Антисептирование древесины. Когда, как и чем

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «МАТЕРИАЛЫ, КОМПЛЕКТУЮЩИЕ, ПОКРЫТИЯ»

Антисептирование древесины. Когда, как и чем

Баранов А. В., инженер-технолог,
Белорусский государственный технологический университет

Сохранение изделий из древесины злободневно как для пользователей, так и для производственников. При этом важен не только сам факт защиты, но и химический состав средств, используемых для этого, а также их экологическая безопасность. Поэтому сегодня используется достаточно широкая гамма препаратов на основе бора, карбаматов, неорганических соединений меди, нафтенатов и цитратов меди и т. д., способных локализовать вредное воздействие разрушающих микроорганизмов и в то же время быть безопасными для человека и окружающей среды

Общеизвестно, что древесина — это природный материал. Она способна как развиваться, так и разрушаться под действием климатических и биологических факторов. Таким образом, поддерживается баланс и происходит развитие органической жизни. Однако человечество на протяжении многих лет научилось не только обрабатывать древесину, но и сохранять её. Наши предки интуитивно применяли технологии, позволившие сохранить и донести до сегодняшнего времени многие примеры деревянного зодчества, кухонной утвари, орудий труда.

Проблема сохранения изделий из древесины остается одной из важнейших и по сей день. И можно с уверенностью сказать, что в этой области технический прогресс не стоит на месте. Для начала рассмотрим вопрос биологической защиты древесины с теоретической точки зрения. Основой древесного вещества является целлюлоза, которая расщепляется на поли- и моносахариды. Именно они являются той пищей, которая нужна большинству поражающих древесину грибов и насекомых.

Споры грибов в большом количестве находятся в воздухе. Попадая на древесину, они прорастают, при этом появляются гифы — тонкие (толщиной от 2 до 30 мкм) бесцветные или окрашенные нити, которые, сплетаясь, образуют мицелий, или грибницу. Споры прорастают при определенной температуре и влажности.

Различают плесневые, деревоокрашивающие и дереворазрушающие грибы. Первые, попадая на древесину, образуют на ней своеобразный налет в виде скоплений окрашенных спор и мицелия. Древесина под этим налетом не меняет цвета, хотя и пронизана гифами этих грибов. Питаются данные грибы соками, находящимися в древесине. Деревоокрашивающие грибы вызывают поверхностную (на 2–3 мм) и глубокую окраску древесины, называемую синевой, без существенного снижения прочности. Поражение пиломатрилов данным типом грибков переводит их в категорию 2–3 сорта, при этом цена пиломатериала снижается, как правило, на 20–50%. Основные представители данного типа грибов — классы Ascomycetes и Deuteromycetes.

Эти грибы вызывают разрушение древесины по типу «умеренной гнили» и, увеличивая водопоглощение древесины, способствуют развитию на ней более агрессивных, так называемых дереворазрушающих грибов. Данный тип грибов способен разрушать клеточные стенки древесины, т. е. приводить к гниению. Наиболее известным представителем данного типа является домовой гриб, получивший свое название за разрушительное действие в деревянных строениях и способный за 1 год уничтожить целый деревянный дом. Данный гриб образует на поверхности древесины плодовое тело, которое выделяет определенные ферменты, разрушающие древесину.

Для каждой из вышеназванных групп грибов имеются свои оптимальные условия выживания, так как они отличаются как характером воздействия на древесину, так и способом питания. Для плесневых грибов оптимальной является влажность воздуха 60–100%, температура 20–30˚С и влажность древесины не менее 30–40%. Для деревоокрашивающих грибов, при тех же параметрах воздуха, оптимальной является влажность древесины 50–90%. Для дереворазрушающих грибов благоприятной считается влажность воздуха не ниже 80–85%, температура 18–25˚С, но с оптимальной влажностью древесины ситуация обстоит сложнее, и, в зависимости от типа гриба, она составляет от 19–22% до 50–70%.

Чем быстрее, тем лучше

Изучив теорию, мы подошли к ответу на первый поставленный вопрос: когда? Итак, когда же следует проводить защитную обработку древесины? Конечно же, чем быстрее, тем лучше. Самое опасное сочетание — это весенне-летний период и свежераспиленная древесина.

Для защиты древесины существует несколько методов. Рассмотрим один из основных способ химической защиты — антисептирование, т. е. нанесение химических средств защиты древесины на её поверхность. ГОСТ 20022.6–93 устанавливает три способа антисептирования: погружение (НПп, п — индекс продолжительности погружения), нанесение кистью (НКк, к — кратность обработки), опрыскивание (НОк, к — кратность обработки). Для обеспечения качества защиты древесины необходимо обеспечить требуемое по инструкции к препарату общее удержание антисепика. Минимальное количество средства, которое может удержать древесина при однократной обработке, представлено в табл. 1.

При проведении обработки сырой древесины с влажностью более 30% необходимо провести самостоятельные испытания по определению удержания антисептика, сравнив их с требуемыми по инструкции к применению конкретного средства.

При установлении кратности обработки и расхода средства необходимо учитывать также и потери антисептика при обработке (которые составляют, как правило, до 10%), а также породы и качества древесины: ядро и заболонь. Так как ядровая часть практически всех пород является труднопропитываемой, рекомендуется при установлении кратности обработки обязательно включать в выборку ядровую древесину.

Как защищать древесину

Таким образом, мы подошли к ответу на вопрос, как защищать древесину. В промышленности для этого используют: на малых предприятиях — опрыскиватели типа «Жук», на крупных предприятиях и при большом объеме перерабатываемой продукции — пропиточные ванны.

Итак, нам осталось ответить на самый главный вопрос: чем? Ответ на данный вопрос наиболее сложен, так как к антисептикам предъявляется масса требований: они должны быть токсичны к максимально возможному количеству грибов и насекомых, при этом быть экологически безопасными и не причинять вред здоровью человека, не быть коррозионно-агрессивными, не ухудшать свойства древесины (прочность, возможность последующей обработки), быть доступными по цене и другие. Всё это делает процесс выбора антисептика по-настоящему сложной задачей, которая должна решаться на каждом конкретном предприятии исходя из целей и задач антисептирования.

Для начала разберемся, какие антисептики на сегодняшний день выпускаются химической промышленностью. На отечественном рынке широко представлена продукция ведущих мировых производителей в этой области — Arch timber protection (Великобритания), Osmose (США), Wolman и Remmers (Германия), Сенеж (Россия).

Таблица 1. Минимальное удержание защитного средства за одну обработку поверхности древесины

Варианты
поверхностной пропитки
Удержание защитного средства при пропитке, г/м2,
не менее, для влажности древесины не более 30%
нестроганной
поверхности
строганной
поверхности
фанеры
НПп
200
120
100
НКк
200
120
80
НОк
140
80
50

Разобраться в таком многообразии довольно сложно, но мы попробуем дать краткий обзор основных принципов, по которым можно сформировать представление об этой теме. Последние десятилетия ХХ и начало ХХI вв. ознаменовались поиском новых рецептур для антисептиков, что связано с ужесточением требований к экологической безопасности защитных средств. Это привело к отказу от наиболее эффективных и массовых на тот момент хром- и мышьяксодержащих антисептиков (группа ССА chromated copper arsenate). Им на смену пришла довольно широкая гамма препаратов на основе бора, карбаматы, неорганические соединения меди, нафтенаты и цитраты меди, изотиозолоны, N-органодиазениум-диоксиды металлов, четвертичные аммониевые соединения, сульфамиды, триазолы.

Разберем достоинства и недостатки наиболее употребляемых из них.

Борсодержащие неорганические фунгициды. Традиционно используются для защиты древесины внутри помещений, обеспечивают защиту от повреждения дереворазрушающими грибами и насекомыми, а также снижают горючесть древесины. Применяются в виде водных растворов. Основным их достоинством является низкая токсичность и безвредность для окружающей среды. Недостаток — легкая вымываемость из древесины, а также недостаточная эффективность по отношению к плесневым грибам. Для использования вне помещений бораты модифицируют путем введения в их состав водоотталкивающей добавки — поливинилового спирта.

Наиболее эффективным представителем класса фунгицидных карбаматов является 3-йодо-2-пропинил-бутил-карбамат (IPBC). Этот органический фунгицид применяется в виде растворов в органических растворителях (ацетоне, ксилене). Обладает широким спектром действия против самых различных видов грибов. Однако наибольшую эффективность он демонстрирует при защите сырой древесины от поражения плесневыми и деревоокрашивающими грибами. Данный антисептик входит в состав многих растворов, выпускаемых такими производителями, как Remmers, Aidol Holzschutz и другие.

Четвертичные аммониевые соединения (QAC) демонстрируют максимальную эффективность по отношению к деревоокрашивающим и плесневым грибам и значительно меньшую — по отношению к грибам дереворазрушающим. Основная область применения — защита древесины как внутри, так и вне помещений, но без контакта с грунтом.

Бесспорным лидером среди антисептиков для длительной защиты являются составы на основе органических соединений меди. Основой проблемой медьсодержащих препаратов является существование достаточно обширной группы медь-толерантных грибов. Поэтому для обеспечения комплексной защиты древесины от всего спектра поражающих её грибов используются составы на основе соединений меди, включающие собиоциды.

Несмотря на различный состав, общим для всех антисептиков является то, что они смещают параметры кислотности обрабатываемой среды из кислой от 0 до 7 (наиболее благоприятной для развития грибов) в щелочную от 7 до 14 единиц РН. Данный параметр раствора антисептика — кислотность — легко контролировать на практике с помощью портативных РН-тестеров.

Концентрация антисептиков в готовом растворе составляет, как правило, 5–15%, что соответствует плотности приблизительно 1,05–1,15 г/см³. Данный параметр необходимо также контролировать с помощью специального прибора — жидкостного ареометра.

Необходимо помнить, что входной и периодический контроль используемых защитных средств — это то, без чего не может обойтись ни одно промышленное предприятие, серьезно занимающееся антисептированием древесины.

В данной статье представлен технологический процесс антисептирования древесины методом нанесения на поверхность защитного средства. Конечно, в рамках небольшой статьи нам вряд ли удалось коснуться всех злободневных тем.

Если у вас возникли какие-либо вопросы, мы рады будем ответить на них в следующих статьях. Ждем ваших сообщений: et@ informdom.com

 

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.