Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla

Paavo Mansikkamäki

Research output: Book/ReportReportProfessional

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

NameTutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus
PublisherVTT
Volume267

Fingerprint

Nefopam
Pediculus
Cellulose

Keywords

  • wood
  • dimensio-stability
  • sorption

Cite this

Mansikkamäki, P. (1984). Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 267
Mansikkamäki, Paavo. / Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1984. 142 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 267).
@book{29daa46077f044ef92c0c0d468405fbd,
title = "Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla",
abstract = "Tutkimuksen kirjallisuusosassa tarkastellaan puun kosteusel{\"a}miseen eli dimensiostabiliteettiin liittyvi{\"a} ilmi{\"o}it{\"a} ja teoreettisia perusteita. Erityisesti tarkastellaan puun sorptioteorioita sek{\"a} sorption ja dimesiostabiliteetin v{\"a}list{\"a} yhteytt{\"a}. Lis{\"a}ksi selvitet{\"a}{\"a}n puun mikrorakenteen ja uuteaineiden vaikutusta kosteusel{\"a}miseen sek{\"a} tarkastellaan lyhyesti eri tyyppisten kemiallisten k{\"a}sittelyjen vaikutusta puun fysikaalisiin ominaisuuksiin. Laboratoriokokeissa tutkittiin er{\"a}iden Lewis-happojen katalyyttist{\"a} vaikutusta puun ja selluloosapaperin formaldehydik{\"a}sittelyyn kaasufaasissa. P{\"a}{\"a}osa laboratoriokokeista keskittyi kuitenkin rikkidioksidilla katalysoidun formaldehydik{\"a}sittelyn tutkimiseen. Kaasufaasik{\"a}sittelyiss{\"a} tehtiin vertailevia kokeita sek{\"a} paperilla ett{\"a} puulla katalyytin konsentraation, formaldehydin konsentraation, kosteuden, k{\"a}sittelyl{\"a}mp{\"o}tilan ja -ajan vaikutuksesta materiaalin dimensiostabiliteettiin ja er{\"a}isiin lujuusominaisuuksiin. Selluloosapohjaisen materiaalin kosteusel{\"a}misen ja sorption v{\"a}lill{\"a} kuitujen kyll{\"a}stymispisteen alapuolella vallitsee selv{\"a} riippuvuus eik{\"a} n{\"a}it{\"a} ilmi{\"o}it{\"a} voi perustelellisesti yksin{\"a}{\"a}n ymm{\"a}rt{\"a}{\"a}. Puun dimensiostabiliteetti rungon eri suunnissa vaihtelee merkitt{\"a}v{\"a}sti. Samoin kosteusel{\"a}minen vaihtelee puun eri osien, eri yksil{\"o}iden ja lajien v{\"a}lill{\"a} huomattavasti. Vaihtelut johtuvat l{\"a}hinn{\"a} puun mikrorakenteesta ja uuteaineista. Puun el{\"a}mist{\"a} eli dimensiostabiliteettia voidaan tehokkaasti ja pysyv{\"a}sti parantaa vain kemiallisen modifioinnin avulla. Puun kemialliseen modifiointiin liittyy yleens{\"a} aina kuitenkin er{\"a}it{\"a} negatiivisia piirteit{\"a}, jotka pienent{\"a}v{\"a}t tai kumoavat k{\"a}sittelyill{\"a} saavutettuja etuja. T{\"a}ss{\"a} tutkitulla puun ja paperin formaldehydin kaasufaasik{\"a}sittelyll{\"a} saavutettavat edut ovat l{\"a}hinn{\"a} dimensiostabiliteetin ja lahonkest{\"a}vyyden lis{\"a}{\"a}ntyminen. Toisaalta materiaalinlujuusominaisuudet happaman katalyytin takia aina laskevat.Tutkimuksen mukaisissa optimiolosuhteissa puun ja paperin dimensiostabiliteetti lis{\"a}{\"a}ntyi 55 - 60 {\%} ja paperin vetolujuus aleni 15 - 20 {\%} sek{\"a} puun taivutus- ja iskutaivutuslujuus laskivat 20 - 30 {\%}. Parhaimmillaan paperin dimensiostabiliteetti lis{\"a}{\"a}ntyi l{\"a}hes 80 {\%}, mutta samalla vetolujuus laski my{\"o}s l{\"a}hes 80 {\%}. Vastaavasti puulla korkein tangentin suuntainen dimensiostabliteetin paraneminen oli l{\"a}hes 75 {\%}, mutta taivutuslujuus laski t{\"a}ll{\"o}in hieman yli 50 {\%}. Paperilla ja puulla tehtyjen kokeiden tulokset olivat varsin vertailukelpoisia.",
keywords = "wood, dimensio-stability, sorption",
author = "Paavo Mansikkam{\"a}ki",
year = "1984",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-1985-X",
series = "Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
address = "Finland",

}

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

Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla. / Mansikkamäki, Paavo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1984. 142 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 267).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla

AU - Mansikkamäki, Paavo

PY - 1984

Y1 - 1984

N2 - 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.

AB - 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.

KW - wood

KW - dimensio-stability

KW - sorption

M3 - Report

SN - 951-38-1985-X

T3 - Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus

BT - Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Mansikkamäki P. Puun ja selluloosapohjaisen materiaalin dimensiostabilointi kemiallisilla aineilla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1984. 142 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 267).