Нанокомпозитные древесные материалы

А.И. Воробьева
К.В.Зубанова
Научный руководитель Е.А. Ибрагимова
(РЭУ им. Г.В. Плеханова)
НАНОКОМПОЗИТНЫЕ ДРЕВЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В настоящее время
древесина является одним из наиболее важных и
востребованных строительных материалов в мире. Однако у древесины имеются
довольно серьезные недостатки, ограничивающие области ее применения. Это высокая горючесть, склонность к гниению, гигроскопичность, которая приводит к
возможности образования трещин и частичной потере несущей способности.
Накопленный в процессе деятельности человека опыт использования
лиственницы в качестве строительного материала, имеющей длительный срок
эксплуатации в сложных климатических условиях, а так же уже имеющийся опыт
обработки кожевенных материалов способом заполнения внутренних полостей для
придания прочности, послужили предпосылкой к разработке новой технологии по
улучшению свойств древесины.
Специалисты многих стран, в том числе Германии, ведут исследования в этом
направлении и уже достигли практических результатов: строятся дома, мосты. Также в
России в г. Новокузнецк проектируется промышленное предприятие по получению
такой древесины.
В основе новой технологии по улучшению физико-химических характеристик
древесины лежит метод глубокой переработки древесины хвойных пород в
высококачественную клеёную продукцию на основе нанотехнологий.
Этот метод представляет собой последовательный процесс вакуумной сушки,
далее пропитки и обработки малоценных пород древесины.
Комплексные водные растворы на основе арабиногалактана переносят внутрь
пор (сосудов) нерастворимые молекулы и после обработки ими, древесина приобретает
кардинально другие свойства. За счёт образования и структурирования
водонерастворимых нано размерных молекул на поверхностях микро- и
макрокапилляров. Причем распределение идет равномерно по всему телу древесины.
Сохраняются не только все положительные свойства древесины, но и
устраняются недостатки, которые ограничивают более широкое её применение в
строительстве, производстве мебели и других сферах жизнедеятельности человека.
Новый материал отвечает следующим требованиям: 1-ю категория огнезащиты.
Это означает незначительную потерю массы около 2% после вынесения образца из
открытого пламени после нахождения
в нем около 2 часов. Высший класс
грибостойкости, инертность к воздействия биологически активных микроорганизмов
на тело древесины. Гидрофобность. Отсутствуют разбухание и изменения
геометрических размеров образца после взаимодействия с влагой. Повышенная
плотность и прочность. Увеличивается плотность и прочность на 10 – 25%, что
приводит к уменьшению трещинообразования. Увеличивается в 2 раза срок службы.
Мы пришли к выводу, что от
применения древесных нанокомпозитов
значительно возрастает экономический эффект, заключающийся в: большем выходе
качественной
и
стабильной
продукции
без
признаков
коробления
и
трещинообразования
при эксплуатации в условиях агрессивного воздействия
воздушной среды, насекомых и микроорганизмов, а также повышение пожарной и
экологической безопасности. Предполагается сотрудничество с фирмами Германии,
уже использующие подобные материалы, для дальнейшего изучения их свойств.