A faanyag degradációs folyamatai, faanyagvédelem

Az előadások a következő témára: "A faanyag degradációs folyamatai, faanyagvédelem"— Előadás másolata:

1 A faanyag degradációs folyamatai, faanyagvédelem
Polimerkémia A faanyag degradációs folyamatai, faanyagvédelem dr. Molnárné Hamvas Lívia

2 Előző témakör Felületkezelés, felületkezelő anyagok Védelmi funkció
dr. Molnárné Hamvas Lívia Előző témakör Felületkezelés, felületkezelő anyagok Védelmi funkció külső hatások – időjárás- és fényállóság biológiai hatások – gomba és rovar kártevők elleni védelem mechanikai hatások – kopásállóság Esztétikai funkció megfelelő színárnyalat biztosítása – pigmentek megfelelő színtartósság biztosítása – fényállóság

3 Előző témakör A felületkezelés műveletei – technológiai lépések
dr. Molnárné Hamvas Lívia Előző témakör A felületkezelés műveletei – technológiai lépések felület előkészítés felület kezelés felületkikészítés

4 Felületkezelés, felületkezelő anyagok
dr. Molnárné Hamvas Lívia Felületkezelés, felületkezelő anyagok Film- vagy bevonat képződése folyékony felületkezelő anyag felvitele, terülése, száradása felviteli technológiák: mártás, locsolás, szórás, ecsetelés – eltérő fizikai-kémiai sajátságok szükségesek terülés, film kialakulása: nedvesedés és viszkozitás száradás: film megszilárdulása por alakú felületkezelő anyag – makromolekulák – felvitele, olvadása, megszilárdulása felviteli technológiák: szórás, kenés olvadás: hőközlés hatására – anyagi jellemzők megszilárdulás: dermedéspont függése

5 Fizikai úton száradó filmképzők
dr. Molnárné Hamvas Lívia Fizikai úton száradó filmképzők oldószer-párolgás útján száradó rendszerek száradási sebesség hőmérséklet növelésével D és po növekszik elszívás alkalmazásával p csökken légsebesség növelésével d csökken D – diffúziós együttható d – határréteg vastagság po - p – gőznyomáskülönbség

6 rétegvastagság négyzetével arányos az adott mértékű
dr. Molnárné Hamvas Lívia rétegvastagság négyzetével arányos az adott mértékű száradáshoz szükséges idő

7 Fizikai úton száradó filmképzők
dr. Molnárné Hamvas Lívia Fizikai úton száradó filmképzők vizes diszperziós felületkezelő anyagok vizes közegben diszpergált polimer szemcsék a száradási folyamat – hasonló a diszperziós ragasztók kötéséhez párolgás és diffúzió, majd a polimer-szemcsék összefolyása

8 Fizikai úton száradó filmképzők
dr. Molnárné Hamvas Lívia Fizikai úton száradó filmképzők oldószermentes felületkezelő - bevonó anyagok polimer felvitele por formában nincs oldószer (VOC) kibocsátás vastag, egyenletes réteg kialakítása 30-50 mm bútorgyártásban MDF-lapokra poliészter, epoxi, akrilát

9 Kémiai úton kötő filmképzők
dr. Molnárné Hamvas Lívia Kémiai úton kötő filmképzők a felületen végbemenő kémiai reakció eredménye nincs oldószerpárolgás – monomerben oldott oligomer egy rétegben is vastag bevonat kémiai térhálósodás, megfelelő védelem, jó minőségű film polimerizációs és poliaddíciós folyamatok viszkozitás beállítása az oligomer koncentrációval reakciósebesség szabályozása hőmérséklettel, termikusan aktiválható katalizátorral (iniciátorral), UV-fény hatással telítetlen poliészterek és vinilészter oligomerek

10 dr. Molnárné Hamvas Lívia

11 Fizikai és kémiai száradási folyamatok
dr. Molnárné Hamvas Lívia Fizikai és kémiai száradási folyamatok oldószeres, kémiai úton kötő anyagok polikondenzációs kötési folyamat amingyanták – butanollal éterezett karbamid és melamin-gyanták, alkiddal kombinálva poliaddíciós kötési folyamat poliuretán-lakkok polimerizációs kötési folyamat alkidgyanta-lakkok – telítetlen zsírsav-tartalmú poliészterek

12 Fizikai és kémiai úton száradó filmképzők
dr. Molnárné Hamvas Lívia Fizikai és kémiai úton száradó filmképzők vizes diszperziós felületkezelő anyagok párolgás, fizikai száradás és keményedés párolgás, szemcsék összefolyása és további térhálósodás kémiai kötés is

13 dr. Molnárné Hamvas Lívia

14 dr. Molnárné Hamvas Lívia

15 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai

16 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Termikus hatás szárítási körülmények – egyensúlyi víztartalom csökkenése szerkezeti zsugorodás deformációhoz vezet hőáramlás meghatározása védelem: megfelelő szárítási technológia alkalmazása

17 dr. Molnárné Hamvas Lívia

18 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Termikus hatás szárítási körülmények (65-82 °C; 50 h) hatása az illékony szerves komponensek eltávozására évente VOC szennyezés: 2,6 tonna etanol 0,6 tonna formaldehid 9,4 tonna metanol 7,7 tonna acetaldehid

19 A szárító légterében mért főbb komponensek
dr. Molnárné Hamvas Lívia A szárító légterében mért főbb komponensek

20 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Termikus hatás szárítási körülmények – egyensúlyi víztartalom csökkenése szerkezeti zsugorodás deformációhoz vezet hőáramlás meghatározása védelem: megfelelő szárítási technológia alkalmazása hőkezelési eljárások – magas hőmérsékleten kémiai változások elszíneződés, bomlás, majd égési folyamatok színmérés, termoanalitikai vizsgálatok, távozó VOC GC-MS védelem: égéskésleltető anyagokkal

21 dr. Molnárné Hamvas Lívia

22 dr. Molnárné Hamvas Lívia
IRG 37 - Annual IRG Conference, Tromsø, Norway June 2006 The Effect of Flavonoids on Colour and Spectral Changes of the Wood Surface Caused by Heat Treatment or Ultra-violet Irradiation Rita Csonka-Rákosa, Lívia Molnár-Hamvas, Eszter Börcsök, József Molnár and Károly Németh University of West Hungary, Faculty of Forestry, Institute for Chemistry Bajcsy-Zsilinszky u. 4. H-9400 Sopron, Hungary Daniel Berzsenyi Lutheran Lyceum Széchenyi tér 11, H-9400 Sopron, Hungary

23 decomposition temperature
dr. Molnárné Hamvas Lívia Thermogravimetric curves of different kind of wood samples in air atmosphere, at 40 °C/min heating rate volatile components decomposition temperature

24 two periods in changes of carbonyl band intensity
dr. Molnárné Hamvas Lívia Changing of relative absorbance vs. time of heating at 1740 cm-1 for black locust and poplar two periods in changes of carbonyl band intensity the higher temperature caused faster reaction calculation of rate constants of the consecutive reactions

25 Results of colour measurements
dr. Molnárné Hamvas Lívia Results of colour measurements

26 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Nedvesség, víz hatása dagadás és zsugorodás váltakozó mechanikai hatás a rostok szétválása, irányfüggő deformáció a faanyag kismolekulájú extraktanyagainak kimosódása védelem: filmréteget képező felületkezelő anyagokkal vagy impregnálás víztaszító védőszerekkel nagyfokú víz visszatartást eredményezhet

27 dr. Molnárné Hamvas Lívia

28 dr. Molnárné Hamvas Lívia

29 dr. Molnárné Hamvas Lívia

30 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Fénysugárzás – UV, VIS – hatása

31 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Fénysugárzás – UV, VIS – hatása kémiai folyamatok: gyökös mechanizmusú bomlás elszíneződés (sárgulás, sötétedés), a sejtfalak károsodása lignin lebomlása

32 dr. Molnárné Hamvas Lívia

33 dr. Molnárné Hamvas Lívia

34 dr. Molnárné Hamvas Lívia
5th International Symposium on Wood Structure and Properties ’ Sliač - Sielnica, Slovakia, September 3-6, 2006 COLOUR AND SPECTRAL CHANGES OF THE WOOD SURFACE DUE TO ULTRA-VIOLET LIGHT EXPOSITION AND IMPREGNATION WITH CHROMIUM Lívia Molnár-Hamvas, Rita Csonka-Rákosa, Eszter Börcsök, József Molnár and Károly Németh University of West Hungary, Faculty of Forestry, Institute for Chemistry Bajcsy-Zsilinszky u. 4. H-9400 Sopron, Hungary Daniel Berzsenyi Lutheran Lyceum Széchenyi tér 11, H-9400 Sopron, Hungary

35 dr. Molnárné Hamvas Lívia
Difference of absorption spectra of black locust at various length of time of UV irradiation nm

36 dr. Molnárné Hamvas Lívia
Difference of absorption spectra of poplar at various length of time of UV irradiation nm

37 Photodegradation processes
dr. Molnárné Hamvas Lívia Photodegradation processes Wood surface - colour measurements long time irradiation cause less changes of lightness darkening of the woods during first 8 hours

38 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Fénysugárzás – UV, VIS – hatása kémiai folyamatok: gyökös mechanizmusú bomlás védelem: fényelnyelő színtelen felületkezelő alkalmazása (antioxidánsok, gyökfogók) UV-fény elnyelése védelem: felületkezelés fényelnyelő színező anyagokkal, pigmentekkel megváltozik a fa eredeti esztétikai hatása hatás vizsgálata: spektrofotometria, fényesség- és színmérés

39 dr. Molnárné Hamvas Lívia

40 dr. Molnárné Hamvas Lívia

41 dr. Molnárné Hamvas Lívia

42 dr. Molnárné Hamvas Lívia

43 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Fénysugárzás és nedvesség együttes hatása – kültéri hatások – fokozott károsodás a lignin fotokémiai bomlása a tördelődött lignin, valamint az extraktanyagok kimosódása pH változás, színváltozás, fakulás; védelem: fényvédő hatású, vízálló felületkezelő anyagok alkalmazása

44 dr. Molnárné Hamvas Lívia

45 dr. Molnárné Hamvas Lívia

46 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Biológiai károsítók és környezeti hatások rovar- és gombakártevők a cellulóz- és lignin enzimatikus lebontása az oligomerek elfogyasztása vagy kimosódása - korhadás védelem: inszekticid és fungicid hatású vegyszerek impregnálásával

47 A faanyag degradációs folyamatai
dr. Molnárné Hamvas Lívia A faanyag degradációs folyamatai Biológiai károsítók

48 dr. Molnárné Hamvas Lívia

49 dr. Molnárné Hamvas Lívia

50 Coriolus versicolor (fehér korhasztó) fenyőben
dr. Molnárné Hamvas Lívia Coriolus versicolor (fehér korhasztó) fenyőben A

51 dr. Molnárné Hamvas Lívia

52 A favédőszerek és környezeti hatásaik
dr. Molnárné Hamvas Lívia A favédőszerek és környezeti hatásaik Biocidok szervetlen sók vizes oldata CuSO4, K2Cr2O7, Na3AsO4, NaF, H3BO3, NH3, CCA, CCB, ACA, AZCA, mérgező hatású szerves vegyületek fenol, krezol, PCP, HCH réz-komplexek CC, ACQ, CBA, CDDC

53 dr. Molnárné Hamvas Lívia

54 A favédőszerek és környezeti hatásaik
dr. Molnárné Hamvas Lívia A favédőszerek és környezeti hatásaik Hatékonyság különböző kártevők ellen impregnálás – telítési eljárások fixálódás – komponensek megkötődése kioldódás Környezeti és egészségügyi hatások ivóvíz szennyezése rákkeltő

55 dr. Molnárné Hamvas Lívia
Következő témakör Kérdések