Kemiska metoder för impregnering av trä

ÖVERSIKT

c) Ämnet trä är brännbart. Denna ovärderliga produkt måste skyddas från termiter, borrar, skalbaggar, svampar och eld för att förlänga sin livslängd och hitta nya användningsområden. Det måste också dimensionellt stabiliseras genom att applicera ett vattenavvisande medel och kemiskt tvärbundet genom att kombinera och förbättra specifika kemiska processer.

för att spara skogsresurser;

ÖVERSIKTLIGA TRÄBEVARANDE KARAKTERISTIKA

e) Deras kostnad bör inte vara hög.

Tjärbaserade oljor:

Kreosot: Ursprungligen kallades en olja som härrör från trä för kreosot. Det tidigaste industriella träskyddsmedlet är koltjärkreosot, som har använts i stor utsträckning i mer än 150 år. En brunsvart, oljig vätska som kallas kreosot bildas när stenkol förkolnar. Kreosot är den del av stenkolstjäran som kokar mellan 200 och 400 grader Celsius. Dess kemiska sammansättning är extremt komplex. Hundratals kemikalier, mestadels kolväten, tillsammans med spårmängder av tjärsyror och tjärbaser, finns i kreosot. I stället för att fokusera på den kemiska sammansättningen baseras specifikationerna på vissa fysiska egenskaper. Eftersom kreosot är olösligt i vatten och därmed motståndskraftigt mot urlakning är det ett mycket bra konserveringsmedel som också har en hög elektrisk resistans och inte korroderar metall.

Det hindrar också trä från att blekna och spricka. Järnvägsband bör överleva minst 30 år, kreosotimpregnerade stolpar över 60 år och marina stolpar över 40 år. Vanligtvis administreras kreosot med hjälp av metoden med tomma celler; ibland appliceras den med hjälp av metoden med varm och kall öppen tank. Kreosotbehandlat trä används normalt inte i behållare för livsmedel eller utsäde eftersom det avger flyktiga komponenter som är giftiga för växter och ger ifrån sig aromer som missfärgar livsmedel.

Färg på trä kan fortfarande göras med kreosot. Eftersom kreosot kan fatta eld används det inte som gruvrekvisita. Ibland tillsätts andra föreningar till kreosot för att förbättra dess egenskaper och effektivitet. Lentinus lepideus kan inte bryta ner kreosotpelare i marken när 2% pentaklorfenol tillsätts. För att förhindra den marina borren Limnoria tripunctata används konserveringsmedel av koppar. Arseniktrioxid appliceras i små mängder för att stärka konserveringsegenskaperna mot termitangrepp. I fullcellsprocessen är kreosotbelastningen 400 kg/m3, men i tomcellsprocessen är den 140 kg/m3 (1-4).

Carbolineum, även känd som antracenolja, är tjärolja som har en högre andel högkokande fraktioner. Även om minimal penetration erhålls, appliceras den vanligtvis genom tryckimpregnering, även om det också kan göras med pensel, spray eller nedsänkning.

Lignitolja: Brunkol är källan till denna tjärolja.

Köttfärstjära: I likhet med trätjära i sina egenskaper tillverkas och används torvtjära i Ukraina.

Trätjära: Trätjäraolja, även känd som kreosot, är en av de tjärfraktioner som härrör från destruktiv destillation av trä. Stockholmstjära, eller barrträdstjära, producerades tidigare i stor omfattning och användes i stor utsträckning i träkonstruktion genom penselapplicering. Även om dess konserverande verkan och hållbarhet är lägre, användes trätjärkreosot en gång i tiden som konserveringsmedel för impregnering av virke, vilket gav utmärkt penetration eftersom dess viskositet är något lägre än för stenkolstjärkreosot.

Skiffertjära: Den framställs genom destillation av bituminös skiffertjära. Fram till nyligen användes tjära för att impregnera järnvägssliprar i Estland och Litauen.

Petroleumprodukter: Dessa produkter används som utspädningsmedel för att blandas med kreosot. P4-olja är en olja som är utformad för att blandas med kreosot. Kreosot/petroleumblandningar på 20-50 och 70-30 används vanligtvis.

Oljebaserade konserveringsmedel:

Oljebaserade eller organiska lösningsmedelsbaserade konserveringsmedel består av aktiva kemikalier, insekticider och/eller fungicider upplösta i ett organiskt lösningsmedel, t.ex. petroleumdestillat. Av miljontals organiska kemikalier är det bara mindre än tio som kan användas som aktiva ingredienser i formuleringar. Användningen av dessa kemikalier ger ett långsiktigt skydd på grund av deras naturliga olöslighet i vatten. När det organiska lösningsmedlet avdunstar stannar de aktiva kemikalierna kvar i träet.

Pentaklorfenol: Pentaklorfenol, känt som penta eller PCP, är den viktigaste och mest använda fungiciden av de organiska lösningsmedelsbaserade konserveringsmedlen. Den kommersiella produkt som framställs genom direkt klorering av fenol innehåller ca 85% PCP. Det är extremt giftigt för svampar, olösligt i vatten och motståndskraftigt mot urlakning, icke-flyktigt och icke-korrosivt mot metaller. En 5% lösning av PCP i tungoljor används för behandlingar.

Lindan och dieldrin: Lindan upptäcktes 1912 och har använts som insekticid sedan 1940, en av de viktigaste insekticiderna, ackumuleras inte i miljön. Dieldrin utvecklades och användes som en insekticid 1948 är beständig i miljön. De är olösliga i vatten, kemiskt stabila och mycket giftiga för insekter. Lindan används för sprutning eller doppning av lövträstockar mot Lyctusbaggar vid träbearbetning genom nedsänkning eller dubbelvakuumprocesser och för saneringsbehandlingar på plats mot insektsangrepp i byggnader. Dieldrin används vid träbearbetning för skydd mot termiter och används också huvudsakligen som en vattendispersion för förbehandling av marken mot termiter. Det används som en 0,8% lösning i petroleumlösningsmedel.

Koppar 8-kinolinolat: Koppar 8-kinolinolat, även kallat koppar-8, är ett relativt nytt konserveringsmedel. Det produceras genom kondensation av koppar 8-kinolinolat och nickel 2-etylhexanoat. Koppar-8 är ett gulbrunt fast ämne som löses i organiska lösningsmedel med hjälp av nickel 2-etylhexanoat för att ge en grön lösning. Det är giftigt för träskadegörare utom termiter, men relativt ofarligt för djur och växter. Detta konserveringsmedel används i trämaterial som används för livsmedelsbehållare, kylskåp, frölådor och växthus. Behandlingslösningen bör innehålla 0,045% Cu.

Kopparnaftenat: Ett konserveringsmedel som först användes på 1920-talet som ”Cuprinol” ger en mörkgrön vaxartad lösning i organiska lösningsmedel och vaxartad lösning i organiska lösningsmedel, och den vaxartade ytan på träet förhindrar ommålning. Det är giftigt för skadedjur i trä utom termiter och korroderar inte järn och stål. Kopparnaftenat används främst som färgkonserveringsmedel vid underhåll av båtar. Behandlingslösningar innehåller 1-2% Cu.

Bis (tri-n-butyl) oxid: är känd som tributyl tennoxid, TnBTO eller TBTO, en utmärkt fungicid, mer effektiv än PCP, olöslig i vatten och löslig i många organiska lösningsmedel. TBTO har mindre toxicitet för människor än PCP. Detta konserveringsmedel används främst som fungicid vid träbearbetning och som allmänt konserveringsmedel vid båtunderhåll. TBTO används som 0,5-1,0% lösningar.

Vattenbaserade konserveringsmedel:

De används för impregnering av gruvställningar, bostadshus, livsmedelstankar och kyltorn. Föredras för strukturella element som inte är avsedda att målas och har ingen lukt. Koncentrationen av lösningar är cirka 5%.

Ammoniakal koppararsenat (ACA): Detta är känt under handelsnamnet Chemonite och innehåller kopparhydroxid (57,7%), arseniktrioxid (40,7%) och ammoniak (1,5-2,0%).

Syrlig kopparkromat (ACC): Denna produkt som kallas Celcure består av kopparsulfat (50 %), natriumdikromat (47,5 %) och kromtrioxid (1,68 %).

I fallet med konserveringsmedel av CCA-typ A användes handelsnamnet Greensalt för produkten som används för behandling av stolpar och namnet Erdalith för produkten som används för behandling av trä. CCA-typ

Zinkklorid (79,5 %) och natriumdikromat (18 %) utgör kromaterad zinkklorid (CZC), ett konserveringsmedel.

Konserveringsmedlen av Wolman-typ som kallas fluor-kromat-arsenat-fenol (FCAP) är en kombination av natriumfluorid, kromat, natriumarsenat och 2,4-dinitrofenol. Natriumpentaklorfenol har nyligen ersatt 2,4-dinitrofenol vid behandling av trä för att förhindra gulning. Konserveringsmedel av Wolman-typ, eller FCAP, finns i en mängd olika former och handelsnamn. Triolith, Minolith, Fluoxyth, Flunax, Tanalith U, Triolith U, Osmolit U, Osmolith UA, Wolmanith U, Wolmanith UA, Trioxan U, Trioxan UA och Basilit U, Basilit UA var dessa. Sammansättningen av FCAP typ A och typ B anges nedan (%).

Färger och lacker: Dessa metoder är de bästa för att bevara träets utseende eftersom de täcker träet helt och förhindrar att skador uppstår. Ett tunt lager klarlack hindrar träet från att bli vått och skyddar ytan från skador från UV-strålar. Även om dessa ytskikt är mycket motståndskraftiga mot nederbörd kan de tyvärr inte stoppa de variationer i luftfuktigheten som orsakas av säsongsvariationer i den relativa luftfuktigheten. Därför kan variationer i den relativa luftfuktigheten få målat trä att krympa eller svälla, vilket leder till att ytbeläggningen bryts och spricker. När vatten tränger in i träet börjar mögel och andra svampar som orsakar fläckar att växa på ytan. Endast 6% av de över 200 lacker som utvärderades i en engelsk studie erbjöd ett konsekvent skydd i mer än ett år. Vanligtvis innebär underhåll dyr rengöring och omlackering.

Stabilisatorer och vattenavvisande medel: En vattenavvisande behandling tätar byggnadsmaterialets porer för att hindra vatten från att tränga in. Vattenavvisande vaxer, såsom paraffinvaxer, är allmänt erkända och används i träskyddsformler. Även om de är billiga och effektiva stelnar aromatiska och alifatiska kolvätehartser endast när deras lösningsmedel förloras; de löses upp igen när lösningsmedel beläggs på dem. Du kan också använda naturliga torkande oljor, t.ex. linolja. Alkydhartser är relativt dyra men kan förhindra dessa problem. För att undvika dessa problem används vanligtvis en kombination av vaxer, kolvätehartser och alkyder. De mest välkända vattenavvisande ämnena är organiska kiselföreningar, men de har flera nackdelar med tunga organiska oljor och vaxer.

Högpresterande silikoner som fäster bra vid trä är lämpliga för träapplikationer eftersom de erbjuder starkt motstånd mot försämring när de är våta. Omättade kedjor finns i organoaluminiumföreningar, och hydrofoba sådana kan erbjuda överlägsen limbindning mellan trä och alkydsystem. Polyoxyaluminiumsystem utgör kommersiella Manalox-produkter. När formaldehyd appliceras på trä samtidigt som en syrakatalysator är närvarande, tvärbinds hydroxylgrupperna på angränsande kedjor, vilket minskar träets storlek och elasticitet. Acetylering, eller behandling av träet med ättiksyraanhydrid i närvaro av en stark syrakatalysator, sänker träets hygroskopicitet dramatiskt och ökar dess förmåga att motstå svamptillväxt. Alla dessa kemiska behandlingar fungerar så länge som träet är helt genomblött.

Processen med att impregnera trä som innehåller mycket kemikalier kallas svällning. Det är så vissa hartssystem, inklusive Impreg, har applicerats i system. Vax tillverkat av polyetylenglykol, såsom MoDo, PEG och Carbowax, används också för att behandla svullnad. Dessa anordningar används specifikt för att stabilisera golvblock och arkeologiska föremål. Madison-receptet är den mest välkända hydrofoba beredningen. Paraffin, pigment och ett bindemedel bestående av kokande linolja med zinkstearat och pentaklorfenol utgör sammansättningen, som ger vattenbeständighet, färgbeständighet och motståndskraft mot mögelfläckar. Madison-receptet föreslår att man använder ett bindemedel för att öka väderbeständigheten. Den vattenbaserade behandlingen i Royal-metoden, som är avsedd för behandling av utvändiga snickerier, följs av en djupgående behandling med en torkande olja.

Antifilament:

Behandlingar för impregnering: År 1905 var o Minolith ett brandskyddsmedel. Blandningen innehöll en betydande mängd bergsalt triolith, som fungerade som ett brandskyddsmedel och konserveringsmedel för användning i gruvor. Celcure F utvecklades 1930 och bestod av zinkklorid, borsyra och fosfater. 60 % ammoniumsulfat, 10 % diammoniumfosfat, 10 % borax och 20 % borsyra utgör monoliten. Ammoniumsulfat, borsyra, natriumsulfat, borsyra och natriumdikromat är andra komponenter i pyresote. Typiska brandskyddsmedel innehåller hygroskopiska och lakbara kemikalier. Ammoniumfosfater, ammoniumsulfat, zinkklorid, borsyra och borater är de vanligaste beståndsdelarna. Ett konserveringsmedel som finns i den amerikanska produkten Non-Com Exterior polymeriserar i träet och skapar ett icke-korrosivt material med stark lakningsbeständighet. Flamskyddsmedlets renhet uppnås med hjälp av fullcellsförfarandet. Katalysatorer som antimonoxid kan användas med halogenerade ämnen som bromfenoler, klorparaffiner och klornaftalener.

Beläggningar på ytan: Ytbeläggningar hindrar flammor från att sprida sig. Sjukhus, hotell, restauranger, kök, museer och gym använder alla dessa ytbeläggningar.

Intumescenta beläggningar: Dessa beläggningar mjuknar och släpper ut icke brandfarliga gaser när de kommer i kontakt med eld. Skum produceras när beläggningen fångar upp gaserna. Därefter härdar flamskyddsmedlet och separerar ytan från lågorna.

Inte svällande beläggningar: Några av dem har komponenter som hindrar förbränningsprocesser kemiskt. Andra som är silikat- eller boratbaserade smälter i elden för att skapa ett glasartat skyddsskikt.

Kemikalier som förhindrar fläckar: Fläckarna som orsakar grönt trä och slitna beläggningssystem orsakas av ytliga mögel och svampar, som inte effektivt kontrolleras av konventionella träskyddsformuleringar. Trots sin extrema toxicitet har natriumpentaklorfenat visat sig vara en användbar kemikalie. Ett antal kombinationsformuleringar av borax och natriumpentaklorfenat har använts i stor utsträckning; den mest använda är en del borax och en del natriumpentaklorfenat. För att spara på transporterna eliminerar Pentabor 50% av vattnet från kristalliseringen. Det har upptäckts att trihalometyltiosubstanser också är användbara. Det har upptäckts att Folpet (Fungitrol 11) är mycket aktivt. Diklorfluorkarboner Diklorfluanid (Preventol A4) och Fluorfolpet (Preventol A3) är effektiva substanser. Ett fläckförebyggande ämne som har använts är Madison-formeln, som har en pigmenterad och vattenresistent sammansättning.

ÖLJNING MED TRÄKONSERVERING

Träskyddsmedel baserade på vatten tvättas inte ut när de används. På grund av dess betydande olöslighet i vatten uppvisar kopparnaftenat också motståndskraft mot tvätt. De produkter som har en hög andel exponerad yta och hög retention tenderar att urlakas snabbast under de första månaderna av användning. Exponering för starkt vattenflöde, lågt pH och organiska syror som är lösliga i vatten främjar alla urlakning.

Trä förberett för konserveringsterapi

Barkning: Vissa bruk använder mekanisk skalning, medan andra använder högtrycksvattenstrålar.

Torkning: Träet torkas antingen i ugn eller genom lufttorkning.

Komprimering: Träet komprimeras genom att det passerar genom tunga rullar, vilket orsakar en liten strukturell förändring som underlättar konserveringsmedlets enkla och enhetliga penetration.

Badning och sprutning: Genom att låta bakterier lösas upp och förstora hålrummen förbättrar bad och sprayning absorptionen av konserveringsmedlet.

Behandlingar för konservering av obehandlat trä:

Osmosmetod: En allmänt tillämpad teknik

Den bästa osmostekniken. Nyskuret och vått trä, vanligtvis stolpar, får sin barkade yta behandlad med ett högkoncentrerat och vattenlösligt ämne. Under en till tre månader är stolparna belagda med ett ogenomträngligt material för att garantera att diffusionsprocessen fortskrider som planerat. Vatten, NaF, dinitrofenol, stärkelse och lim är ingredienserna i den beredning som används för tall, gran och furu.

Förfarande för att avlägsna sav

Boucheri-metoden: För nyligen kapade, obarkade stolpar tillämpas den välkända metoden för förflyttning av sav. Rör kopplar kapslarna på stolparnas bakre ände till en tank som innehåller 1,5% kopparsulfat. Inom några dagar avlägsnas sav från stolparna av konserveringsmedlet som rinner in i kapslarna från den övre tanken. Slurry Seal Process och Gewecke Pressure and Suction Method är ytterligare alternativ till denna teknik.

Impregnering av trä. Träimpregnering. Processer utan tryck:

De enklaste sätten att applicera konserveringsmedel är med pensel och spruta. Det är bara möjligt att tränga in i ytan med 1-5 mm.

Den termiska processen är ett annat namn för behandling med varm och kall behandling i öppen tank. Under minst sex timmar matas varmt konserveringsmedel in i en tank tills stolparna är helt nedsänkta i konserveringsmedelslösningen. När konserveringsmedlet pumpas från behandlingstanken till lagringstanken hälls kall konserveringslösning omedelbart i tanken. Mer impregnering av träet sker genom att den kalla lösningen delvis vakuumerar träcellerna.

De bästa teknikerna för att bevara trä är högtrycksbehandlingar. I ett tryckkärl av stål genomgår träet en kemisk behandling under högt tryck.

Målet med fullcellsmetoden, även känd som Bethell-processen, är att bevara så mycket konserveringsmedel som möjligt i träet. I fullcellsprocessen används alltid kemikalier baserade på vatten och petroleum. Endast vid behandling av specifika unika konstruktionselement – t.ex. marina pålar – med hög bevarandegrad används kreosot i denna behandling. Bethellproceduren består av fem steg:

a) Utför ett 15-60 minuters initialt vakuum (635 mm Hg).

Impregnering av trä. Det finns fem steg i processen:

Startlufttrycket var 4 kP/cm2.

b) Hälla konserveringsmedel i behållaren.

Oscillerande tryckmetod (OPM): Flera cykler av tryck och vakuum används för att uppnå bättre penetration eftersom Bethell-metoden är svår att tillämpa på mycket resistenta träslag. Det finns ett vakuum på 720 mm Hg och ett högt tryck på 8 kp/cm2. För behandling av grönt eller moget trä används kemikalier som löses upp i vatten, ofta CCA-formuleringar. Tekniken används framför allt på stolpar som består av tåliga träslag som gran och gran.

Metod med alternerande tryck (APM): Detta modifierade tillvägagångssätt växlar trycket mellan 8 kp/cm2 och atmosfärstryck. Metoden kan också tillämpas på obehandlat, svårimpregnerat trä och förhindrar att träet torkar ut.

Ultra högtrycksmetod (HP): För att förbättra penetrering och retention av konserveringsmedel i eukalyptusarter som är svåra att impregnera med andra metoder införs en fullcellsprocess med ett tryck på cirka 70 kp/cm2.

Impregnering av trä. Träets orenhet. Behandlingar under lågt tryck:

Dubbel vakuumprocess: I Storbritannien har denna teknik uppnått fantastiska industriella framgångar.

Hundratals installationer. Metoden är idealisk för träbearbetningsindustrins behov eftersom träet kan målas, beläggas eller limmas inom några dagar efter behandlingen. Behandlingen är indelad i fem faser.

a) För furu bör det initiala vakuumet vara 250 mm Hg (3 minuter) och för gran 625 mm Hg (10 minuter).

Cobra-metoden: Denna metod skapades som ett sätt att även fixera stolpar på luftledningar. Salt av Wolman-typ sprutas ofta in i stolpen med hjälp av en nål.

Den borrade hålmetoden tillämpas på träbyggnader som är särskilt känsliga för nedbrytning, inklusive pålar i vatten och broar. Ett fast konserveringsmedel hälls i hål med en diameter på 15-25 mm och förseglas så att träet kan impregneras kemiskt genom diffusion.

Impregnering av virke. TRÄETS EGENSKAPER EFTER TRÄNING SOM PÅVERKAR ANVÄNDNINGEN

Styrka: Konserveringsmedel baserade på vatten minskar vanligtvis träets mekaniska egenskaper. Den lastbärande kapaciteten reduceras inte av behandlingen under gränser som anses vara acceptabla. Även om det kan finnas en mindre förlust av styrka, erbjuder snittet mer skydd. Allvarlig försvagning av träet kan uppstå om ångbehandlingstiden inte förkortas. Träcellerna kan gå sönder under högt tryck, särskilt i trä med låg densitet. Betydande hållfasthetsförlust ses när träet behandlas till en acceptabel kemisk belastning med hjälp av vanliga industriella konserveringsmetoder.

Brännbarhet: Brännbarheten hos trä behandlat med vattensalter ökar inte. Trots detta finns det en högre risk för brand när trä nyligen har behandlats med kreosot eller tungoljeblandningar. Gruvstöden behandlas därför med vattensalter. Kreosotbehandlat trä utgör inte längre någon brandrisk efter några månader.

Elektrisk ledningsförmåga påverkas inte av kreosot eller konserveringsmedel som härrör från organiska lösningsmedel. Den elektriska ledningsförmågan förändras marginellt av ämnen som finns i vatten, även om dessa skillnader är försumbara och kan ignoreras i de flesta situationer.

Impregnering av trä. Säkerhet

Strukturer och hushålls- och kommersiella användningsområden: På grund av sin obehagliga och irriterande lukt används kreosotimpregnerat trä sällan i husbyggnation. Trä avsett för bostadsbruk konserveras antingen genom dubbelvakuering med organiska lösningsmedelsbaserade konserveringsmedel eller genom tryckbehandling med vattenbaserade kemikalier. I lagerlokaler, kommersiella byggnader och jordbruksbyggnader används trä som impregnerats med vattenbaserade konserveringsmedel och kreosot som ledningsstolpar.

Djurpennor: De flesta konserveringsmedel är säkra att använda i dessa miljöer. De ovan nämnda procedurerna bör följas för att avlägsna avlagringar från trä som behandlats med vattenlösliga salter och för att lufttorka kreosotimpregnerat trä. Undvik att använda PCP i konserveringsmedel.

Livsmedelsbehållare: Undvik att använda rötat trä för förvaring av livsmedel. För behållare rekommenderas koppar 8-kinolinolat. Träfixerade konserveringsmedel, som CCA, kan användas helt säkert så länge som ytavlagringar elimineras på det sätt som tidigare nämnts.

Stabiliteten hos träets dimensioner och dess kemiska modifiering

Dimensionsinstabiliteten hos trä till följd av variationer i relativ fuktighet är en av dess nackdelar. Trä behandlas för att förbättra specifika egenskaper och för att förhindra olika förändringar i olika dimensioner.

Hydrofoba sammansättningar

a) fenoliska hartser

c) Polymer-etylen

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *