Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla

Paavo Mansikkamäki

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen kirjallisuusosassa tarkastellaan puun kosteuselämiseen eli dimensiostabiliteettiin liittyviä ilmiöitä ja teoreettisia perusteita. Erityisesti tarkastellaan puun sorptioteorioita sekä sorption ja dimesiostabiliteetin välistä yhteyttä. Lisäksi selvitetään puun mikrorakenteen ja uuteaineiden vaikutusta kosteuselämiseen sekä tarkastellaan lyhyesti eri tyyppisten kemiallisten käsittelyjen vaikutusta puun fysikaalisiin ominaisuuksiin. Laboratoriokokeissa tutkittiin eräiden Lewis-happojen katalyyttistä vaikutusta puun ja selluloosapaperin formaldehydikäsittelyyn kaasufaasissa. Pääosa laboratoriokokeista keskittyi kuitenkin rikkidioksidilla katalysoidun formaldehydikäsittelyn tutkimiseen. Kaasufaasikäsittelyissä tehtiin vertailevia kokeita sekä paperilla että puulla katalyytin konsentraation, formaldehydin konsentraation, kosteuden, käsittelylämpötilan ja -ajan vaikutuksesta materiaalin dimensiostabiliteettiin ja eräisiin lujuusominaisuuksiin. Selluloosapohjaisen materiaalin kosteuselämisen ja sorption välillä kuitujen kyllästymispisteen alapuolella vallitsee selvä riippuvuus eikä näitä ilmiöitä voi perustelellisesti yksinään ymmärtää. Puun dimensiostabiliteetti rungon eri suunnissa vaihtelee merkittävästi. Samoin kosteuseläminen vaihtelee puun eri osien, eri yksilöiden ja lajien välillä huomattavasti. Vaihtelut johtuvat lähinnä puun mikrorakenteesta ja uuteaineista. Puun elämistä eli dimensiostabiliteettia voidaan tehokkaasti ja pysyvästi parantaa vain kemiallisen modifioinnin avulla. Puun kemialliseen modifiointiin liittyy yleensä aina kuitenkin eräitä negatiivisia piirteitä, jotka pienentävät tai kumoavat käsittelyillä saavutettuja etuja. Tässä tutkitulla puun ja paperin formaldehydin kaasufaasikäsittelyllä saavutettavat edut ovat lähinnä dimensiostabiliteetin ja lahonkestävyyden lisääntyminen. Toisaalta materiaalinlujuusominaisuudet happaman katalyytin takia aina laskevat.Tutkimuksen mukaisissa optimiolosuhteissa puun ja paperin dimensiostabiliteetti lisääntyi 55 - 60 % ja paperin vetolujuus aleni 15 - 20 % sekä puun taivutus- ja iskutaivutuslujuus laskivat 20 - 30 %. Parhaimmillaan paperin dimensiostabiliteetti lisääntyi lähes 80 %, mutta samalla vetolujuus laski myös lähes 80 %. Vastaavasti puulla korkein tangentin suuntainen dimensiostabliteetin paraneminen oli lähes 75 %, mutta taivutuslujuus laski tällöin hieman yli 50 %. Paperilla ja puulla tehtyjen kokeiden tulokset olivat varsin vertailukelpoisia.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages142
ISBN (Print)951-38-1985-X
Publication statusPublished - 1984
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number267
ISSN0358-5077

Keywords

  • wood
  • dimensio-stability
  • sorption

Cite this

Mansikkamäki, P. (1984). Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 267