пожаров, производят восстановление жилья с использованием древесных и древесностружечных материалов. Также в настоящее время строится большое количество большепролетных сооружений из клееной древесины.
В России существует 2.5 тысячи памятников архитектуры, около половины из них являются деревянными. Памятники деревянного зодчества - это предмет национальной гордости нашей страны. В мире только 3 страны имеют деревянную архитектуру: Россия, Норвегия, Япония. Однако, ни в одной из названных стран нет такого разнообразия деревянных памятников, как в России.
Анализ литературных данных показал отсутствие в настоящее время защитных составов для древесины, обладающих комплексным био-, огне-, влагозащитным действием, которое может сохраняться длительное время. Не существует также составов для укрепления разрушенной древесины.
Разработка эффективных защитных композиций комплексного действия позволит более рационально использовать древесину и сохранить лесные массивы, а также деревянные памятники архитектуры.
Нами было выбрано поверхностное адсорбционно - химическое модифицирование, как модифицирование позволяющее получить существенный эффект при наибольшей доступности и простоте обработки. Кроме того, многие технологические процессы защиты древесины просто неосуществимы при обработке исторических памятников архитектуры. Долговечность защитного действия при поверхностном адсорбционно-химическом модифицировании обеспечивают ковалентные связи между модификатором и компонентами древесины. В качестве 1 компонента защитной композиции нами было выбрано фосфорсодержащее органическое соединение - диметилфосфит(ДМФ). Реакция протекает по принципу переэтерификации по гидроксогруппам древесины. Обработанная таким образом древесина приобретает высокую биостойкость. Известно, что наилучшую влагозащиту и твердость обрабатываемой ими поверхности имеют полиуретаны. Поэтому в качестве 2 компонента защитной композиции были выбраны полиуретаны. Гексаметилендиизоцианат (ГМДИ) был выбран как основная составляющая полиуретанов для древесины эксплуатируемой в атмосферных уловиях. Для древесины свай был выбран полиуретан на основе толуилендиизоцианата (ТДИ).
Многие памятники архитектуры имеют в основании фундаментов деревянные сваи, от состояния которых зависит долговечность этих сооружений. Защитные составы для укрепления древесины свай отсутствуют. Разработка таких составов позволит сохранить многие исторические здания Москвы, Санкт-Петербурга и других городов России и Европы. Для разработки данных составов необходимо провести исследование механизма разрушения древесины в грунтах. Как показал анализ литературных данных - таких исследований не проводилось.
Для создания защитного состава для свай нужно было рассмотреть механизм разрушения древесины в грунтах. В работе исследуется механизм разрушения деревянных свайных фундаментов на примере сооружений Свято-Троицкой Сергиевой Лавры(СТСЛ) и ряда объектов кремля города Ростова Великого. Проводился химический анализ на содержание лигнина Классона по методу Комарова и целлюлозы по методу Кюршнера-Хоффера.
Относительное содержание компонентов лигноуглеводного косплекса в древесине свай разного времени эксплуатации (в% от массы)
|
№ |
Образец |
Содержаниелигнина. |
Содержание целлюлозы. |
Низкомолекулярные и экстрактивные продукты деструкции. |
Статическая твердость, МПА |
Прочность на сжатие вдоль/(поперек) волокон, МПА |
Время эксплуатациив годах |
|
|
1 |
Успенский Собор СТСЛ, верх сваи. XVI век. Шурф 5. |
60.11 |
29.49 |
10.40 |
- |
26.5 |
470 |
|
|
2 |
Успенский Собор СТСЛ, средняя часть. XVI век. Шурф 5 |
51.0 |
31.7 |
17.3 |
- |
23.0 |
470 |
|
|
12 |
Западная стена СТСЛ, верх сваи, XVII век шурф 9 |
41.01 |
48.23 |
10.76 |
71.77 |
55.2 |
350 |
|
|
13 |
Западная стена СТСЛ, средняя часть сваи, XVI век шурф 9. |
39.32 |
27.33 |
33.35 |
102.33 |
17.2 |
450 |
|
|
14 |
Западная стена СТСЛ, низ сваи, XVI век шурф 9 |
48.15 |
33.51 |
18.34 |
30 |
20 |
450 |
|
|
16 |
Южная стена СТСЛ, шурф 6, верх. |
42.64 |
24.37 |
32.99 |
0 |
0 |
350 |
|
|
17 |
Южная стена СТСЛ, шурф 7, верх |
49.47 |
21.98 |
28.55 |
0 |
0 |
350 |
|
|
18 |
Южная стена СТСЛ, XVII век. |
51.63 |
17.87 |
30.5 |
41.42 |
32.4 |
370 |
|
|
19 |
Южная стена, свая из-под пилона Луковой башни, XVI век. |
42.71 |
19.88 |
37.41 |
67.81 |
19.2 |
470 |
|
|
20 |
Ростовский Кремль, Конюшенный двор, XIX в. |
48.58 |
34.57 |
16.85 |
16.25 |
18.8 |
150 |
|
|
46 |
Образец современного дуба чересчатого. |
27.8 |
47.3 |
24.9 |
62 |
57.5 |
1 |
|
|
47 |
Образец современной сосны. |
27.5 |
43.3 |
28.3 |
28.5 |
48.5 |
1 |
Как видно из табл. 1, в древесине происходит постепенное увеличение содержания лигнина и постепенное уменьшение содержания целлюлозы.
Исследование древесины свай в основаниях фундаментов исторических сооружений проводилось с помощью ИК-Фурье спектроскопии на инфракрасном фурье-спектрометре Magna 750 фирмы Nicolet (США) в области от 4000 до 400 см-1. Снимались спектры древесины свай, а также, выделенных из этой древесины, лигнина и целлюлозы.
Исследование спектров целлюлозы показало, что в средних областях происходит увеличение пиков в области 1730 см-1 и 1650-1640 обратных сантиметров (рис. 1). Пик1730 см-1 соответствует колебаниям карбонильных групп окисленного первичного атома углерода элементарного звена молекулы целлюлозы. Пик 1650 см-1 соответствует валентным колебаниям С=О, но отличным от пика в области 1730 см-1. Данная группа образуется, по-видимому, при разрыве пиранозного цикла.
Рис. 1. Увеличение пиков в ИК-спектрах древесины свай (1) в сравнении с ИК-спектром контрольных образцов современной древесины(2)
В образцах древесины свай крепостных стен СТСЛ методом рентгено-флуоресцентного анализа было определено процентное содержание по массе кальция, железа, кремния и алюминия (рис. 2) Параллельно с рентгено-флуоресцентным анализом образцов древесины, проводился аналогичный анализ целлюлозы и лигнина, выделенных по вышеописанным методикам, из исследуемых образцов. Количественное определение металлов в компонентах лигноуглеводного комплекса изученных образцов древесины свай показало, что процентное содержание по массе кальция в 5-10 раз выше для целлюлозы, чем для лигнина.
Рис. 2 Содержание микроэлементов в образцах целлюлозы и лигнина археологической древесинывозрастом до 500 лет
Обобщая полученные данные можно представить схему кальцинирования целлюлозы древесины свай в следующем виде:
Микологический анализ образцов древесины свай (совместно с институтом им. А.Н. Северцова РАН) позволил выявить зависимость прочности на сжатие древесины вдоль волокон от количества жизнеспособных спор на 1см2 поверхности. С увеличением количества спор, прочность уменьшается линейно. То есть важным фактором разрушения древесины является биокоррозия.
Имея представление о механизме разрушения древесины свай, мы провели исследования, касающиеся вопроса поверхностного адсорбционно-химического модифицирования современной древесины фосфорсодержащими органическими соединениями (ФОС) совместно с полиуретанами (ПУ). ФОС создают биостойкость обрабатываемой древесины, а полиуретаны придают поверхностную твердость обрабатываемой древесине. Совместное использование системы ФОС-ПУ на древесине не было исследовано.
Изучение химического взаимодействия целлюлозы и древесины с указанными компонентами проводилось методом ИК-Фурье спектроскопии и элементного анализа.
Взаимодействие древесины с ФОС (в работе использовался диметилфосфит - ДМФ) было исследовано ранее в работах Покровской Е.Н. Взаимодействие ДМФ с древесиной протекает по гидроксильным группам по принципу реакции переэтерификации. Химическое взаимодействие между ФОС и лаком ПУ, как показывают данные ИК-спектров отвержденных образцов композиции ПУ и ДМФ, не происходит.
Таким образом, компоненты защитной композиции на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов реагируют с поверхностью древесины отдельно: т.к. первоначально древесина обрабатывается ДМФ, который вступает в реакцию переэтерификации по гидроксильным группам. По оставшимся свободными гидроксильным группам в поверхностном слое древесины происходит взаимодействие с полиуретанами. Можно заключить, что при поверхностном модифицировании происходит образование ковалентных связей как с ПУ, так и с ДМФ по принципу неравномерной «зебры» на поверхности.
Для увеличения огнезащищенности, в лак ПУ был добавлен органобентонит. Как показывают спектры, взаимодействия органобентонита с лаком ПУ не происходит при обычной температуре, вне зависимости от степени размешанности органобентонита.
Проведенные исследования позволили создать защитную систему ФОС-ПУ. Полиуретановый лак был синтезирован по «двухкомпонентной» методике. Компонент «А» состоит из 1,4 бутандиоладипината, катализатора-триэтилендиамина, смеси растворителей - толуола, ксилола, этилацетата и бутилацетата. Компонент «Б» представляет собой гексаметилендиизоцианат (ГМДИ). Компоненты «А» и «Б» смешивались в различных соотношениях, для создания прозрачной поверхности. В окончательном варианте оно составляет 100 частей полиэфира к 60 ГМДИ. Для уменьшения горючести полиуретановый лак модифицировали органобентонитом. Органобентонит представляет собой модифицированный диалкилдиметилхлоридом аммония бентонит. Для создания модифицированного лака предварительно компонент «А» перемешивали в течение часа турбинной мешалкой при 5000 об/мин.
Рентгенодифракционный анализ полученной нанокомпозиции был осуществлен на дифрактометре марки Termo Scientific фирмы Termo Electron. По данным рентгенодифракционного анализа было рассчитано межслоевое расстояние для органобентонита, равное 3.5 нм. (кривая 1) В процессе получения нанокомпозита органобентонит расслаивается, образуя нанокомпозитный полиуретановый лак, о чем свидетельствует отсутствие пиков на кривой 2. (рис. 3) Полученную композицию можно считать нанодисперсией, т.к. отдельные чешуйки органобентонита не превышают по толщине 1 нм.
Рис. 3. Рентгенодифракционный анализ: 1-органобентонит, 2 - органобентонит в полиэфире (10%)
Были проведены испытания по ГОСТ Р 532192-2009 для определения огнезащитных свойств образцов поверхностно модифицированной системой ФОС-ПУ древесины. Введение 5-10% органобентонита в лак уменьшает потерю массы при горении. Покрытие поверхности древесины полиуретановым лаком повышает процент потери массы при горении с 54.3% до 80%, в то время как введение 5% органобентонита снижает процент потери массы до 29.5%. Введение большего количества органобентонита (в частности 10%) неоправданно, т.к. не вызывает значительного изменения огнезащитных свойств древесины, и не способствует седиментационной стабильности.
С целью создания комплексных огне-, био-, влагозащитных свойств, мы проводили обработку древесины ДМФ, а затем нанодисперсией органобентонита в полиуретане. Результаты по ГОСТ Р532192 на огнестойкость композитных покрытий представлены в таблице 2. Чтобы оценить влияние размеров частиц на огнезащитные свойства, мы использовали органобентонит в 2 модификациях: размеры частиц около 1 нм. и микроразмерный органобентонит. Огнезащитные свойства древесины при поверхностном модифицировании системой ФОС-ПУ представлены в таблице 2.
Огнезащитные свойства образцов древесины по ГОСТ Р 532192 предварительно обработанных сначала ДМФ, затем нанодисперсией органобентонита в полиуретане.
Таблица 2
|
№ |
Состав |
Масса образца древесины, г. |
Потеря массы, г. |
|||
|
Перед сжиганием |
После сжигания |
г |
% |
|||
|
1 |
Конц. ДМФ +лак ПУ с 5% сод. органобентонита. р.ч.1 нм. |
104.41 |
90.13 |
14.28 |
13.68 |
|
|
2 |
Конц. ДМФ +лак ПУ с 5% сод. органобентонита р.ч.1 мкм. |
100.6 |
88.51 |
12.09 |
12.22 |
|
|
3 |
ДМФ 40%+лак ПУ с 5% сод. органобентонита р.ч.1 нм |
133.37 |
111.89 |
21.48 |
16.11 |
|
|
4 |
ДМФ 40%+лак ПУ с 5% сод. органобентонита р.ч.1 мкм |
116.21 |
92.96 |
23.25 |
20.01 |
|
|
5 |
ДМФ 10%+лак ПУ с 5% сод. органобентонита р.ч.1 нм |
151.42 |
116.94 |
34.48 |
22.78 |
|
|
6 |
ДМФ 10%+лак ПУ с 5% сод. органобентонита р.ч.1 мкм |
116.90 |
90.02 |
26.87 |
22.99 |
|
|
7 |
ДМФ 100%+лак ПУ |
111.13 |
84.43 |
26.7 |
27.17 |
Из представленных данных можно заключить следующее. ДМФ лучше использовать концентрированный. Размеры частиц органобентонита не оказывают существенного влияния на огнезащитные свойства, однако влияют на седиментационную устойчивость композиции. Устойчивы композиции только с наноразмерными частицами органобентонита.
Добавление органобентонита увеличивает прочностные показатели образующегося покрытия. В таблице 3 представлены средние значения по прочности на сжатие вдоль и поперек волокон для образцов современной древесины, обработанных лаком с 5% добавкой органобентонита, лаком ПУ без органобентонита, с одинаковым расходом в 100 г./м2, и необработанной древесиной. Прочностные характеристики измерены на приборе Оникс 2.4
Таблица 3. Прочностные испытания на сжатие вдоль волокон
|
Контроль |
Лак ПУ |
Лак ПУ с 5% добавкой бентонита |
||||
|
Вдоль волокон, МПА |
Поперек волокон, МПа |
Вдоль волокон МПА |
Поперек волокон, МПа |
Вдоль волокон, МПА |
Поперек волокон, Мпа |
|
|
8.32 |
2.2 |
10.01 |
2.37 |
10.89 |
2.90 |
Покрытие с добавлением органобентонита увеличивает прочность обрабатываемой древесины на 23.6%, по сравнению с исходной, вдоль волокон и на 24.14% поперек волокон. Этот эффект увеличивается на исторической древесине, в еще большей степени, за счет проницаемости во внутреннюю структуру древесины, что вызвано большей пористостью исторической древесины.
Водопоглощение образцов древесины, поверхностно модифицированной разработанной композицией не превышает 5% при испытаниях по ГОСТ 16483.20-72.
Чтобы определить биоцидные свойства полученной композиции, был проведен микологический анализ образцов. На всех образцах после проведенного испытания по стандартной методике плесневые грибы, бактерии, дрожжи не выявлены, кроме контрольного. Защитная композиция обладает высокой биостойкостью. (см. таблицу 4)
Таблица 4. Результаты микологического анализа
|
№ |
Покрытие |
Микроорганизмы (МО), обнаруженные в пробе. |
Кол-во жизнеспособных спор на 1 см2 |
||
|
Сусло-агар |
Среда картофельный агар |
||||
|
1 |
Лак ПУ |
Роста грибов не выявлено |
Роста дрожжей, бактерий не выявлено. |
0 |
|
|
2 |
Лак ПУ с 5% содержанием бентонита |
Роста грибов не выявлено |
Роста дрожжей, бактерий не выявлено. |
0 |
|
|
3 |
ДМФ+лак ПУ с 5% содержанием бентонита |
Роста грибов не выявлено |
Роста дрожжей, бактерий и актиномицетов не выявлено. |
0 |
|
|
4 |
Контрольный образец без покрытия |
Penicillium, Aspergillus, Trichoderma |
Обрастание грибами, дрожжами на 80% поверхности. |
188 |
По результатам проведенных исследований были получены ТУ на био-, огне-, влагозащитный состав «Мипур» и осуществлено опытное внедрение разработанного состава на древесине свай Библиотеки Духовной Академия Свято-Троицкой Сергиевой Лавры. Композицией, разработанной для защиты древесины эксплуатируемой в атмосферных условиях были защищены образцы объектов музея-заповедника «КИЖИ» и предметы быта из древесины IX века.
Общие выводы
1. Обоснована возможность создания длительного эффекта комплексной защиты древесины и материалов на ее основе путем поверхностного модифицирования сначала эфирами фосфористой кислоты, оказывающими биозащитное действие, а затем полиуретанами пониженной горючести, способствующими влагозащите и стойкости в атмосферных условиях. Защитное действие обусловлено химическим связыванием реакционно-способных гидроксильных групп древесины при взаимодействии с эфирами фосфористой кислоты по принципу реакции переэтерифркации, гидроксильные группы, не прореагировавшие с эфирами фосфористой кислоты, взаимодействуют с полиуретанами с образованием уретановых групп.
2. Разработаны композиции для адсорбционно-поверхностного модифицирования древесины на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов. Композиции увеличивают долговечность древесины за счет увеличения огне-, био-, влагозащитных свойств и прочности разрушенной древесины.
3. Разработан защитный состав «Мипур» для древесины свай (ТУ 2435-00402066523-2005) обладает биовлагозащитным укрепляющим действием.
4. Установлено, что происходит химическое модифицирование лигноуглеводного комплекса древесины. Методами ИК-спектроскопии и элементного анализа установлены реакции, протекающие при поверхностном модифицировании исторической и современной древесины системой фосфорорганических соединений - полиуретанов со сниженной горючестью (ФОС-ПУ).
5. Определен состав лигноуглеводного комплекса древесины исторических памятников в зависимости от времени эксплуатации. Для древесины свайных фундаментов такие данные получены впервые.
6. Установлен процесс взаимодействия целлюлозы древесины свай с солями кальция в грунтах, который протекает по гидроксильным группам целлюлозы. Составлена реакция кальцинирования, получены зависимости прочностных характеристик от содержания химически связанного с целлюлозой древесины свай кальция, и от концентрации жизнеспособных спор дереворазрушающих грибов.
7. Для увеличения огнезащищенности древесины, которая обрабатывается системой ФОС-ПУ, возможно использовать нанодисперсный органобентонит, предварительно введенный в полиэфирную часть полиуретана.
8. Древесина, модифицированная системой ФОС-ПУ с добавлением нанодисперсного органобентонита, приобретает био-, огне-, влагозащитные свойства с увеличением поверхностной твердости. Данный эффект сохраняется длительное время.
Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах
1. Чистов И., Покровская Е.Н. Увеличение долговечности древесины с помощью нанодисперсий полиуретана. Сборник трудов тринадцатой международной межвузовской научно-практической конференции «Строительство - среда жизнедеятельности», Москва 2010 г., стр. 593-595.
2. Покровская Е.Н., Чистов И.Н. Wood substance investigation in the pile supported basements of historical architecture monuments during long exploitation Сборник статей второй международной конференции по зеленой химии ЮПАК. Москва, сентябрь 14-19 2008 г., стр. 248.
3. Покровская Е.Н., Чистов И.Н. Долговечность древесины и биокоррозия Научно-тех. Ж. «Вестник МГСУ»; Период. Научн. Изд. Спецвыпуск №1/2008, Москва 2008 г., стр. 537-539.
4. Покровская Е.Н., Дмитриев В.В., Ковальчук Ю.Л., Чистов И.Н. Химико-микологические исследования древесины свай в основании фундаментов исторических зданий и сооружений. Строительные матенриалы №1, Москва 2009 г., стр. 56-57.
5. Покровская Е.Н., Чистов И.Н. Biological corrosion of the constructions and products made of wood. Сборник конференции IAWS (международная академия наук по древесине). 15-21 июня 2009 года. Санкт-Петербург-Москва, стр. 90.
6. Покровская Е.Н., Чистов И.Н. Исследование древесины исторических памятников архитектуры методом ИК-спектроскопии. Сборник статей двенадцатой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов. Москва 15-22 апреля 2009 г., стр. 455.
7. Покровская Е.Н., Кононов Г.Н., Чистов И.Н., Великанова Н.В., Химические превращения древесины при длительном контакте с грунтами. Известия ВУЗов ВАК Лесной Журнал №6 /2009 г., Архангельск 2009, стр. 88-93.
8. Покровская Е.Н., Чистов И.Н. Исследование древесины исторических памятников архитектуры методом ИК-спектроскопии. Научно-тех. Ж. «Вестник МГСУ», Период. научн. изд. Спецвыпуск №1/2009, Москва 2009, стр. 393-394
9. Покровская Е.Н., Чистов И.Н., Шепталин Р.А. Сэндвичевые покрытия по древесине с использованием нанокомпозитов. Строительные материалы №7/2010, Москва 2010, стр. 78-81.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разновидности и особенности древесных пород. Характеристика строения древесного ствола. Описание наиболее распространенных пороков древесины. Загнивание и возгорание древесины, способы защиты. Область применения полуфабрикатов и конструкций из древесины.
реферат [2,6 M], добавлен 07.06.2011Сведения о древесине: достоинства, недостатки, качество, область применения. Физические и механические свойства древесины, методы повышения ее долговечности. Свойства модифицированной древесины; полимеры-модификаторы. Строительные изделия из древесины.
реферат [202,9 K], добавлен 01.05.2017Достоинства и недостатки древесины. Классификация оборудования сушильных устройств. Ограждение сушильных камер. Камеры непрерывного действия с противоточной циркуляцией. Техника безопасности при выполнении сушки. Защита древесины, консервирующие вещества.
реферат [1,0 M], добавлен 02.12.2010Пиломатериалы из древесины хвойных пород, отборного сорта. Изготовление клееной массивной древесины. Типы столярных плит. Получение и применение фенолоформальдегидных смол. Характеристика гитары как изделия из древесины. Свойства лакокрасочных материалов.
контрольная работа [396,2 K], добавлен 17.06.2009Уникальная совокупность свойств древесины, инструменты и приспособления для работы с ней. Склеивание как способ получения жестких монолитных соединений древесины. Защитная обработка готовых элементов и конструкций. Требования, предъявляемые к продукции.
реферат [255,3 K], добавлен 16.02.2011Значение древесины в обыденной жизни и технике. Механические, физические, химические свойства древесины. Прочность, твёрдость и износостойкость. Абсолютная и относительная влажность древесины. Разбухание древесины, усушка, гигроскопичность, коробление.
презентация [1,9 M], добавлен 03.05.2015Звукопроводность и звукопроницаемость древесины. Стойкость к действию воды и агрессивных жидкостей. Недостатки как материала, учитываемые при конструировании. Защита древесины от загнивания и поражения насекомыми. Пиломатериалы и продукты переработки.
реферат [311,7 K], добавлен 15.06.2015Физические и механические свойства древесины. Испытание механических свойств древесины на изгиб и на сжатие. Направление сил в деревянной конструкции, находящейся под нагрузкой. Расчет изгибаемого элемента прямоугольного сечения. Проверка на устойчивость.
контрольная работа [283,4 K], добавлен 10.10.2013Исследование строения, химического состава, физических и механических свойств бетона и железобетона. Уход за свежеуложенным бетоном. Изучение визуальных и геометрических характеристик кирпича. Влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением.
реферат [841,6 K], добавлен 08.02.2014Анализ этапов подготовки поверхности к отделке изделия: шпатлевание, шлифование и крашение древесины. Ознакомление со свойствами и методами изготовления лакокрасочных покрытий, пленочных и листовых материалов, декоративных бумажно-слоистых пластиков.
контрольная работа [35,6 K], добавлен 27.02.2010Достоинства и недостатки древесины в качестве строительного материала. Макроскопические признаки древесины основных хвойных пород. Технология строительства бревенчатых домов. Правила техники безопасности при работе на деревообрабатывающих станках.
аттестационная работа [5,6 M], добавлен 16.06.2009Естественные и искусственные строительные материалы. Материалы из древесины, сохранившие ее природную физическую структуру и химический состав (лесоматериалы), их разделение на обработанные и необработанные. Основные свойства и пороки древесины.
курсовая работа [8,9 M], добавлен 16.12.2010Характеристика здания, его шатровая функция над хоккейным кортом. Особенности расчетов панели, подбор сечений, геометрическая схема фермы. Сущность ответственности при эксплуатации деревянных конструкций, методы предотвращения гниения древесины.
дипломная работа [450,3 K], добавлен 09.11.2010Основы закономерности длительной прочности древесины и пластмасс. Сравнение методик расчета болтовых соединений металлических конструкций и нагельных соединений деревянных конструкций. Применение металлических зубчатых пластин в зарубежном строительстве.
лекция [1,4 M], добавлен 24.11.2013Положительные и отрицательные свойства древесины, стандарты на виды лесопродукции, допустимые пороки, влажность и гигроскопичность, склонность древесины к гниению и возгоранию. Виды керамических изделий по назначению, требования к сырью для производства.
контрольная работа [914,5 K], добавлен 16.04.2010Расчет дощатого настила из древесины под рулонную кровлю и стропильной ноги на прочность и жесткость. Определение несущей способности шарнирно-закрепленной деревянной стойки составного сечения. Проверка прочности межквартирной бетонной стеновой панели.
практическая работа [170,8 K], добавлен 14.02.2014Главная особенность дерева. Виды древесных пород, разновидности пихты. Строение древесного ствола. Пороки древесины: сучки, пятнистость. Загнивание и возгорание древесины, способы защиты. Особенность деревянных построек. Деревянная архитектура Томска.
контрольная работа [3,5 M], добавлен 19.01.2012Механические свойства древесины: прочность, деформативность. Работа на растяжение деревянных конструкций. Значение величины дефекта, его расположения на их разрушение в виде разрыва. Растягивающие напряжения вдоль волокон. Центральное растяжение элемента.
презентация [208,4 K], добавлен 18.06.2015Определение геометрических параметров и показателей внешнего вида. Влажность древесины деталей оконных рам. Определение предела прочности при статическом изгибе и угловых соединениях. Определение предела прочности древесины при сжатии вдоль волокон.
лабораторная работа [21,3 K], добавлен 12.05.2009Крашение (тонирование) древесины, непрозрачная и прозрачная отделка изделий маслами, мастиками и лаками. Приемы окрашивания и лакирования, инструменты, применяемые для отделки лакокрасочными материалами. Приемы облагораживания лакокрасочных покрытий.
реферат [26,7 K], добавлен 07.11.2011
