Исследование процесса термомодификации древесины березы

В настоящее время всё большее распространение находят технологии термомодифицирования древесины, позволяющие, сохраняя экологическую чистоту натуральной древесины, получить материал с высокими физико-механическими свойствами, схожими со свойствами химически модифицированной древесины. Однако под воздействием высоких температур в процессе термообработки может происходить снижение некоторых видов её прочности, при этом изменения этих показателей значительно различаются у разных пород древесины. Проведенные в УГЛТУ исследования физико-механических свойств (таких как предел прочности при статическом изгибе, влажность, разбухание и водопоглощение) древесины березы, термомодифицированной при разных режимах в защитной бескислородной среде (вакуум) и без защитной среды при атмосферном давлении, дают возможность прогнозирования результатов и на основе этого – определения требуемых параметров режима термомодификации для получения термодревесины с определенными заданными свойствами. Предел прочности термодревесины березы при статическом изгибе при термообработке в диапазоне температур примерно с 130 до 170 0С – повышается: в вакууме – примерно на 20,5 %, без защитной среды при атмосферном давлении – примерно на 15,2 %. При более высоких температурах и при увеличении продолжительности термомодифицирования этот показатель снижается, причем, у древесины берёзы, термомодифицированной без защитной среды, снижается гораздо сильнее, чем у термомодифицированной в вакууме. Водопоглощение практически не зависит от режимов термомодифицирования. Показатели разбухания и текущей влажности при повышении температуры и продолжительности термообработки уменьшаются, при этом у образцов, термомодифицированных без защитной среды, показатели значительно лучше, чем у термомодифицированных в вакууме.

Ключевые слова: термомодификация древесины, физико-механические свойства, древесина березы, предел прочности при статическом изгибе, водопоглощение, разбухание, влажность древесины.

RESEARCH OF THE THERMOMODIFICATION PROCESS OF BIRCH WOOD

Currently, thermomodification technologies for wood are becoming increasingly popular, allowing for the production of environmentally friendly wood with high physical and mechanical properties similar to those of chemically modified wood. However, under the influence of high temperatures during heat treatment, some types of wood may lose their strength, and the changes in these properties vary significantly between different types of wood. Research conducted at the Ural State Forestry University on the physical and mechanical properties (such as static bending strength, moisture content, swelling, and water absorption) of birch wood thermomodified under different conditions in a protective oxygen-free environment (vacuum) and without a protective environment at atmospheric pressure allows for the prediction of results and, based on this, the determination of the required parameters for the thermomodification process to produce thermodurwood with specific properties. The tensile strength of birch thermal wood during static bending during heat treatment in the temperature range from about 130 to 170 0C increases: in vacuum – by about 20.5%, without a protective environment at atmospheric pressure – by about 15.2%. Water absorption is almost independent of the thermomodification modes. The swelling and current moisture values decrease with increasing temperature and duration of heat treatment, while the values of thermomodified samples without a protective medium are significantly better than those of thermomodified samples in a vacuum.

Keywords: thermomodification of wood, physical and mechanical properties, birch wood, static bending strength, water absorption, swelling, moisture content of wood.