Наилучшим методом упрочнения малоценной древесины является ее прессование до степени 40-50 %. При этом примерно в 2 раза уменьшается ее объем и, соответственно, выход модифицированной древесины. В качестве упрочнителя можно использовать нанофибриллярную целлюлозу (НФЦ) в виде 2 %-го гидрогеля, активированного намагничиванием. Полностью заменить прессование НФЦ невозможно, т.к. гидрогель имеет очень маленькую концентрацию и получить содержание НФЦ более 1 % по отношению к сухой древесине невозможно. Технология получения модифицированной древесины включает активацию 2 %-го гидрогеля намагничиванием на установке СТЭЛ-49 до получения аналита с потенциалом 600-800 мВ и рН=2.5. В 30 %-ный водный раствор карбамида добавляют 20 % активированного гидрогеля НФЦ и 15 % стабилизатора размеров прессованной древесины – водного раствора карбамидформальдегидного олигомера (КФК). Полученной смесью пропитывают сырую древесину осины или березы с торца под давлением для обеспечения сквозной пропитки. Содержание смеси в пропитанной древесине 40-60 % от массы древесины. Пропитанную древесину высушивают с одновременным прессованием до степени 20-25 %. Полученная древесина имеет влажность 6-8 %, плотность 800-900 кг/м3, предел прочности при сжатии вдоль волокон 100-150 МПа. За счет присутствия карбамида потеря массы при испытании на огнестойкость снижается в 5 раз. Биостойкость модифицированной древесины увеличивается по сравнению с исходной в 2-3 раза. После обработки древесины по описанной методике получают модифицированную древесину, имеющую степень уплотнения 15 % для березы и 25% для осины, т.е. использование предложенного способа позволяет снизить степень уплотнения в два раза по сравнению с известным способом, следовательно, также повысить выход получаемого материала. Снижение степени прессования для березы с 30 до 15 % позволяет повысить выход модифицированной древесины на 15 %, т.е. с 1 м3 экономия составит 0.15 м3, с 1000 м3 – 150 м3. При отпускной цене модифицированной древесины березы 30 тыс. руб. за 1 м3 экономия составит 150x30=4500 тыс. руб. Снижение степени прессования для осины с 50 до 25 % позволяет повысить выход модифицированной древесины на 25 %, т.е. с 1 м3 экономия составит 0.25 м3, с 1000 м3 – 250 м3. При отпускной цене модифицированной древесины осины 25 тыс. руб. за 1 м3 экономия составит 250x25=6250 тыс. руб.
древесина, модифицирование, пропитка, прессование, наноцеллюлоза, нанофибриллы, карбамид, карбамидоформальдегидный конденсат, огнестойкость, биостойкость.
1. Шамаев, В.А. Модифицирование древесины [Текст] / В.А. Шамаев, Н.С. Никулина, И.Н. Медведев. - М.: Наука : [Флинта], 2013. - 456 с.
2. ГОСТ Р 54577-2011 Древесина модифицированная [Текст]. Технические условия, введ. 01.01.2013
3. Патент 222937 РФ, МКИ В27К 3/00. Cпособ получения модифицированной древеси-ны [Текст] / Л.Б. Лихачева, Н.Г. Сафонов. - №2001133123/2001; заявл. 06.12.2001 ; опубл. 27.05.2004. - Б.И. № 6.
4. Патент 2401195 РФ, МКИ В27К 5/06. Способ получения модифицированной древесины [Текст] / В.Г. Бурындин, Н.А. Трубников. - №2008139647 ; заяв. 07.10.2008 ; опубл. 10.10.2010. - Б.И. № 28.
5. Патент 2476311 РФ, МКИ В27К 3/50, В 82J99/100. Способ получения модифицированной древесины [Текст] / Н.С. Никулина, И.Н. Медведев, Н.В. Губанова, И.В. Воскобойников, В.А. Константинова. - № 201138351/13 ; заявл. 19.09.2011 ; опубл. 27.03.2013. - Б.И. № 6.
6. Постников, В.В. Ультразвуковая пластификация лигнина в модифицированной дре-весине [Текст] / В.В. Постников, Н.С. Камалова, С.В. Кальченко // Известия РАН. Серия фи-зическая. - 2010. - Т. 74. - № 9. - С. 1375-1376.
7. Евсюкова, Н.Ю. Новый подход к определению степени кристалличности целлюлозы в древесине. Серия физическая [Текст] / Н.Ю. Евсюкова, Н.С. Камалова, Н.Н. Матвеев, В.В. Постников. - 2010. - Т. 74. - № 9. - С. 1373-1374.
8. Огарков, Б.И. Реологические явления в процессе деформирования древесины [Текст] / Б.И. Огарков // Modifikacja drewna: Materialy VI sympozium naucowe. Poznan. WRZES, 1987. С. 196-200.
9. Гаврилов, Г.К. Изменение деформативных свойств древесины уплотненной сжатием поперек волокон [Текст] / Г.К. Гаврилов, В.С. Болдырев // Folia Forestitalia Polonia. Ser. B. zeszyt. 17, 1987. - С.199-205.
10. Шамаев, В.А. Подшипники скольжения из модифицированной древесины [Текст] / В.А. Шамаев // Вестник машиностроения. - 2010. - №7. - C. 62-68.
11. Shamaev, V.A. Modifikacja drewna mocznikiem [Text] / V.A. Shamaev // Modifikacia drewna: Materialy IV symposium naukowe. Poznan. WRZES, 1983. - pp. 36-42.
12. Aulin, Christian "Oxygen and oil barrier properties of microfibrillated cellulose films and coatings" [Text] / Aulin, Christian; Mikael Gällstedt; Tom Lindström // Cellulose 17 (3). pp. 559-574. - DOI:https://doi.org/10.1007/s10570-009-9393-y
13. Olsson, R.T. "Making flexible magnetic aerogels and stiff magnetic nanopaper using cellulose nanofibrils as templates" [Text] / R.T. Olsson, M. A. S. Azizi Samir, G. Salazar-Alvarez, L. Belova, V. Strm, L.A. Berglund, O. Ikkala, J. Nogus, U.W. Gedde // Nature Nanotechnology. - no. 5 (8): pp. 584-8. Bibcode : 2010. NatNa...5..584O. - DOI:https://doi.org/10.1038/nnano.2010.155. PMID 20676090.
14. Missoum, K. "Effect of chemically modified nanofibrillated cellulose addition on the properties of fiber-based materials" [Text] / K. Missoum, F. Martoïa, M.N. Belgacem, J. Bras, Ind. Crops Prod. - 2013. - 48. pp. 98-105. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.04.013.
15. Becker, U. Surface segregation phenomena in blends of cellulose esters, In Cellulose Derivatives- Modifications, characterization, and nanostructures, [Text] / U. Becker, J. Todd, and W.G. Glasser. T. Heinze and W. Glasser, Eds., // American Chemical Society, Washington D.C. - 1998. - pp. 315-331.
16. Wilkes, G. Polymers, Mechanical Behavior, in Encyclopedia of Physical Science and Technology [Text] / G. Wilkes // Academic Press. - 2002. - pp. 697-722.
17. Felix, J. Effect of transcrystalline morphology on interfacial adhesion in cellu-lose/polypropylene composites [Text] / J. Felix, and P. Gatenholm // Journal of Materials Science, 1994. - no. 29. - pp. 3043-3049.
