Н.С. Никулина, О.Р. Дорняк, А.И. Дмитренков, С.С. Никулин, К.В. Жужукин, Н.В. Черная
Скачать
№ 4 (52) ч. 1
Деревопереработка. Химические технологии
Никулина Надежда Сергеевна – кандидат технических наук, старший преподаватель Воронежского института - филиала ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России», г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: Nikulin_sergey48@mail.ru.
Дорняк Ольга Роальдовна – заведующий кафедрой электротехники, теплотехники и гидравлики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», доктор технических наук, доцент, г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: ordornyak@mail.ru.
Дмитренков Александр Иванович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры химии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: chem@vgltu.ru.
Никулин Сергей Саввович – доктор технических наук, профессор, старший научный сотрудник ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия имени проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: Nikulin_sergey48@mail.ru
Жужукин Константин Викторович – преподаватель кафедры химии, м.н.с. НИИ ИТЛК Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова, г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: kinkon18@yandex.ru.
Черная Наталья Викторовна – профессор кафедры химической переработки древесины УО «Белорусский государственный технологический университет», Республика Беларусь, доктор технических наук, профессор. E-mail: chornaya@belstu.by
В настоящее время повышенным спросом пользуется натуральная древесина и изделия на её основе. Изучена технология пропитки древесины малоценных пород на примере березы повислой (Betula pendula ROTH) олигомерным материалом, полученным из отходов производства каучуков. Получали олигомеры с со-держанием стирола 10 и 90 %. В первом случае низкомолекулярный сополимер имел молекулярную массу 1100-1300, а во втором – 1700-2000. Пропитку древесины B. pendula ROTH проводили в растворе полученного олигомера в толуоле. Для ускорения процесса высыхания защитного покрытия и повышения его прочности в пропиточный состав вводили сиккатива НФ-1 в количестве 4-5 %. Пропитку проводили при температуре 60 и 120 ˚С с последующей термообработкой при температуре 100 и 160 ˚С. С использованием теории планирования эксперимента создана регрессионная модель, позволившая описать влияния ряда технологических показателей на повышение водо- и влагостойкости модифицированной древесины. Проверка коэффициентов моделей на значимость проведена с помощью критерия Стьюдента. Регрессионные модели позволяют прогнозировать характеристики водостойкости древесины B. pendula ROTH, модифицированной за счет ее пропитки низкомолекулярным сополимером, содержащим стирол при заданных значениях технологических параметров - содержания стирола в пропитывающем составе, значений температуры пропитки и термообработки. Для повышения эффективности процесса пропитки и термообработки нужно придерживаться минимальных значений рассмотренных температурных интервалов, а содержание стирола в применяемом олигомерном продукте должно быть ~90 % мас. Модифицирующая обработка древесины олигомером из побочных продуктов производства полибутадиена позволяет улучшить её водостойкость. Использование предлагаемых пропиточных составов способствует утилизации отходов и побочных продуктов производства полибутадиена.
олигомер, древесина, Betula pendula ROTH, модификация, регрессионная модель, водопоглощение, разбухание
Водопоглощение и разбухание древесины Betula pendula ROTH, модифицированной олигомерами из побочных продуктов производства полибутадиена / Н. С. Никулина, О. Р. Дорняк, А. И. Дмитренков, С. С. Никулин, К. В. Жужукин, Н. В. Черная // Лесотехнический журнал. – 2023. – Т. 13. – № 4 (52). – Ч. 1 – С. 178–190. – Библиогр.: с. 187–189 (26 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.4/11.
1. Nikulina N., Vostrikova G., Dmitrenkov A., Nikulin S. Modification of low-molecular copolymer from by-products of butadiene rubber by secondary expanded polystyrene // ChemChemTech. 2019; 62 (1): 114-119. DOI: http://doi.org/10.6060/ivkkt.20196201.5768.
2. Mills N., Jenkins M., Kukureka S. Plastics: microstructure and engineering applications. – Butterworth-Heinemann, 2020. DOI: http://doi.org/13960/t78t3r22k.
3. Hagiopol C. Natural polyphenols applications // Natural polyphenols from wood: tannin and lignin–an indus-trial perspective. 2021; 8: 259-314. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822205-8.00004-9.
4. Li P. et al. Preparation and characterization of sodium silicate impregnated Chinese fir wood with high strength, water resistance, flame retardant and smoke suppression // Journal of Materials Research and Technology. – 2020. – Т. 9. – №. 1. – С. 1043-1053. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.10.035.
5. Kurkowiak K., Emmerich L., Militz H. Wood chemical modification based on bio-based polycarboxylic acid and polyols–status quo and future perspectives //Wood Material Science & Engineering. – 2022. – Т. 17. – №. 6. – С. 1040-1054. DOI: https://doi.org/10.1080/17480272.2021.1925961.
6. Sangregorio A. et al. Humin based resin for wood modification and property improvement //Green Chemistry. 2020; 22 (9): 2786-2798. DOI: http://doi.org/10.1039/C9GC03620B.
7. Wang J., Zhang D., Chu F. Wood‐Derived Functional Polymeric Materials // Advanced Materials. – 2021. – Vol. 33 (28), 2001135. DOI: http://doi.org/10.1002/adma.202001135
8. Dong Y. et al. Environmentally benign wood modifications: a review // ACS Sustainable Chemistry & Engineer-ing. 2020; 8 (9): 3532-3540. https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.2c00427.
9. Lykidis C., Kotrotsiou K., Tsichlakis A. Reducing set-recovery of compressively densified poplar wood by im-pregnation–modification with melamine–formaldehyde resin // Wood Material Science & Engineering. 2020; 15 (5): 269-277. https://doi.org/10.1080/17480272.2019.1594365.
10. Lin, W., Huang, Y., Li, J. et al. Preparation of highly hydrophobic and anti-fouling wood using poly(methylhydrogen)siloxane // Cellulose. 2018. Vol. 25: 7341. https://doi.org/10.1007/s10570-018-2074-y.
11. Čermák P. et al. Wood-water interactions of thermally modified, acetylated and melamine formaldehyde res-in impregnated beech wood // Holzforschung. 2022; 76 (5): 437-450. https://doi.org/10.1515/hf-2021-0164.
12. Podkościelna B. et al. Interactions between biofiller-modified polymeric composites and wood-rotting fungi in terms of their biotechnological applications // Industrial Crops and Products. 2022; 186: 115125. DOI: http://doi.org/ 10.1016/j.indcrop.2022.115125.
13. Baar J. et al. Effect of hemp oil impregnation and thermal modification on European beech wood properties // European Journal of Wood and Wood Products. 2021: 79 (1): 161-175. https://doi.org/10.1007/s00107-020-01615-9.
14. Shen X. et al. Effect of furfurylation on hierarchical porous structure of poplar wood // Polymers. 2020; 13 (1): 32. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13010032.
15. Srikanthan V. et al. Wood-mimicking bio-based biporous polymeric materials with anisotropic tubular macropores // Polymers. 2021; 13 (16): 2692. DOI: http://doi.org/ 10.3390/polym13162692.
16. Popescu C. M., Pfriem A. Treatments and modification to improve the reaction to fire of wood and wood based products—An overview // Fire and Materials. 2020; 44 (1): 100-111. DOI: https://doi.org/10.1002/fam.2779.
17. Holy S., Temiz A., Köse Demirel G., Aslan M., Mohamad Amini M.H. Physical properties, thermal and fungal resistance of Scots pine wood treated with nano-clay and several metal-oxides nanoparticles // Wood Material Science and Engineering. 2020: 16 (1): 1-10. DOI: https://doi.org/10.1080/17480272.2020.1836023.
18. Candelier K., Atli A., Alteyrac J. Termite and decay resistance of bioplast-spruce green wood-plastic composites // European Journal of Wood and Wood Products. 2019; 77: 157-169. DOI: https://doi.org/10.1007/s00107-018-1368-y.
19. Impregnation of wood with waste engine oil to increase water-and bio-resistance / L. Belchinskaya, K. V. Zhuzhukin, T. Ishchenko, A. Platonov. Forests. 2021; 12 (12): 1762. DOI: https://doi.org/10.3390/f12121762.
20. Tomak E. D. Surface wettability of boron and oil-treated wood // Cerne. 2022; 28. DOI: https://doi.org/10.1590/01047760202228013058.
21. Yang H. et al. Lignin-derived bio-based flame retardants toward high-performance sustainable polymeric ma-terials // Green Chemistry. 2020; 22 (7): 2129-2161. DOI: http://doi.org/10.1039/D0GC00449A
22. Nguyen T. T, Xiao Z., Che W., Trinh H. M. and Xie Y. Effects of modification with a combination of styrene-acrylic copolymer dispersion and sodium silicate on the mechanical properties of wood // J. Wood Sci. 2019; 65: 1. DOI: https://doi.org/10.1186/s10086-019-1783-7.
23. Qiu Z., Xiao Z., Gao L., Li J., Wang H., Wang Y., Xie Y. Transparent wood bearing a shielding effect to infra-red heat and ultraviolet via incorporation of modified antimony-doped tin oxide nanoparticles // Composites Science and Technology. 2019; 172 (1): 43–48. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2019.01.005.
24. Shishlov O. F., Baulina N. S, Glukhikh V. V., El’tsov O. S., Shafran Yu. M., Buryndin V. G., Stoyanov O. V. Synthesis of cardanol-containing resols for producing phenolic films: protective coatings for wood composites // Poly-mer Science. Series D. 2021; 14: 328–334. DOI: http://doi.org/10.1134/S1995421221030308.
25. Разработка модифицирующих составов древесины на основе побочных продуктов производства по-либутадиена и метилметакрилата / Н. С. Никулина, А. И. Дмитренков, Е. В. Томина [и др.] // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2023. – № 245. – С. 318-330. – DOI http://doi.org/10.21266/2079-4304.2023.245.318-330. – Режим доступа: https://elibrary.ru/negrlk.
26. Томина, Е. В. Использование наноразмерного ZnO в составах для защитной обработки древесины / Е. В. Томина, А. И. Дмитренков, К. В. Жужукин // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2022. – № 4(388). – С. 173-184. – DOI: http://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-173-184. – Режим доступа: https://elibrary.ru/fcfeof.