10.13. Модифицированная древесина.

Модифицированной называют цельную древесину с направленно измененными физическими или химическими методами и свойствами.

Древесину термомеханической модификации называют еще прессованной древесиной (ДП). Прессованную древесину целесообразно получать, используя мягкие лиственные породы, а в ряде случаев хвойные и даже твердые лиственные породы. Прессованная древесина имеет в несколько раз большую прочность, твердость и ударную вязкость, чем натуральная, обладает достаточно хорошими антифрикционными свойствами. Прессованная древесина применяется для изготовления втулок опорных катков, шестерен, паркета и других целей.

При химико-механической модификации древесину предварительно (или одновременно) обрабатывают аммиаком, мочевиной или другими веществами, а затем уплотняют. Из цельной пластифицированной аммиаком прессованной древесины изготовляют детали мебели, паркет, музыкальные инструменты. Модифицированную мочевиной прессованную древесину (дестам) используют для покрытия полов.

Древесина термохимической модификации - это материал, получаемый пропиткой древесины мономерами, олигомерами или смолами и последующей термообработкой для полимеризации или поликонденсации пропитывающего состава.

Модификация древесины синтетическими смолами снижает ее гигроскопичность, водопоглощение и водопроницаемость, уменьшает разбухание, повышает прочность, жесткость и твердость, но часто снижает ударную вязкость.

При модификации древесины радиационно-химическим способом полимеризация введенных в древесину веществ происходит под воздействием ионизирующих излучений. Древесину пропитывают метилметакрилатом, стиролом, винилацетатом, акрилонитрилом и другими мономерами, а также их смесями. Модифицированная древесина используется для изготовления паркета, деталей машин.

При химической модификации древесину подвергают обработке аммиаком, уксусным ангидридом или другими веществами, изменяющими ее тонкую структуру и химический состав. Обработка аммиаком повышает податливость древесины, под его воздействием древесина самоуплотняется при сушке, изменяет цвет. Обработку уксусным ангидридом проводят с целью ацетилирования древесины, т. е. введения ацетильных групп в состав ее химических компонентов. У ацетилированной древесины незначительно изменяются механические свойства, но существенно снижаются водо- и влагопоглощение, разбухание и усушка. Ацетилированную древесину целесообразно использовать для изготовления изделий повышенной формоустойчивости.

10.14. Термически обработанная древесина (термодревесина).

В начале 1990-х гг. в Финляндии, стране с передовыми технологиями в области деревообрабатывающей промышленности, создан новый вид обработанной древесины, названный по технологии обработки Thermowood - термодревесиной. Древесные изделия обрабатываются перенасыщенным водяным паром при температуре 185-230^оС, что позволяет на молекулярном уровне изменить строение древесины и устранить причину возникновения в ней биологических поражений. В методе не используются какие-либо химические добавки, вода при температурах обработки является экологически безопасным реагентом. Воздействия значительно изменяют свойства практически у любой породы древесины. Происходит радикальное снижение влагопоглощения древесины, приобретается неизменность геометрических размеров изделий и благородный оттенок состаренного дерева. Древесина приобретает свойства уникального отделочного и конструкционного материала: красивое, тонированное дерево практически любого профиля, с минимальной гигроскопичностью, плотной структурой, размерной стабильностью, биологической долговечностью. Выпускаемое оборудование имеет объём загрузки 24м³ древесины. Производитель оборудования финской фирмой Jartek OY (рис. 10.11).

Биологическая долговечность. Устойчивость к биологическим поражениям повышается до 25 раз. За счет высоких температур обработки в древесине разлагаются полисахариды, что на фоне низкой равновесной влажности устраняет условия для возникновения и размножения грибка, плесени и микроорганизмов. Проявляя стойкость к гниению, термодерево не требует покрытия антисептирующими составами.

Плотность структуры. Поверхность термодерева отталкивает воду без дополнительной обработки и очень слабо впитывает влагу из воздуха. Теплоизоляционные свойства улучшаются до 30%. Привлекает также отсутствие смолы и более низкий вес в сравнении с древесиной, высушенной в сушильных камерах.

Гигроскопичность. Влажность термодревесины становится равной 4-8%, что в 3-5 раз ниже, чем у доски обычной промышленной сушки. Влагопоглощение снижается до 5 раз. При длительном воздействии влаги сохраняется максимальная влажность 8-10%. Сброс набранной влаги (высыхание) происходит значительно быстрее.

Плотность структуры и низкая гигроскопичность обеспечивают размерную стабильность. По окончании процесса обработки стабильность геометрических размеров древесных изделий при любых перепадах влажности и температуры окружающей среды улучшается до 10-15 раз.

Рис. 10.11. Применение термодревесины для изготовления окон, внутреннего интерьера, детских площадок.

Экологичность и эстетичность. При термообработке не предусматривается введение каких-либо химических добавок: только пар и температура. В результате продукт остается стопроцентно экологически чистым (безопасным) и исключительно нейтральным по отношению к человеку. Процесс термообработки улучшает эстетическую ценность материала, придавая ему вид древесины, подвергшейся долговременному старению. Насыщенный благородный оттенок, однородный по всему сечению, достигается не тонировкой, а изменением структуры древесины. Даже недорогим видам дерева возможно придание внешнего облика ценных пород.

Термодревесина применяется для отделки саун и бань, изготовления окон, дверей, лестниц, мебели, паркетной доски, доски для пола, террасной доски, садовых дорожек, вагонки. Изделия из термодревесины используются при отделке прибассейновых территорий, ограждений, при создании предметов ландшафтного дизайна, детских игровых комплексов, художественно-дизайнерское оформление дома (рис. 10.11).

Свойства термодревесины «не гулять», не разбухать наиболее удовлетворяют требованиям к материалам для окон и дверей. Такие изделия не требуют многократной покраски в течение многих лет эксплуатации. Будучи существенно лучше по показателю теплопроводности, термодерево позволяет снизить потери тепла зимой и сохранить прохладу летом.

Постоянство характеристик термодревесины по сечению не требует дополнительных обработок при износе поверхностных слоёв, например ступенек лестниц, досок пола. Плотная однородная структура и стабильность размеров термодерева придает полу неповторимый ультрасовременный вид без щелей и необходимости дополнительных стяжек. Термодерево большинства пород тверже, чем обычное дерево, что определяет устойчивость к истиранию и стойкость к механическим повреждениям – свойства, имеющие важное значения для деталей, постоянно испытывающих внешние нагрузки. Устойчивость к атмосферным осадкам, воздействию грибка и вредителей, морской воде позволяет использовать термодерево в изделиях террас, бассейнов, внутренней отделки кораблей, садовых построек. Особо значимы свойства термодревесины в строительстве яхт: палубная доска, обшивка, элементы интерьера, которые находятся под воздействием практически 100 % влажности, ветра, палящего солнца.

Низкая склонность к трещинообразованию, рассыханию, высокие эстетические, экологические свойства позволяет изготовлять высококачественную мебель непосредственно из натурального материала без дополнительного наклеивания шпона. При механических повреждениях мебель из термодревесины, в отличие от обычного дерева, не требует подкрашивания из-за однородности цвета по всей структуре.