Микологически разрушенная древесина как сырье для композиционных пластиков и декоративных изделий (1025391), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Кверцетин являетсяодним из наиболее сильных и активных антиоксидантов среди биофлаваноидов.Его действие основано на способности обрывать разветвленное цепное окисление. Данный антиоксидант при небольшом количестве (0,01-0,001 %) уменьшает скорость окисления, и в течение длительного периода времени продуктыокисления не образуются. При обработке кверцетином микологически разрушенная древесина приобретает антиокислительные, антимикробные, антибактериальные, антигрибковые свойства, благодаря чему улучшается ее сохраняемость и предотвращается дальнейшее разрушение.Для придания композиционным материалам и массиву древесины гидрофобных свойств было предложено применение кремнийорганического полимера – полиоргансилоксана в виде водной нанодисперсии. Основными свойствами полиорганосилоксанов являются их высокие антиадгезионные свойства, ко-7торые обусловлены низким поверхностным натяжением и специфической ориентацией их макромолекул на поверхности материала.

При этом также резкоснижается водопоглощение, существенно увеличивается водонепроницаемость,и древесине придаются водооталкивающие свойства. Помимо антиадгезионных свойств полиорганосилаксан обладает очень важным свойством антисептирования, препятствующим деятельности микроорганизмов.Древесина же, пораженная грибами бурой гнили на последней стадииразрушения, может применяться как сырьё для получения композиционныхпластиков. Это связано с тем, что физико-механические характеристики еекрайне низки и это становится препятствием для ее использования в качествеконструкционного материала. Однако надмолекулярная структура и химический состав позволяют использовать ее в качестве активного наполнителя приполучении древесно-композиционных материалов вследствие того, что продукты биодеструкции лигнина одновременно могут выполнять функцию наполнителя (мало разрушенный лигнин) и связующего (низкомолекулярные фракциилигнина).В третьей главе описаны материалы и методики исследований.В экспериментальных исследованиях использованы древесные образцы,отобранные на территории Щелковского учебно-опытного лесхоза Московского государственного университета леса.В работе применялась водная нанодисперсия полиорганосилоксана по ТУ2310-001-18803389-2002.Кверцетин был выделен из древесины комлевой части лиственницы сибирской по методике, разработанной в ОАО «ЦНИИБ».При изучении свойств древесных образцов, подверженных микологическому воздействию, и проведении исследований их состава, а также влияниямодификаторов на свойства, были использованы как стандартные аналитические методики, содержащиеся в ГОСТ и ТУ, так и ряд оригинальных методик,специально разработанных для выполнения данной работы.В четвёртой главе представлены результаты экспериментальных исследований микологически разрушенной и микологически окрашенной древесины.Исследования состава проводились на образцах измельченной древесины(опилки), а микроскопические – на микросрезах древесины.Опилки древесины, пораженной грибами белой гнили, представляют собой древесные частицы белого цвета более волокнистые, нежели опилки здоровой древесины, на некоторых частицах встречаются черные прожилки, это частицы из зоны так называемого «мраморного рисунка».

Древесина, пораженнаягрибами бурой гнили III стадии разрушения, представляет собой мелкодисперсную пыль биолигнина коричневого цвета с более крупными лигноуглеводными частицами.Опилки из микологически окрашенной древесины и с окраской раневогопроисхождения ничем не отличаются от опилок здоровой древесины, за исключением цвета – микологически окрашенная древесина обладает насыщеннымсине-зеленым цветом, а древесина с раневой окраской – красно-бурым.8Микроскопический анализ поверхности древесных образцов (рис.

1) показал, что визуальная монолитность древесины, пораженной грибами белойгнили на ранних стадиях, оказалась чрезвычайно пористой, что является нежелательным свойством для использования этой древесины в качестве конструкционного материала. Это связано с тем, что огромная поверхность, образованная действием ферментов гриба, может быть подвергнута интенсивному окислению кислородом воздуха с одной стороны, а с другой – дальнейшему разрушению под действием остаточного количества ферментов гриба при благоприятных для этого процесса температурно-влажностных условиях.Что же касается бурой гнили, то даже на ранних стадиях она интенсивноснижает прочностные характеристики древесины, поэтому предположить возможность ее использования в качестве конструкционного материала не представляется реальной.

Но в связи с тем, что ферменты грибов бурой гнили в основном разрушают углеводную часть древесины и, таким образом, практическиуничтожают ее волокнистую структуру, древесину, пораженную бурой гнильюв особенности на поздних стадиях микологического разрушения за счет оченьнизкой прочности и возможности легкого диспергирования, можно использовать в качестве активного наполнителя для получения композиционных материалов.Что же касается древесины, подвергнутой действию деревоокрашивающего гриба Chlorosplenium aeruginosu, то ее малоразрушенная анатомическаяструктура представлена волокнами либриформа с плотными и практически неповрежденными стенками. Это лишний раз подтверждает тот факт, что ферменты деревоокрашивающих грибов очень незначительно действуют на стенкимертвых лигнофицированых клеток, разрушая в основном олигомерное содержимое живых клеток паренхимы.

Поэтому и визуальное восприятие, и микроскопическое подтверждение малоизмененности и высокой прочности микологически окрашенной древесины позволяет использовать ее в качестве поделочного материала для изготовления различных изделий как в исходном, так и вчастично модифицированном виде.Еще лучше с точки зрения малоизмененности структуры древесины делообстоит с образцами окрашенной древесины вследствие раневых воздействий.Отсутствие микологического воздействия на этот вид древесины приводит кнеизмененности ее анатомической структуры и, как следствие, сохранению высоких физико-механических характеристик природной древесины. А интенсивная окраска, являющаяся следствием окислительной конденсацией лигнина инизкомолекулярных экстрактивных веществ сосновой древесины, позволяетиспользовать ее в качестве очень декоративного, прочного и дешевого поделочного материала.В ходе исследований по определению состава лигно-углеводного комплекса (табл.

1) было выявлено, что древесина, пораженная грибами белой гнили, имеет повышенное содержание целлюлозы, причем это содержание болеечем в 2 раза превосходит аналогичный показатель для древесины с буройгнилью, вследствие того, что в первом случае ферменты грибов подвергают деструкции в основном лигнинную часть, а во втором случае – в основном поли-9абвгРисунок 1 – Электронные микрофотографии (увеличение 2000х):а – тангенциальный срез внешней поверхности волокна либриформадревесины березы, пораженной грибами белой гнили;б – тангенциальный срез лигнифицированных трахеиддревесины ели, пораженной грибами бурой гнили;в – тангенциальный срез волокон либриформа древесины березы, окрашеннойсине-зелеными выделениями гифов гриба Chlorosplenium aeruginosu;г – торцевой срез древесины сосны с красно-бурой раневой окраской.10сахаридную.

Стоит отметить, что содержание целлюлозы в окрашенной древесине как под воздействием микологических факторов, так и под действиемокислительных факторов внешней среды, практически соответствует ее содержанию в здоровой древесине вследствие того, что в случае раневой окраски непроисходит разрушения целлюлозы вообще, а в случае микологической окраски она разрушается очень не значительно.Таблица 1 – Состав лигно-углеводного комплекса микологически разрушеннойи окрашенной древесиныДревесинаДревесина Древесина Микоокрашеннаяберезы, поели, пора- сосны ра- древесина береПоказательраженная бе- женная буневойзы в синелой гнилью рой гнилью окраскизеленый цветЦеллюлоза, %48224342Лигнин, %840,2525,7727,1242,434,829,330,3Легкогидролизуемые полисахариды, %То, что касается содержания лигнина, то минимальное количество присуще древесине с белой гнилью, потому что лигнин большей частью деструктирован до низкомолекулярных фрагментов или полностью минерализован.

Вдревесине с бурой гнилью имеет место обратный процесс – минерализация углеводной части. И опять же содержание лигнина в окрашенной древесине отличается очень незначительно с небольшим преобладанием его содержания в микологически разрушенной древесине, что можно отнести либо к небольшомуколичеству экстрактивных веществ, осмоляемых при действии концентрированной серной кислоты, либо к особенностям компонентного состава древесины сосны и березы.Переходя к анализу содержания легкогидролизуемых полисахаридов,можно сказать, что в древесине с белой гнилью за счет резкого сокращениялигнина относительное содержание этих полисахаридов резко возрастает посравнению, как с бурой гнилью, так и с окрашенной древесиной.То, что касается бурой гнили, то большое содержание легкогидролизуемых полисахаридов, является, по нашему мнению, следствием частичной деструкции целлюлозы и образования целлодекстринов, которые и дают увеличенное содержание легкогидролизуемых полисахаридов.

Содержание же легкогидролизуемых полисахаридов в окрашенных образцах древесины близко кприродной, и опять же соответствует специфике компонентного состава этихдревесных образцов.Для предотвращения остаточных окислительных процессов в микологически разрушенной древесине был выбран природный антиоксидант – кверце-11тин, выделенный из древесины лиственницы. Однако кверцетин в растворахдостаточно интенсивно окисляется, и качество его применения связано со степенью его окисления. Нами предложен в качестве метода оценки пригодностиданного препарата для указанных целей метод кулонометрии.

Метод кулонометрии был использован для оценки стабильности выбранного нами раствораантиоксиданта, рекомендованного для поверхностной обработки изделий измикологически разрушенной древесины с целью предотвращения дальнейшихферментативных окислительных процессов в ней за счет остаточного содержания ферментов дереворазрушающих грибов, а также предотвращения атмосферного окислительного воздействия, которое может привести к снижениюпрочностных характеристик.Стабильность растворов кверцетина оценивалась визуально – по изменению их окраски, и спектрофотометрически – по изменению оптической плотности раствора при определённой длине волны (рис.

Характеристики

Список файлов диссертации