На сегодняшний день, как и сотни лет назад, древесина занимает лидирующие позиции среди материалов для строительства и оформления помещений. Как бы не старались производители пластика и других синтетических материалов, а полностью воссоздать и заменить свойства и особенности древесины им до сих пор не удалось. Но есть у дерева существенные недостатки – низкая биостойкость, влагостойкость и формостойкость. Но к счастью ученые давно нашли способ борьбы с этими недостатками – это модификация древесины.
Что такое модификация древесины?
Модификация древесины – это процесс преднамеренного воздействия на дерево для улучшения его механических и биологических параметров. Модификация позволяет изменить свойства древесины таким образом, чтобы повысить ее надежность, увеличить срок службы, защитить от влаги, атмосферных осадков и микроорганизмов, а также присвоить материалу необходимые свойства для обустройства определенных помещений. Например, увеличить влагостойкость доски предназначенной для обшивки бани и т.д. Модифицированная древесина выгодно отличается от обычной, она может использоваться в помещениях где часто меняется температура и влажность, необработанное дерево быстро придет в негодность в таких условиях.
Модификация древесины может производится разными способами. Самые популярные виды модификации древесины:
— химическая модификация древесины;
— термическая модификация древесины;
— механическая модификация древесины.
Каждый из видов модификации имеет свои достоинства и недостатки, рассмотрим каждый из них более подробно.
Химическая модификация древесины
Химическая модификация древесины производиться путем пропитки дерева специальными веществами (полимерами, мономерами, синтетическими смолами). При такой модификации активные вещества самой древесины вступают в реакцию с веществом, которое используют для обработки и образуется прочная связь, можно сказать, что химическая модификация приводит к изменению характеристик дерева на клеточном уровне. Дерево сначала высушивают, а затем обрабатывают специальным составом. Для более качественной пропитки используют вакуум. Процент пропитки на прямую влияет на механические характеристики готового материала: чем глубже пропитка, тем выше показатели.
Древесину при химической модификации чаще всего обрабатывают фурфульным спиртом или ацетилируют. Такая обработка позволяет увеличить прочность материала, уменьшить возможность деформации, повысить влагостойкость и способность дерева противостоять размножению насекомых, плесени и грибов, такой материал характеризуется долговечностью.
Химическая модификация может применяться к любой породе дерева. И что важно: для такого способа модификации можно использовать не только качественную деловую древесину, а и некондиционную древесины плохого качества.
Химическая модификация древесины существенно увеличивает прочность материала, потому ее часто используют для постройки тяжелых конструкции, например, мостов. А так ее можно использовать для производства садовой мебели, обшивки домов, постройки зданий.
Среди отрицательных характеристик химической модификации можно выделить:
— высокую стоимость этого процесса;
— химическая обработка. После обработки древесины может выделять вредные для здоровья компоненты. Ученые усиленно работают над созданием органических, натуральных пропиток, но пока ни одна из них не дала нужного эффекта.
Термическая модификация древесины
Как становится ясно из названия этот способ модификации заключается в воздействии на дерево нагревания, это сушка при высокой температуре. Такой вид модификации древесины на самом деле очень древний, и использовался уже тогда, когда значения слова модификация никто не понимал. С тех пор технология, конечно, значительно улучшилась, метод получил широкое распространение за границей. В странах постсоветского пространства термическая модификация древесины появилась не так давно, но уже успела завоевать своих поклонников.
Действительно термическая обработка имеет ряд положительных качеств:
— полностью экологична. При термической модификации не применяют никаких опасных и вредных компонентов;
— одним из основных достоинств термической модификации древесины является существенное повышение стойкости материала к воздействию влаги;
— после термической модификации дерево не разбухает
— повышается биостойкость материала, под воздействием высоких температур в древесине погибают все вредители, а также споры грибов и плесени;
— термическая модификация очень проста технологически и не требует особых затрат или большого количества оборудования.
Термическая модификация древесины может производиться с помощью различных масел (вываривание дерева в масле), воды, нагретого воздуха или насыщенного пара.
Особенность технологии заключается в том, что тепло применяемое для термической обработки проходит через всю древесину, на сквозь, это дает лучший результат чем поверхностная пропитка жидкостями.
Термическую модификацию можно применять к древесине любой породы, но лучше она воздействует на лиственные породы, нежели на хвою.
У такого рода модификации существуют и негативные стороны:
— под воздействием высокой температуры нарушается целостность клеточных компонентов дерева, что приводит к снижению прочности материала. Потому материал, модифицированный таким способом нельзя использовать для строительства несущих конструкций, тяжелых, крупногабаритных помещений и т.д.
— в ходе обработки древесина неизбежно изменит свой цвет, она потемнеет. Это конечно не всегда можно считать недостатком, но иногда эстетическая сторона вопроса важнее, чем механические качества;
— если провести термическую обработку с грубым нарушением технологии можно получить на выходе растрескавшийся, непригодный для использования материал.
Где же используется термически модифицированная древесина? Сфер применения такого материала множество: покрытие пола, изготовление оконных рам, мебель (как комнатная, так и для улицы), обшивка и декор помещений с высокой влажностью (сауна, баня, душ, бассейн, открытые террасы), из термически модифицированного дерева изготавливают даже ванны и рукомойники.
Механическая модификация древесины
Еще одним видом модификации древесины является механическая модификация. Этот способ давно используется в мире и в нашей стране, в частности.
Механическая модификация древесины представляет собой прессование дерева. Важной особенность процесса является, то что древесины прессуется поперек волокон.
Механическая модификация не требует больших денежных затрат, и, пожалуй, ее можно считать самой дешевой среди всех видов модификации древесины.
С помощью механической модификации можно существенно повысить прочность материала, его ударостойкость и жесткость. Но такая модификация никак не повлияет на гигроскопичность дерева. То есть материал так и останется беззащитным перед воздействием влаги, будет легко деформироваться при намокании.
Механически модифицированную древесину можно использовать для внутренней обшивки сухих помещений, изготовления мебели.
Помимо уже перечисленных способов модификации древесины существуют еще и комбинированный (комплексные) методы. Они объединяют в себе положительные качества нескольких видов модификации, но стоят несколько дороже.
Например, к таким комплексным видам модификации относят:
— термо-механическая модификация древесины. Заключается в прессовании горячего (обработанной паром или нагретой) материала. Такой способ позволяет очень сильно повысить прочность мягких пород дерева;
— химико-механическая модификация древесины. Процесс предполагает обработку дерева химическим составом, а затем прессование. Такой вид модификации делает древесину гибкой и позволяет придавать ей необходимую форму.
— радиационно-химическая модификация древесины – пропитка дерева под воздействием ионизирующего излучения. Это позволяет реагентам проходить в глубокие слои материала. Из такой древесины часто производят паркет.
Ирина Железняк, Собкор интернет-издания «AtmWood. Дерево-промышленный вестник»