hrvatski

Postojanost poliakrilatnih nanopremaza na toplinski modificiranom drvu

Usprkos poboljšanim svojstvima u odnosu na nemodificirano drvo, toplinski modificirano drvo još je uvijek podložno površinskoj razgradnji uslijed djelovanja vanjskih utjecaja i stoga ga je potrebno zaštititi premazima. Promjena boje drva prvi je znak propadanja, a proizvođačima drvnih proizvoda često je u interesu da drvo što duže zadrži svoju prirodnu boju kako bi izbjegli razočaranje kupaca. Dodavanjem nanočestica u premaz može se značajno utjecati na njegova svojstva. Nanočestice zbog svoje male veličine znatno smanjuju raspršivanje svjetlosti, te na taj način zadržavaju prozirnost premaza. Budući da nema podataka o utjecaju dodatka nanočestica UV apsorbera u vodene premaze na postojanost toplinski modificiranog drva, u ovom istraživanju cilj je bio utvrditi može li se, kao i u slučaju nemodificiranog drva, povećati postojanost toplinski modificiranog drva dodatkom nanočestica titanijevog dioksida i cinkovog oksida u vodeni poliakrilatni premaz. Za analizu postojanosti toplinski modificiranog drva, poliakrilatnih premaza i sustava drvo – premaz korištena su mjerenja dobivena ispitivanjem prirodnim i ubrzanim izlaganjem u QUV uređaju. Izlagani su nemodificirani i toplinski modificirani uzorci bukovine površinski neobrađeni i obrađeni s devet sustava poliakrilatnih vodenih premaza. U premaze su dodane nanočestice TiO2 i ZnO u različitim koncentracijama i kombinacija nanočestica TiO2 i ZnO s pigmentima (crveni i žuti). Za dva sustava premaza korištena je i predobrada drva vodenom otopinom HALS spojeva. U ovom radu također su provedena ispitivanja „umjetnog“ sustava drvo – premaz u kojem su uzorci drva bili izloženi iza slobodnih filmova premaza i ispitivanja utjecaja ekstraktivnih tvari na promjenu boje toplinski modificiranog drva. Tijekom prirodnog i ubrzanog izlaganja praćene su promjene na površinski obrađenom toplinski modificiranom drvu, slobodnim filmovima poliakrilatnog premaza i na toplinski modificiranom drvu iza slobodnih filmova premaza. Provedena su mjerenja boje, sjaja, pojave pukotina, ljuštenja i plijesni, mehaničkih svojstava, toplinskih svojstava, transmitancije filmova premaza i kemijskih promjena. Provedeno istraživanje pokazalo je da toplinska modifikacija bukovine smanjuje gustoću, povećava kiselost, izrazito smanjuje polarnu komponentu slobodne površinske energije, povećava udio lignina, vodenog i otapalnog ekstrakta. Dodatak ZnO nanočestica imao je veći utjecaj na svojstva tekućeg poliakrilatnog vodenog premaza od TiO2 nanočestica. Dodatak ZnO nanočestica povećao je viskoznost premaza uz povećanje pH vrijednosti. TiO2 i ZnO nanočestice povećale su čvrstoću, modul elastičnosti i staklište, a smanjile istezanje poliakrilatnog vodenog premaza. Istraživanje utjecaja TiO2 i ZnO nanočestica, pigmenata i toplinske modifikacije na sustav drvo – premaz prije izlaganja pokazalo je da toplinska modifikacija drva ima veliki utjecaj na adhezivnu čvrstoću, upojnost vode i vodene pare, a dodatak ZnO nanočestica na smanjenje suhe debljine filma. Upojnost tekuće vode i vodene pare sustava drvo – premaz smanjuje se toplinskom modifikacijom bukovine i povećanjem temperature modifikacije, a povećava dodatkom ZnO nanočestica u poliakrilatni vodeni premaz. Dodatkom TiO2 i ZnO nanočestica u pliakrilatni vodeni premaz smanjila se promjena boje sustava toplinski modificirano drvo – premaz tijekom prirodnog i ubrzanog izlaganja, ali je i dalje bila vrlo izražena i jasno vidljiva ljudskom oku. Bolji učinak stabilizacije promjene boje postignut je s TiO2 nanočesticama i povećanjem koncentracije nanočestica. Predobrada toplinski modificiranog drva otopinom HALS spojeva nije bila učinkovita u zaštiti od promjene boje tijekom prirodnog i ubrzanog izlaganja. Dodatak pigmenata u premaze s nanočesticama TiO2 i ZnO najviše je stabilizirao promjenu boje toplinski modificiranog drva tijekom ubrzanog izlaganja, a tijekom prirodnog izlaganja pigmenti su povećali stabilnost boje uzoraka drva obrađenih premazima s ZnO nanočesticama. Prirodno i ubrzano izlaganje vanjskim okolišnim uvjetima uzrokovalo je smanjenje suhe adhezije na toplinski modificiranom drvu bez obzira na vrstu premaza i povećanje staklišta svih ispitivanih premaza koje je bilo izraženije tijekom ubrzanog izlaganja. Dodatak nanočestica TiO2 u poliakrilatni vodeni premaz umanjio je promjene suhe adhezije nakon ubrzanog i prirodnog izlaganja, dok je dodatak nanočestica ZnO umanjio promjene suhe adhezije samo nakon ubrzanog izlaganja. Povećanje promjene boje toplinski modificirane bukovine tijekom ubrzanog izlaganja povezano je sa smanjenjem ligninske vrpce na 1595 cm-1, a tijekom prirodnog izlaganja s povećanjem vrpce na 1640 cm-1 koja se pripisuje kinoidnim spojevima. Dodatak TiO2 i ZnO nanočestica u poliakrilatni vodeni premaz nije smanjio kemijske promjene sustava toplinski modificirano drvo – premaz tijekom prirodnog i ubrzanog izlaganja, dok su se kemijske promjene smanjile kombinacijom pigmenata i nanočestica TiO2 i ZnO. Ekstraktivne tvari pridonijele su većoj promjeni boje toplinski modificiranog drva na višoj temperaturi (212 °C) tijekom ubrzanog izlaganja, što je vidljivo i na promjeni vrpce na 1595 cm-1.

toplinski modificirano drvo; titanijev dioksid; cinkov oksid; nanočestice; poliakrilatni premaz; razgradnja drva

nije evidentirano