Натуральные пропитки для дерева: Пропитки для дерева: виды, характеристики и особенности

Как и в случае со здоровьем, мы слишком часто ждем, пока не станет слишком поздно, работая над решением проблемы, которую мы могли предотвратить. Точно так же работает и дерево. Избыточное воздействие солнечного света и воды приведет к ее более быстрому разрушению, поэтому мы должны принять профилактические меры, чтобы сохранить нашу древесину в первую очередь.По возможности избегайте попадания прямых солнечных лучей в течение продолжительных периодов времени и убирайте все разливы, особенно на кухне и в ванной, где обычно может быть вода.

Регулярное применение этих натуральных герметиков вместо того, чтобы ждать, пока они станут абсолютно необходимыми, обеспечит нам более здоровую, долговечную древесину и, что еще лучше, более здоровую и долговечную жизнь.

Чтобы получать больше информации о жизни, животных, веганской еде, здоровье и рецептах, не забудьте подписаться на информационный бюллетень One Green Planet!

Государственное финансирование дает нам больше шансов и дальше предоставлять вам высококачественный контент.Пожалуйста, поддержите нас!

Натуральные соединения для защиты древесины от грибков — Обзор

Abstract

Древесина — это возобновляемый, универсальный материал, имеющий множество применений и самый большой на Земле запас секвестрированного углерода. Однако он подвержен разложению, в основном вызываемым древесными грибами. Поскольку некоторые традиционные консерванты для древесины были запрещены из-за их пагубного воздействия на человека и окружающую среду, продление срока службы изделий из древесины с использованием натуральных консервантов нового поколения является императивом с точки зрения здоровья человека и защиты окружающей среды. Некоторые природные соединения растительного и животного происхождения были протестированы на их фунгицидные свойства, включая эфирные масла, дубильные вещества, экстрактивные вещества древесины, алкалоиды, прополис или хитозан; и был продемонстрирован их огромный потенциал в защите древесины.Хотя они не лишены ограничений, потенциальные методы преодоления их недостатков и повышения их биологической активности уже существуют, такие как совместная пропитка различными полимерами, сшивающими агентами, хелаторами металлов или антиоксидантами. Однако наличие расхождений между лабораторными тестами и результатами полевых испытаний, а также проблемы, связанные с законодательством, возникающие из-за отсутствия стандартов, определяющих качество и эффективность природных защитных составов, создают острую необходимость в дальнейших тщательных исследованиях и мероприятиях. Сотрудничество с другими отраслями промышленности, заинтересованными в использовании природных активных соединений, снизит связанные с этим затраты, таким образом, будет способствовать успешному внедрению альтернативных противогрибковых агентов.

Ключевые слова: натуральных консервантов для древесины, противогрибковые свойства, эфирные масла, дубильные вещества, прополис, растительные масла, растительные экстракты

1. Введение

Древесина является широко используемым натуральным, возобновляемым и универсальным материалом с отличными характеристиками. человеком с незапамятных времен.Это также самый большой резервуар секвестрированного углерода в земной среде. Однако его химический состав и структура делают его склонным к биоразрушению, а грибы являются основными разрушителями древесины [1,2].

Традиционно, что касается характера разложения, различают три группы древесно-гниющих грибов, а именно: бурая гниль, белая гниль и мягкая гниль (). Все они разрушают структурные полимеры ячеистой стенки дерева, что приводит к потере прочности древесины. Дерево также может подвергнуться воздействию плесени и синей морилки ().Хотя они не вызывают значительных структурных повреждений, они отрицательно сказываются на эстетической ценности древесины, поскольку их активность приводит к изменению цвета древесины [1,2].

Таблица 1

Основные типы грибов, которые могут колонизировать и разрушать древесину [1,2,3,4,5].

Древесина становится восприимчивой к поражению грибами при определенных условиях окружающей среды, т. е.е. влажность более 20%, доступность кислорода и температура от 15 до 45 ° C. Грибковая порча поражает в основном наружные деревянные конструкции, снижая механические и эстетические свойства древесины и значительно ограничивая срок ее службы [5,6]. Для предотвращения этого был применен широкий спектр эффективных синтетических консервантов для древесины, включая агенты на основе меди (например, хромированный арсенат меди), триазолы (азаконазол, пропиконазол, тебуконазол), пентахлорфенол или фунгициды на основе бора [7,8,9] .Однако из-за проблем, связанных с окружающей средой и здоровьем, многие из них были запрещены к использованию, что привело к необходимости разработки альтернативных средств защиты древесины и методов, основанных на нетоксичных натуральных продуктах [9,10,11].

В настоящее время экологически безопасная защита древесины является объектом обширных исследований, охватывающих несколько различных подходов. Поскольку рост разрушающих древесину грибов зависит от наличия воды, одним из методов является регулирование влажности с использованием природных гидрофобизаторов, таких как смолы и воски растительного или животного происхождения или растительные масла [12,13,14,15]. Другой подход к продлению срока службы древесины — использование природных соединений с биоцидными свойствами и их фиксация внутри структуры древесины [11,12,16]. Более инновационный метод включает использование агентов биологической борьбы, то есть таких микроорганизмов, как другие грибы и бактерии, которые действуют как антагонисты древесных грибов [12,17].

Целью обзора является представление информации о текущих исследованиях природных соединений с доказанной биоцидной активностью, которые могут быть потенциально полезны для защиты древесины от грибков.Он разделен на две основные части в зависимости от происхождения описываемых соединений (растение или животное), а затем на подразделы, касающиеся конкретного источника или типа вещества. В обзор включены как результаты исследований in vitro противогрибковой активности отдельных натуральных экстрактов или их отдельных компонентов в отношении древесных грибов, так и данные, полученные в результате микологических тестов с использованием древесины различных пород, обработанной натуральными защитными составами. Обсуждаются эффективность, преимущества и недостатки, а также проблемы, связанные с использованием натуральных продуктов для защиты древесины, показаны потенциальные перспективы их коммерческого применения.

2. Противогрибковые вещества растительного происхождения

Растения являются богатым источником различных химических соединений, включая алкалоиды, флавоны и флавоноиды, фенольные соединения, терпены, дубильные вещества или хиноны. Вырабатываемые в виде вторичных метаболитов, они могут составлять до 30% сухой массы растений, играя важную роль в их защите от патогенов микробов, травоядных животных и различных видов абиотического стресса. Благодаря своим специфическим свойствам, возникающим в результате присутствия определенных фитохимических веществ, многие растения с тех пор используются людьми в качестве лекарств или пищевых добавок.В настоящее время знание химической структуры и функций отдельных компонентов растений позволяет разрабатывать эффективные методы их извлечения из тканей растений и использовать их в коммерческих целях, например, в качестве ингредиентов фармацевтических препаратов, косметики, функциональных пищевых продуктов или красителей. Также существует большой интерес к их применению в качестве биопестицидов, инсектицидов и фунгицидов для защиты сельскохозяйственных культур и биоразлагаемых материалов [18,19,20,21].

Противогрибковые свойства различных растительных экстрактов делают их интересными еще и как потенциальный источник природных веществ, которые могут использоваться в качестве альтернативных консервантов древесины против гниения.Высокая доступность растительного материала в целом и потенциальная возможность использования промышленных отходов от переработки различных культур могут повысить экономическую жизнеспособность всего процесса их получения, что позволит потенциально широко применять консерванты для растений в деревообрабатывающей промышленности.

2.1. Эфирные масла

Эфирные масла — это натуральные смеси летучих вторичных метаболитов различных растений, которые могут быть получены из растительного сырья путем дистилляции, механического прессования или экстракции с использованием различных растворителей. Они содержат множество химических соединений, которые отвечают за характерный аромат определенных растений, из которых они получены. Основными ингредиентами являются терпены, включая спирты, альдегиды, углеводороды, простые эфиры и кетоны, с доказанной биологической активностью, такие как антиоксидантные, антибактериальные и противогрибковые. Поэтому растения, содержащие эфирные масла, веками использовались в народной медицине и добавлялись в пищу как ароматизаторы и консерванты [22,23,24].

В настоящее время эфирные масла нашли применение в парфюмерии, ароматерапии, производстве продуктов питания и косметики.Их состав был тщательно изучен вместе с их потенциальной терапевтической активностью, включая противовоспалительную, противомикробную, противовирусную, противораковую, антидиабетическую или антиоксидантную [23,24,25]. Наблюдаемый растущий интерес к биологически чистым, нетоксичным натуральным веществам с антимикробными свойствами делает эфирные масла потенциально полезными в качестве консервантов для широкого спектра продуктов [26,27,28]. Из-за доказанных противогрибковых свойств против плесени и древесных грибов, были также предприняты некоторые попытки применить эфирные масла обычных растений, трав и специй в качестве средств защиты древесины [29,30,31,32,33,34,35] .

Эфирные масла в защите древесины

Было проведено несколько тестов in vitro против различных видов грибов с использованием различных эфирных масел, чтобы найти наиболее эффективные. Voda et al. [29] сообщили о высокой противогрибковой эффективности масел аниса, базилика, тмина, орегано и тимьяна против грибка коричневой гнили Coniophora puteana и гриба белой гнили Trametes versicolor с использованием метода разбавления агаром. Они показали, что наиболее эффективными соединениями в подавлении роста обоих грибов были тимол, карвакрол, транс-анетол, метилхавикол и куминальдегид.Их дальнейшие исследования подтвердили существование взаимосвязи между молекулярной структурой кислородсодержащих соединений ароматических эфирных масел и их противогрибковой активностью против дереворазрушающих грибов [36]. Тесты in vitro, проведенные Читтенденом и Сингхом [37], продемонстрировали противогрибковую эффективность 0,5% -ных концентраций масел корицы и герани против грибов бурой гнили Oligoporus placenta , C. puteana и Antrodia xantha , сапстаиновых грибов Ophiostoma floccos , Ophiostoma piceae , Sphaeropsis sapinea и Leptographium procerum и плесневый гриб Trichoderma harzianum .Они также показали противогрибковые свойства масел аниса, орегано и лемы (смесь 50% новозеландской мануки и 50% австралийского чайного дерева) против некоторых из упомянутых выше грибов. Zhang et al. [35] сообщили об противогрибковой эффективности чистых монотерпенов, таких как β-цитронеллол, карвакрол, цитраль, эвгенол, гераниол и тимол, против грибов древесной белой гнили Trametes hirsuta , Schizophyllum commune и Pycnopor169 sanguineus. Xie et al. [34] подтвердили противогрибковые свойства Origanum vulgare , Cymbopogon citratus , Thymus vulgaris , Pelargonium graveolens , Cinnamomum zeylanicum и Eugenia 9016 -8 decayophylling эфирных масел грибов T. hirsuta и Laetiporus sulphurous , указывая на карвакрол, цитрон, цитронеллол, коричный альдегид, эвгенол и тимол как на наиболее активные соединения. Было показано, что некоторые из распространенных соединений натуральных эфирных масел, а именно коричный альдегид, α-метил коричный альдегид, (E) -2-метилкоричная кислота, эвгенол и изоэвгенол, эффективно подавляют рост грибка белой гнили Lenzites betulina и коричневый -гнильный гриб L. sulphurous [38]. В свою очередь, результаты, полученные Reinprecht et al.[39] показывают, что среди пяти различных эфирных масел (базилика, корицы, гвоздики, душицы и тимьяна) самая высокая противогрибковая активность против грибка бурой гнили Serpula lacrymans и грибка белой гнили T. versicolor была показана для базилика. масла (содержащего преимущественно линалоол), а наименьшее значение было отмечено для гвоздичного масла (содержащего в основном эвгенол).

Указанные выше результаты были подтверждены на образцах древесины, обработанных отобранными эфирными маслами. Pánek et al. [33] исследовали противогрибковую эффективность и стабильность древесины бука, обработанной 10% -ными растворами десяти различных эфирных масел (березы, гвоздики, лаванды, орегано, сладкого флага, чабера, шалфея, чайного дерева, тимьяна и смеси эвкалипта, лаванды и т. масла лимона, шалфея и тимьяна) против грибка бурой гнили C.puteana и гриб белой гнили T. versicolor . Они обнаружили, что после сложной процедуры ускоренного старения наиболее эффективными против C. puteana оказались масла гвоздики, орегано, сладкого флага и тимьяна, которые содержат фенольные соединения, такие как карвакол, эвгенол, тимол и триметиловый эфир цис-изоазарола (химическая структура избранные соединения эфирных масел представлены в). Потери массы древесины березы составили 0,9%, 0,66%, 0,57% и 0,87% соответственно. Масла гвоздики, сладкого флага и тимьяна также были наиболее эффективными против плесени ( Aspergillus niger и Penicillium brevicompactum ) при тестировании с фильтровальной бумагой. Эти масла могут быть потенциально полезны для защиты древесины в интерьере. Интересно, что ни одно из протестированных масел не было эффективным против T. versicolor , что может быть результатом специфического ферментативного аппарата грибов белой гнили, способного разлагать как лигнин, так и другие фенольные соединения. Эффективность масла тимьяна против C. puteana и A. niger была также подтверждена Jones et al. [40]. Кроме того, они показали противогрибковую активность масел базилика, тысячелистника и календулы против C.puteana и P. placenta соответственно; однако два последних масла были эффективны только при использовании в чистом виде. Chittenden и Singh [37] сообщили о высокой устойчивости древесины сосны лучистой, обработанной 3% эвгенолом, с потерей массы <1% при воздействии C. puteana , O. placenta и A. xantha . Однако они обнаружили, что эвгенол легко выщелачивается из древесины, что предполагает его непригодность для защиты древесины, используемой на открытом воздухе. Kartal et al. [32] обрабатывали древесину суги составом, содержащим масло кассии, с получением высокой устойчивости древесины к коричневой гнили Tyromyces palustris (потеря массы 0,7%) и белой гнили грибов C. versicolor (потеря массы 3,6%).

Химическая структура и примерные растительные источники выбранных противогрибковых соединений эфирных масел.

Ян и Клаузен изучили свойства семи эфирных масел, включая аджован, укроп, герани (египетскую), лимонную траву, розмарин, чайное дерево и масло тимьяна, по подавлению плесени.Они обнаружили, что пары масла укропных сорняков и обработка окунанием образцов южной желтой сосны тимьяном или геранью эффективно защищали древесину от роста A. niger , Trichoderma viride и Penicillium chysogenum в течение как минимум 20 недель [ 41]. Результаты Bahmani et al. [31] подтвердили, что масла лаванды, лемонграсса и тимьяна, применяемые для пропитки древесины Fagus orientalis и Pinus tadea , могут обеспечить эффективную защиту от A. niger , Penicillium commune , C. puteana , T. versicolor и Chaetomium globosum . Салем и др. Продемонстрировали антиплесневую активность масел Pinus rigida и Eucalyptus camaldulensis , нанесенных на поверхность древесины Fagus sylvatica , P. rigida и P. sylvestris . [42] и аналогичные свойства гвоздичного масла, нанесенного на местную индийскую древесину, сообщили Hussain et al. [30].

Было доказано, что большое разнообразие эфирных масел, полученных из определенных местных растений со всего мира, обладает защитными свойствами от плесени и гниения древесины.Например, эфирное масло из листьев тайваньского коричного дерева Cinnamomum osmophloeum Kaneh., Содержащее коричный альдегид в качестве наиболее распространенного противогрибкового компонента, оказалось эффективным против различных грибов белой и коричневой гнили, включая Coriolus versicolor. и Laetiporus sulphureus [43]. Противогрибковые свойства коричного альдегида также подтвердили Kartal et al. [32] при применении для обработки древесины суги, эффективно повышая устойчивость древесины против коричневой гнили T.palustris (потеря массы 0,6%) и грибы белой гнили C. versicolor (потеря массы 3,8%). Хорошие результаты были также получены Читтенденом и Сингхом [37] для древесины сосны лучистой, обработанной 3% -ным раствором коричного альдегида, где потеря массы составила <1% против C. puteana и A. xantha и около 3% против О. плацента .

Масла листьев и плодов другого тайваньского дерева, Juniperus formosana Hayata, были протестированы in vitro Su et al.[44] за их противогрибковые свойства против семи плесневых грибов ( Aspergillus clavatus , A. niger , Ch. Globosum , Cladosporium cladosporioides , Myrothecium virrucaria , T. , два гриба белой гнили ( T. versicolor , Phanerochaete chrysosporium ) и два гриба бурой гнили ( Phaeolus schweinitzii , Lenzites sulphureum ). Они сообщили о превосходной противогрибковой эффективности листового масла с α-кадинолом и элемолом в качестве наиболее активных соединений.Высокая противогрибковая активность против плесени и древесных грибов была также показана для тайваньского масла листьев Eucalyptus citriodora из-за присутствия цитронеллаля и цитронеллола в качестве основных активных компонентов [45].

Cheng et al. [46] сообщили о высокой противогрибковой активности эфирного масла, полученного из листьев флорина Calocedrus formosana . C. formosana — эндемичный вид деревьев из Тайваня, отличающийся естественной устойчивостью к гниению. Самая сильная противогрибковая активность против L.betulina , Pycnoporus coccineus , T. versicolor и L. sulphurous были показаны для двух масляных соединений: α-кадинола и Т-мууролола.

Mohareb et al. [47] изучали противогрибковую активность эфирных масел восемнадцати различных египетских растений против дереворазрушающих грибов Hexagonia apiaria и Ganoderma lucidum . Наилучшая устойчивость была получена для заболони сосны обыкновенной, обработанной маслами Artemisia monosperma , Citrus limon , Cupressus sempervirens , Pelargonium graveolens , Schinus molle и Thuja occidentalis .В свою очередь, об эффективности масла нима, содержащего азадирахтин в качестве основного противогрибкового соединения, против грибов S. commune , Fusarium oxysporum , Fusarium proliferatum , C. puteana и Alternaria alternate et al. al. [48]. Аналогичные результаты были получены Hussain et al. [30], которые показали устойчивость местной индийской древесины, обработанной маслом нима, к различным формам.

Здесь стоит упомянуть некоторые новые подходы, направленные на усиление противогрибковой активности эфирных масел как консервантов древесины.Один из них — использование комплексов эфирных масел с метил-β-циклодекстрином. Cai et al. [49] обрабатывали древесину южной сосны комплексами эвгенола, транс-коричного альдегида, тимола и карвакрола с метил-β-циклодекстрином и подвергали ее воздействию грибов бурой гнили Gloeophyllum trabeum и P. placenta . Результаты показали улучшенную стойкость к гниению древесины, обработанной определенными комплексами, даже после выщелачивания, по сравнению с контрольными образцами или образцами древесины, пропитанными индивидуально эфирными маслами.Таким образом, кажется, что использование определенных комплексов, содержащих природные соединения, такие как эфирные масла, имеет большой потенциал в продлении срока службы изделий из дерева.

2.2. Танины

Танины — это природные соединения, вырабатываемые большинством высших растений для защиты от патогенных бактерий, грибов и насекомых. Их можно найти почти во всех частях растения, от корней, древесины и коры до листьев и семян [50,51].

Разные по цвету танины представляют собой вяжущие, очень разнообразные полифенольные биомолекулы, разделенные на два класса: гидролизуемые танины (такие как галлотаннины и эллагитаннины) и конденсированные полифлавоноидные танины.Гидролизуемые дубильные вещества можно найти только в двудольных. Среди конденсированных танинов наиболее распространены процианидины в форме катехина и эпикатехина, затем танин продельфинидина в форме галлокатехина и эпигаллокатехина и танин пропеларгонидина в форме афзелехина и эпиафзелехина. Хвойные деревья считаются наиболее богатым источником танинов [19,50,52].

Специфическая химическая структура и результирующая реакционная способность позволяют танинам необратимо связываться с металлами и другими молекулами, включая белки, создавая прочные комплексы [19,50,52].Эти свойства делают их полезными для множества приложений. Например, они традиционно используются в производстве кожи и применяются в качестве добавок к пиву, вину и фруктовым сокам в качестве антиоксидантов и ароматизаторов [50,51,53,54,55,56]. Их можно использовать для очистки сточных вод, производства изоляционных и огнестойких пен, гидропонных пен для садоводства, термореактивных пластмасс, смол и гибких пластиковых пленок [50,57,58,59]. Они могут служить в качестве клея и отделки поверхностей для дерева и изделий из древесины, суперпластификаторов цемента, антикоррозионных покрытий для металла, жаростойкой отделки поверхностей для металлов и тефлона, упаковочных материалов, добавок для буровых растворов, и это лишь некоторые из них [50 , 60,61,62,63].

Уже опубликованные результаты исследований потенциального фармацевтического и медицинского применения дубильных веществ указывают на их положительное влияние на функциональность кишечника, а также на противораковую, противовоспалительную, противоаллергическую или противовирусную активность [43,50,51, 56,64,65,66,67,68,69]. Особые свойства дубильных веществ, которые делают возможным их необратимое связывание с белками, также делают их полезным оружием против микроорганизмов. Несколько исследований подтвердили их антибактериальную активность; существует также лекарство на основе танинов для лечения кишечных инфекций [50,69,70,71,72,73].Аналогичным образом сообщалось об эффективной активности дубильных веществ против различных видов патогенных грибов, то есть дерматофитов, плесени и дрожжей [74,75,76,77]. Отсюда идея попробовать дубильные вещества в качестве противогрибковых консервантов для древесины. Поскольку большинство разлагающих древесину грибов используют внеклеточные ферменты для разложения компонентов древесины, присутствие дубильных веществ приводит к их неактивным комплексам с грибковыми ферментами, таким образом защищая древесину от биоразложения [78,79].

2.2.1. Танины в защите древесины

Противогрибковые свойства восьми различных фракций танинов, экстрагированных из коры и шишек ели европейской и шишек сосны обыкновенной, против восьми различных грибов бурой гнили, трех грибов белой гнили и четырех видов грибов мягкой гнили на солодовой агаризованной среде на среде Чашки Петри были изучены Anttila et al.[76]. Танины конуса были более эффективными в подавлении роста грибов, чем дубильные вещества коры. Однако экстракты танинов показали лучший ингибирующий эффект против коричневой гнили, чем виды белой или мягкой гнили, они рассматривались как потенциальные вещества для защиты древесины. Подобные эксперименты были выполнены Озгенчем и др. [80] с использованием приморской ( Pinus pinaster L.), железа ( Casuarina equisetifolia L.), мимозы ( Acacia mollissima L.), сосны калабрийской ( Pinus brutia Ten.) и экстракты коры деревьев пихты ( Abies nordmanniana ) против T. versicolor и C. puteana . Экстракты коры морской сосны и пихты показали лучшую устойчивость против T. versicolor , тогда как экстракты коры железа и мимозы были более эффективны против C. puteana . В результате исследования был сделан вывод о том, что наиболее важным фактором противогрибковой активности является концентрация экстракта. К сожалению, в этом исследовании не было указано, что какие-либо конкретные соединения экстрактов являются наиболее эффективными ингибиторами роста грибов.

Было проведено несколько исследований для оценки устойчивости различных древесных пород, обработанных дубильными веществами, к плесени и дереворазрушающим грибам.

Обилие дубильных веществ, водные экстракты листьев сицилийского сумаха и дуба валония и кора турецкой сосны были использованы Sen et al. [81] для обработки древесины сосны обыкновенной и бука. Затем образцы бука подвергали воздействию грибка белой гнили T. versicolor, и образцы сосны обыкновенной подвергали воздействию грибка коричневой гнили G. trabeum .Наиболее устойчивыми оказались образцы, обработанные экстрактом дуба валония. Однако противогрибковая эффективность применяемой обработки значительно снизилась после выщелачивания, что свидетельствует о плохой фиксации дубильных веществ в структуре древесины.

Tascioglu et al. [82] изучали противогрибковые свойства богатых танинами экстрактов коры мимозы ( Acacia mollissima ), квебрахо ( Schinopsis lorentzii ) и сосны ( Pinus brutia ), применяемых для пропитки древесины сосны обыкновенной, бука и тополя.Результаты микологических тестов против двух грибов белой гнили ( T. versicolor и Pleurotus ostreatus ) и двух грибов бурой гнили ( Fomitopsis palustris и G. trabeum ) выявили высокую противогрибковую эффективность экстрактов мимозы и квебрахо. особенно при нанесении на древесину сосны обыкновенной. Экстракты сосновой коры (даже в концентрации 12%) оказались малоэффективными. Результаты показали, что экстракты мимозы и квебрахо можно использовать в качестве экологически чистых консервантов для древесины, используемой в помещении. Ямагучи и Окуда [83] сообщили о повышении активности танина мимозы против T. palustris и C. versicolor после его химической модификации и удаления низкомолекулярных соединений диализом. Экстракты танинов из Acacia mearnsii были описаны Da Silveira et al. [84] в качестве эффективного консерванта древесины против грибка белой гнили P. sanguineus. В свою очередь, Mansour и Salem [85] продемонстрировали полное подавление роста T. harzianum (плесень) с помощью экстрактов коры Maclura pomifera , Callistemon viminalis и Dalbergia sissoo .

Танины валония, каштана, тары и сульфатного дуба использовали Томак и Гонултас [86] для пропитки древесины сосны обыкновенной. Оценивали их противогрибковую эффективность против коричневой гнили C. puteana и P. placenta и грибов белой гнили T. versicolor и P. ostreatus . Результаты показали, что дубильные вещества эффективно подавляли атаку коричневых грибов, но не были эффективны против белой гнили. Лучшая противогрибковая активность наблюдалась у дубильных веществ валония и каштана, предположительно из-за более высокого содержания эллагитаннинов.Однако выщелачивание значительно снизило эффективность применяемой обработки танином. Эллагитаннины были также указаны Харт и Хиллис [79] как соединения, ответственные за устойчивость сердцевины белого дуба к Poria monticola .

2.2.2. Танины в сочетании с другими веществами

Также были предприняты некоторые попытки применить дубильные вещества в сочетании с другими соединениями с доказанной противогрибковой активностью, такими как ионы бора или меди, для повышения их характеристик и усиления их фиксации в структуре древесины.

Ямагути и Окуда [83] использовали танин-медно-аммиачные комплексы мимозы для пропитки древесины Cryptomeria Japonica D. Don. В результате проведенной обработки повысилась устойчивость к вымыванию и грибковому распаду. Повышенная противогрибковая эффективность конденсированных танинсодержащих экстрактов коры сосны лоблоловой ( Pinus taeda ) в комплексе с ионами меди (II), нанесенных на образцы березы, против C. versicolor по сравнению с самими экстрактами коры была подтверждена Лаксом [78,87 ].Аналогичный эффект был получен Ramirez et al. [88] для Cocos nucifera танинно-медных комплексных растворов, нанесенных на образцы ольхи, и для Bernardis и Popoff [89], которые сообщили о высокой устойчивости образцов древесины Pinus elliottii , обработанных экстрактом танина «quebracho colorado» в комплексе с раствором соли CCA. против белой гнили P. sanguineus и гриба бурой гнили Gloeophyllum sepiarium .

Исследование Thevenon et al. [90] показали повышенную эффективность систем консервантов на основе конденсированных танинов мимозы, гексамина и борной кислоты против очень агрессивного тропического гриба белой гнили P.sanguineus по сравнению с экстрактами танинов, применяемыми отдельно. Результаты показали пониженную выщелачиваемость бора, когда он входит в состав сети дубильных веществ и гексамина. Дальнейшие исследования подобных комплексных составов показали их высокую эффективность против C. versicolor и C. puteana при нанесении на буковую фанеру и древесину сосны обыкновенной, соответственно [91,92]. Они также указали, что повышенная устойчивость бора к выщелачиванию является результатом его ковалентной фиксации в танин-гексаминовой сети [91].

В свою очередь, Salem et al. [93] сообщили о высокой эффективности против плесени композиции экстрактов внутренней и внешней коры сахарного клена ( Acer saccharum ) с лимонной кислотой при нанесении на древесину Leucaena leucocephala . В качестве основных компонентов биологической активности были указаны п-гидроксибензойная кислота, галловая кислота и салициловая кислота.

Многокомпонентные консерванты для древесины на основе танинов, описанные выше, представляются многообещающей альтернативой искусственным фунгицидам для наружного применения.

2.3. Экстрактивные вещества для древесины

Некоторые породы древесины обладают высокой естественной устойчивостью к гниению из-за присутствия различных экстрагируемых химических соединений, вместе называемых экстрактивными веществами. Экстрактивные вещества — это разнообразные неструктурные компоненты древесины, производимые деревьями в качестве защитных агентов от воздействия окружающей среды, и в основном они находятся в сердцевине древесины. Как правило, их можно разделить на две разные группы: алифатические и алициклические соединения (т.е. терпеноиды и терпены) и фенольные соединения (т.е.е., флавоноиды и дубильные вещества). Их противогрибковая эффективность, в зависимости от типа активной молекулы, может быть основана на различных механизмах, включая прямое взаимодействие с грибковыми ферментами, нарушение структуры клеточных стенок и клеточных мембран, приводящее к утечке содержимого клетки или нарушению ионного гомеостаза, или антиоксидантному действию. активность [11,94,95].

Естественно прочная древесина является ценным материалом на рынке и экологически чистой альтернативой древесине, обработанной традиционными химическими веществами.Потенциально промышленные отходы от обработки прочных пород древесины могут служить источником природных, коммерчески жизнеспособных биоцидов, которые можно использовать для обработки менее прочной древесины. Поэтому во всем мире проводились обширные исследования экстрактивных веществ из древесины [96,97,98].

Тик ( Tectona grandis L.f) — одна из известных высокопрочных пород древесины. Однако его устойчивость к грибковому разложению значительно различается между деревьями из разных географических зон, плантаций или разных возрастов.Некоторые результаты исследований противогрибковых свойств древесины лиственных пород тика предполагают, что они могут быть результатом синергетического эффекта различных экстрактивных соединений, например антрахинины и тектохиноны [99,100,101], в то время как другие данные указывают на роль одного конкретного соединения, а не общего количества экстрактивных веществ в определении устойчивости древесины к гниению [102,103]. Haupt et al. [102], изучавшие устойчивость тикового дерева из Панамы к гниению, идентифицировали тектохинон как биоактивное соединение, подавляющее рост 90–168 C.puteana . Исследования Туласидаса и Бхата [103] показали высокую устойчивость сердцевины тикового дерева из Кералы (Индия) к коричневой гнили ( Polypomus palustris и G. trabeum ) и белой гнили ( P. sanguineus , T. hirsuta). и T. versicolor ), определяя нафтохинон как наиболее важное действующее вещество. Anda et al. [100] показали высокую естественную устойчивость тикового дерева из Мексики к белой ( P. chrysosporium ) и коричневой гнили ( G.trabeum ), тогда как его устойчивость к грибку белой гнили T. versicolor была умеренной. Они определили тектохинон, дезоксилапахол, изолапахол и дегидротектол как предполагаемые компоненты, ответственные за долговечность древесины. Микологические тесты, проведенные Kokutse et al. [99] показали, что древесина тикового дерева из Того была очень устойчива к P. sanguineus и G. trabeum , в то время как потеря массы древесины составляла <20% после воздействия Antrodia sp.и C. versicolor . Brocco et al. [98] показали эффективность этанольных экстрактов из отходов, полученных при механической переработке сердцевины тикового дерева из Бразилии, в защите обработанной заболони тика и сосны от грибов белой и бурой гнили. Противогрибковой активности против мягкой гнили не наблюдалось.

Киркер и др. [97] изучили естественную устойчивость нескольких пород древесины, полученных от различных производителей пиломатериалов в Северной Америке, к отобранным грибам коричневой и белой гнили.Их результаты показали высокую стойкость хвойных пород, таких как красный кедр восточный, можжевельник западный, красный кедр западный и желтый кедр Аляски, а также листопадная акация, медовый мескит и катальпа. Древесина южной сосны и павловнии оказалась менее устойчивой к гниению. Экстракты древесины павловнии не оказывали или оказывали незначительное ингибирующее действие на T. palustris и G. trabeum , а экстракты медового мескита не были эффективны против I. lacteus . Füchtner et al.[104] показали, что устойчивость недолговечной сердцевины ели европейской к грибку бурой гнили R. placenta является результатом присутствия фунгитоксической гидрофобной смолы, тогда как в случае умеренно прочной сердцевины курильской лиственницы устойчивость обусловлена ​​большим количество различных антиоксидантных флавоноидов.

Sablík et al. [96] сообщили об эффективности экстрактов сердцевины черной акации ( Robinia pseudoacacia L.) для повышения устойчивости к гниению недолговечного бука европейского ( Fagus sylvatica L.)) древесина от 5 класса (непрочная, потеря массы около 44%) до 3 класса (умеренно прочная, потеря массы около 13%). В то время как экстрактивные вещества из сердцевины Dicorynia guianensis Amsh из Французской Гайаны были показаны Anouhe et al. [105] обладать противогрибковой активностью против P. sanguineus и T. versicolor в основном за счет присутствия алкалоидных соединений.

Экстракты из ксилемы Cinnamomum camphora (Ness et Eberm.), Китайской лиственной породы, были протестированы Li et al.[106] против двух грибов древесной гнили: G. trabeum и Coriolus (Trametes) versicolor . Наилучшие результаты были получены для экстрактов хлороформа и метанола, где эффективная доза для 50% ингибирования роста составляла 7,8 мг / мл экстракта хлороформа против C. versicolor и 0,3 мг / мл экстракта метанола против G. trabeum . Наиболее распространенными компонентами обоих экстрактов с доказанной противогрибковой активностью были камфора и α-терпинеол. C. camphora в таком случае можно рассматривать как источник природных противогрибковых консервантов для защиты древесины.

Также изучалась антиплесневая активность экстрактов сердцевины древесины. Маоз и др. [107] показали, что, однако, экстракты древесины кедра Аляски, можжевельника западного, кедра ладана и кедра Порт-Орфорд могут уменьшить рост плесени ( Paecilomyces , Trichoderma , Penicillium , Aspergillus , Graphium и Graphium Sporothrix видов) на заболони пихты дугласовой, они не способны полностью защитить древесину от грибков. Таким образом, только многокомпонентные экстракты могут рассматриваться как потенциальные альтернативы традиционным системам защиты древесины.Эффективность экстрактов древесины против плесени также изучали Мансур и Салем [85]. Они сообщили о полном подавлении роста T. harzianum экстрактами древесины Cupressus sempervirens L. и Morus alba L. -плесень биоцид. Результаты другого исследования Salem et al. [108] указали на хорошую устойчивость сосны обыкновенной ( P. sylvestris L.), сосны смоловой ( P.rigida Mill.) и европейского бука ( Fagus sylvatica L.), обработанные экстрактами сердцевины Pinus rigida против некоторых плесневых грибов ( Alternaria alternata , Fusarium subglutinans , Ch. globosum , A. globosum , A. niger и T. viride ). Однако примененный метанольный экстракт сердцевины древесины P. rigida не уменьшал полностью рост грибков. Его основные составляющие были идентифицированы как α-терпинеол, борнеол, терпин гидрат, D-фенхиловый спирт и лимоненгликоль.

Наиболее частыми проблемами, связанными с экстрактами древесины, применяемыми для противогрибковой обработки древесины с низкой прочностью, являются их разнообразие и непостоянство их биологической активности, а также проблемы с выщелачиванием древесины. Чтобы преодолеть последние, их фиксация на поверхности древесины с помощью ферментно-опосредованной реакции была предложена в качестве зеленой альтернативы традиционно используемым химическим веществам [109].

2.4. Другие экстракты растений

Помимо эфирных масел, дубильных веществ и экстрактов древесины, существует несколько других веществ растительного происхождения, полученных из разных частей растения с использованием различных методов, с доказанными противогрибковыми свойствами, которые потенциально могут быть применены для повышения устойчивости древесины к поражению грибами. .

Чай и кофе — одни из самых экономически ценных культур во всем мире. Их польза для здоровья была известна человеку на протяжении веков. Среди других биологически активных вторичных метаболитов, играющих важную роль в защите растений от патогенов, они содержат кофеин — алкалоид, который проявляет антиоксидантные, противомикробные, иммунологические, противораковые, а также противогрибковые свойства [110,111,112]. Экстракты чая и кофе были протестированы против древесных грибов, чтобы оценить их потенциальную эффективность в защите древесины.В целом экстракты зеленого чая проявляли более сильное ингибирующее действие на отдельные грибы белой, коричневой и мягкой гнили, чем экстракты кофе, традиционного черного чая и коммерческого черного чая. Однако фильтрация удалила из экстрактов большую часть биологически активных соединений. Грибы белой гнили оказались наиболее чувствительными среди всех исследованных видов. Основной компонент экстрактов чая и кофе, кофеин, оказал сильное ингибирующее действие на большинство исследованных грибов [113]. Аналогичные результаты были получены при использовании экстрактов чая и кофеина против грибковых патогенов чайного растения, что подтверждает фунгицидную эффективность последних [114].Было показано, что механизм фунгистатической активности кофеина заключается в его повреждающем действии на клеточную стенку и клеточную мембрану грибов [112]. Другое исследование было сосредоточено на потенциальной противогрибковой эффективности кофейной шкурки, которая является побочным продуктом промышленного процесса обжарки кофе. Оказалось, что экстракты горячей воды из кофейной шкуры содержат хлорогеновую кислоту и производные кофеина, способные подавлять рост Rhodonia placenta , G. trabeum и T.разноцветный . Более того, их экотоксичность была значительно ниже по сравнению с коммерческими консервантами для древесины на основе меди, что делало их потенциальным сырьем для получения химических веществ, полезных для консервирования древесины [115]. Растворы чистого кофеина, нанесенные на образцы сосны обыкновенной, эффективно снижали восприимчивость древесины к плесени ( A. niger , A. terreus , Ch. Globosum , Cladosporium herbarum , Paecilomyces variotii , Penicillium , Penicillium , Penicillium , .funiculosum , T. viride ), грибы бурой гнили C. puteana и P. placenta и гриб белой гнили T. versicolor . Несмотря на перспективность защиты древесины от грибков, кофеин оказался легко вымываемым из древесины, что является его основным недостатком, препятствующим его применению для древесины, используемой на открытом воздухе [116]. Поэтому было сделано несколько попыток стабилизировать кофеин внутри структуры древесины с использованием кремнийорганических соединений [117] или смеси силанов и прополиса [118].

Низкие концентрации экстрактов ядовитого Nerium Oleander L. показали Goktas et al. [119] эффективен в защите образцов древесины турецкого бука восточного и сосны обыкновенной от грибов бурой и белой гнили P. placenta и T. versicolor соответственно. Об аналогичных свойствах сообщалось также у экстрактов другого ядовитого растения Gynadriris sisyrinchium (L.) Parl [120]. Кроме того, экстракты листьев лишайника ( Usnea filipendula ) и омелы ( Viscum album ), нанесенные на заболонь сосны обыкновенной, снижают восприимчивость древесины к поражению грибком C.puteana [121].

Компоненты пиролизного дистиллята были изучены Барберо-Лопесом [122] как потенциальный альтернативный ресурс для консервантов древесины. Дистилляты конопли, березы и ели в концентрации 1% подавляли рост C. puteana , R. placenta и G. trabeum . Пропионовая кислота была определена как наиболее эффективное противогрибковое соединение. В свою очередь, Sunarta et al. [123] сообщили о высокой противогрибковой эффективности биомасла, полученного в результате пиролиза скорлупы плодов пальмы, против грибка с синей окраской Ceratocystis spp.

Умеренные антиплесневые свойства 3% водных экстрактов Acacia saligna (Labill.) H. L. Wendl. о цветках сообщили Al-Huqail et al. [124] при нанесении на образцы древесины Melia azedarach , демонстрируя его потенциал для сохранения древесины. Среди основных активных соединений с доказанными противогрибковыми свойствами были бензойная кислота, кофеин, нарингенин и кверцетин. Экстракты плодов Withania somnifera значительно ограничивали рост мицелия A. alternata , Bipolaris oryzae , Colletotrichum capsici , C.lindemuthianum , Curvularia lunata , Fusarium culmorum , F. oxysporum , F. moniliforme , Macrophomina phaseolina , Rhizoctonia soltifungalina , Rhizoctonia soltifungalina и Rhizoctonia soltifungalia , демонстрируя свой потенциал защиты и Rhizoctonia soltifungalia, и дерево [125,126,127]. Противогрибковую активность этих экстрактов приписывали однократному или синергетическому эффекту нескольких соединений, включая алкалоиды, флавоноиды, гликозиды, сапонины или дубильные вещества.Bi et al. [128] в свою очередь изучали устойчивость к гниению древесины тополя, обработанной этанольным экстрактом порошка коньяка ( Amorphophallus konjac K. Koch). Экстракты были более эффективны против коричневой гнили G. trabeum , чем против белой гнили T. versicolor . Салициловая кислота, ванилин, 2,4,6-трихлорфенол и коричный альдегид были определены как наиболее активные соединения.

Сообщалось также, что экстракты некоторых листьев обладают противогрибковой активностью против древесных грибов. Они могут быть экономически жизнеспособным потенциальным источником биологически чистых консервантов для древесины благодаря тому факту, что их можно легко получить непосредственно из деревьев или в качестве побочного продукта во время лесозаготовок. Маоз и др. [107] показали эффективность экстрактов листьев кедра Аляски, пихты Дугласа, западного красного кедра и листьев пихты тихоокеанской в ​​защите обработанной заболони пихты Дугласовой от поражения плесенью видов Trichoderma и Graphium . Коллективные этанольные экстракты из корней, стеблей и листьев Lantana camara , содержащие алкалоиды, терпеноиды и фенолы, полностью подавляли рост белой гнили T.versicolor и бурая гниль Oligopous placentus [129]. Метанольные экстракты Magnolia grandiflora L., как показали Мансур и Салем [85], повлияли на рост распространенного возбудителя древесной плесени Ta harzianum , тогда как экстракты листьев Robinia pseudoacacia эффективно подавляли рост разрушающих древесину грибов. T. versicolor [130].

3. Противогрибковые вещества животного происхождения

Некоторые соединения животного происхождения уже использовались для защиты древесины.Воски (пчелиный воск) применялись в основном для повышения водостойкости и защиты древесины от фотохимической деградации. Биополимеры, такие как желатин, зеин или другие белки, использовались в качестве компонентов защитных покрытий и клеев для древесины, повышая влагостойкость и стабильность размеров и предотвращая вымывание биоцидов из древесины [16,131,132,133,134,135]. Однако оказалось, что некоторые из них также обладают прямыми противогрибковыми свойствами и потенциально могут использоваться вместо традиционных фунгицидов.

3.1. Прополис

Прополис, также известный как пчелиный клей, представляет собой природное смолистое вещество, которое медоносные пчелы синтезируют из продуктов, собранных из почек деревьев и других растений, в смеси с их слюной, пчелиными ферментами, пчелиным воском и пыльцой. Восковая природа и хорошие механические свойства делают прополис идеальным изоляционным материалом, позволяющим поддерживать постоянную температуру и влажность внутри улья в течение всего года. Он используется для усиления структурной устойчивости и сглаживания внутренних стенок гнезда, а также для заделки небольших отверстий и трещин в улье или сотах.Прополис обеспечивает антибактериальную и противогрибковую защиту гнезда и служит для прикрытия трупов злоумышленников, которые попадают в улей и умирают внутри, и слишком велики для пчел, чтобы их можно было унести, избегая их гниения внутри. В целом, прополис используется для защиты ульев, поэтому его название происходит от греческого языка и происходит от слов «про», что означает «у входа» или «в обороне», и «полис», что означает «город» [ 136,137,138,139,140,141].

При температуре выше 20 ° C прополис представляет собой мягкое, податливое и липкое вещество.При охлаждении становится твердым и ломким. Его цвет обычно темно-коричневый, но он также может иметь черный, красный, желтый, зеленый или белый оттенки, в зависимости от ботанического источника [137, 142, 143, 144]. Как правило, это сложная смесь, содержащая 50% смол и бальзамов, 30% воска, 10% эфирных и ароматических масел, 5% пыльцы и 5% примесей [138, 140, 144]. Химический состав прополиса значительно различается между конкретными ульями, видами пчел, регионами и сезонами в основном из-за разнообразия видов растений, произрастающих вокруг и являющихся источником выделений, собираемых пчелами [137,138,140,141].К настоящему времени идентифицировано более трех сотен химических компонентов, в основном включая полифенолы (флавоноиды, фенольные кислоты и их сложные эфиры), терпеноиды, стероиды, аминокислоты, ароматические соединения, летучие масла и пчелиный воск [140, 141, 144].

С давних времен прополис применяли в самых разных целях. Некоторые цивилизации использовали его в традиционной медицине, например, для лечения простуды или заживления ран. Древние греки применяли его в качестве антисептика при кожных и буккальных инфекциях, а египтяне использовали его для бальзамирования мертвых тел [137,138]. Благодаря своим антимикробным, антиоксидантным, противовирусным, противовоспалительным, противоопухолевым и иммуномодулирующим свойствам, обеспечиваемым в основном фенольными соединениями, он до сих пор используется в народной и дополнительной медицине как почти универсальное лекарство [137, 140, 145, 146].

В последнее время состав и свойства прополиса были тщательно изучены во всем мире, что подтвердило его полезность в различных терапевтических целях, а также в качестве ингредиента в суперпродуктах и ​​биокосметике. Хотя стандартизация его химического состава остается сложной задачей, наличие множества молекул со многими полезными свойствами неоспоримо [137, 138, 139, 140, 147, 148].Антибактериальные свойства были приписаны кофейной кислоте, дитерпеновой кислоте, феруловой кислоте, p, -кумариновой кислоте, галангину, лигнанам, пиноцембрину и шприцевому альдегиду. Противовирусная активность была приписана кофейной кислоте и ее производным, кемпферолу, p, -кумаровой кислоте и кверцетину. Противогрибковая активность показана для (+) — агатадиола, бензойной кислоты, кофейной кислоты и ее эфира, феруловой кислоты, p -кумаровой кислоты, бензилового эфира, эпи-13-торулозола, галангина, изокупрессиновой кислоты, пинобанксина, пиноцембрина, сакуранетина. и птеростильбен [141, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155].

3.1.1. Прополис для защиты древесины

Хотя прополис использовался в течение тысячелетий для различных целей, его применение для обработки древесины малоизвестно. Единственное исключение — информация о скрипичных мастерах высшего класса, в том числе о Страдивари и мастерах из Кремоны в Италии. Они использовали изобретенный ими лак на основе прополиса для полировки своих инструментов с целью улучшения их акустических свойств или использовали его в смеси с другими ингредиентами в качестве красителя или финишного покрытия [149,156].В настоящее время прополис пробуют для отделки дерева индивидуально или в смеси с силанами. Результаты показывают, что, хотя его влияние на свойства древесины было посредственным, оно могло быть долгожданным дополнением к отделке древесины на основе натуральных ингредиентов [149,157,158]. Однако из-за доказанных противогрибковых свойств прополис также был задуман как потенциальный натуральный и экологически чистый консервант древесины против плесени и разрушающих древесину грибов [150, 159, 160, 161, 162].

3.1.2. Активность прополиса против плесени

Противогрибковая активность прополиса из Аргентины против нескольких фитопатогенных плесневых грибов, в том числе встречающихся в древесине, таких как A. niger , Trichoderma spp., Penicillium notatum или Fusarium sp. был оценен Quiroga et al. [150]. Они исследовали частично очищенный этанольный экстракт прополиса, а также два его флавоноидных компонента, выделенных с помощью ВЭЖХ — пиноцембрин и галангин. Их результаты ясно показывают, что как прополис, так и его изолированные компоненты были эффективны против тестируемых грибов и характеризовались низкой цитотоксичностью.Это означает, что прополис безопасен для окружающей среды и может применяться в качестве противогрибкового средства для защиты других натуральных продуктов, в том числе древесины, от плесени. Также была отмечена эффективность прополиса из США и Китая против P. notatum с такими основными компонентами, как пиноцембрин, пинобанксин-3- O -ацетат, галангин, хризин, пинобанксин и пинобанксин-метиловый эфир. подтверждено Xu et al. [163].

3.1.3. Активность прополиса против дереворазрушающих грибов

Экстракты прополиса со всего мира или их отдельные ингредиенты использовались для пропитки древесины различных пород с целью изучения их потенциала в защите древесины от дереворазрушающих грибов.

Woźniak et al. показали, что этанольные экстракты польского прополиса с концентрацией более 12% эффективно ограничивают гниение древесины сосны обыкновенной C. puteana [161]. Чем выше было содержание прополиса в растворе, тем лучше был достигнут противогрибковый эффект, достигая потери массы древесины 5,9%, 3,3%, 2,3% и 2,7% для концентрации прополиса 7,5%, 12%, 18,9% и 30%. соответственно. Более того, в польских экстрактах прополиса были выявлены высокие концентрации трех флавоноидов, известных своей противогрибковой активностью: пиноцембрина, галангина и хризина (около 47, 29 и 23 мг / г соответственно).

Древесина сосны обыкновенной и павловнии, обработанные 7% метанольным экстрактом турецкого прополиса, были более устойчивы к Neolentinus lepideus (коричневая гниль) и T. versicolor (белая гниль) по сравнению с необработанными образцами. Для сосны обыкновенной потеря массы составила 29,7% и 2,5% для необработанной и обработанной древесины, подвергшейся воздействию N. lepideus , и 28,4% и 4,2% для необработанной и обработанной древесины, подвергшейся воздействию T. versicolor , соответственно. Однако в случае древесины павловнии с низкой прочностью результаты были не такими хорошими, с потерей массы 39.2% для необработанной и 12,3% для обработанной древесины, подвергшейся воздействию T. versicolor , и 47,2% для необработанных и 11,6% для обработанных образцов, подвергшихся воздействию N. lepideus [159].

Budija et al. [158] продемонстрировали, что этанольный экстракт прополиса 29% из Восточной Словении эффективно защищает древесину ели европейской от грибов бурой гнили Antrodia vaillantii и G. trabeum и гриба белой гнили T. versicolor , в результате чего потеря массы древесины 5.3%, 7,2% и 4,6% соответственно. Кроме того, древесина тополя, обработанная раствором прополиса 40 мг / мл, была более устойчивой к T. versicolor , чем необработанная древесина (потеря массы около 11% против 20%, соответственно, после восьми недель воздействия) [162]. Однако в этом случае наблюдалось постепенное уменьшение противогрибкового действия прополиса с течением времени при воздействии грибов. Это может быть результатом биоразлагаемости определенных ингредиентов прополиса или низкого удерживания раствора прополиса в древесине, что является широко распространенным недостатком природных биоцидов.

Этаноловый экстракт прополиса из Аргентины, а также его изолированные соединения пиноцембрин и галангин, как было доказано, эффективно ингибируют радиальный рост гифов грибов белой гнили P. sanguineus и S. commune и несколько менее эффективны против Ganoderma applanatum и Lenzites elegans , демонстрируя их потенциал в защите древесины от гниения [150].

Jones et al. [40] обрабатывали образцы различных пород древесины метанолом или водными содовыми растворами прополиса, имеющимися в продаже в магазинах здоровья в Великобритании.Они подвергли их воздействию древесных грибов C. puteana и P. placenta . Их результаты доказали превосходную устойчивость обработанной древесины к C. puteana и несколько более низкую защиту от P. placenta. Однако защитный эффект был более выражен для сосны обыкновенной, ясеня и лиственницы, чем для древесины красного кедра западного или ели ситкинской. К сожалению, эксперименты также показали высокую чувствительность прополисовой обработки к выщелачиванию, поэтому ее нельзя применять на открытом воздухе без дополнительной фиксации в древесине.

3.1.4. Прополис в сочетании с полимерами

Обнаруженные недостатки экстрактов прополиса, применяемых в качестве консервантов для древесины, такие как вымываемость древесины и постепенное снижение противогрибковой активности с течением времени [40,162], побудили исследователей искать стабилизаторы, которые могли бы повысить эффективность прополиса. При консервации древесины применение некоторых полимеров, таких как протеины или кремнийорганические соединения, оказалось эффективным для удержания фунгицидов в древесине [14]. Подобный подход был успешно применен для прополиса.Возняк и др. показали, что смесь экстракта прополиса с кремнийорганическими соединениями, метилтриметоксисиланом и винилтриметоксисиланом, более эффективно защищает древесину сосны обыкновенной против C. puteana , чем экстракт прополиса, используемый отдельно. Вместо этого Ратайчак и др. доказали, что древесина сосны обыкновенной, обработанная составом на основе прополиса, кофеина, метилтриметоксисилана и октилтриэтоксисилана, устойчива к C. puteana даже после процедуры ускоренного старения, включающей выщелачивание [118].

Представленные здесь результаты показывают потенциал прополиса в защите древесины от грибков. Однако из-за проблем, таких как высокая изменчивость состава прополиса и проблемы с его устойчивостью при нанесении на древесину, его раннее внедрение на рынок в качестве готового к использованию продукта кажется невозможным без улучшения его характеристик. Тогда необходимы дальнейшие исследования,

3.2. Хитин и хитозан

Хитин представляет собой натуральный белый твердый неэластичный мукополисахарид, состоящий из 2-ацетамидо-2-дезокси-β-d-глюкоз, связанных β (1 → 4) связями.Распространенный в природе, он является основным компонентом экзоскелетов членистоногих, включая морских ракообразных, таких как креветки и крабы, клеточные стенки грибов, колючки диатомовых водорослей или чешую рыб. Он структурно сопоставим с целлюлозой, с такой же низкой растворимостью и низкой химической реакционной способностью [164,165,166]. Хитозан представляет собой N -деацетилированное производное хитина. Его производство экономически целесообразно, поскольку его основным источником является панцирь ракообразных, полученный как отходы пищевой промышленности. Возобновляемые, биоразлагаемые, биосовместимые и нетоксичные хитин и хитозан в последнее время привлекли особое внимание как потенциальный природный полисахаридный ресурс, полезный для производства многих продуктов с добавленной стоимостью. Благодаря своим противораковым, антиоксидантным, антикоагулянтным и противомикробным свойствам они используются для производства носителей лекарств, искусственной кожи и костей, перевязочных материалов, контактных линз, твердотельных батарей. Они также используются в качестве хелатирующих агентов для очистки сточных вод и в качестве добавок для пищевых продуктов, косметики и производства бумаги [164,165,166,167,168,169].

Хитозан обладает фунгицидной и фунгистатической активностью [164,170,171]. Однако его большое разнообразие с точки зрения химической структуры затрудняет точное определение его антимикробных свойств.Наиболее важными факторами, играющими роль в биоцидном действии, являются молекулярная масса, степень деацетилирования и полимеризации хитозана, а также тип микроорганизма [168, 170, 172]. Было доказано, что хитозан взаимодействует с клеточной стенкой грибов и изменяет ее структуру, и уже были обнаружены два типа механизмов, лежащих в основе антимикробной активности хитозана [14,173,174]. Один из них включает проницаемость плазматических мембран бактерий или грибов за счет электростатических взаимодействий между аминогруппами в цепи хитозана и молекулами на поверхности клетки, что приводит к утечке внутриклеточного материала и гибели клетки [171, 172, 174, 175, 176, 177].Второй относится к изменениям в экспрессии генов за счет взаимодействий между хитозаном и нуклеиновыми кислотами [171, 178, 179, 180].

Противогрибковые свойства хитина и хитозана успешно используются не только в пищевой и косметической промышленности, но также имеют высокий потенциал в сельском хозяйстве, поскольку они полезны для защиты растений от грибковых патогенов и продления срока годности фруктов [166,181,182,183,184 ]. Отсюда и идея применить это вещество для защиты другого природного материала — дерева — от плесени и гниения.

Хитозан для защиты древесины

Было предпринято много попыток оценить эффективность хитозана в защите древесины от грибков. Эксперименты, проведенные на чашках с агаром, показали, что скорость роста грибов снижалась с увеличением концентрации хитозана и молекулярной массы, при этом не наблюдалось явной разницы между плесенью, грибами белой и коричневой гнили [185, 186, 187, 188, 189]. Как правило, 1% раствор хитозана полностью подавлял рост грибков [188,190].

Применение хитозана в деревянных брусках показало его потенциал как противогрибкового агента.Кобаяши и др. показали, что древесина Sugi, обработанная хитозаном (поглощение 11,6 кг · м ^-3 ), была более устойчивой к грибам коричневой гнили T. palustris и белой гнили T. versicolor (потеря массы 15,9% и 4,9% соответственно. ), чем необработанная древесина (потеря массы 34,8% и 19,7%) [191]. Также древесина Fagus crenata , Pinus densiflora и Cryptomeria japonica , обработанная хитозаном, оказалась более устойчивой к почвенным микроорганизмам и грибкам гниения ( C.versicolor , T. palustris , S. lacrymans ) по сравнению с необработанной древесиной [192].

Schmidt et al. сообщили о повышенной устойчивости древесины сосны обыкновенной, обработанной раствором хитозана с поглощением 5,6–6,8 кг × м ^–3 , к коричневой гнили C. puteana и G. trabeum со средней потерей массы 1,6–3,2% и 3,7–6,0% по сравнению с 18,2% и 35,6% для необработанного контроля соответственно [193]. Eikenes et al. получили аналогичные результаты для мини-блоков из сосны обыкновенной, обработанных 4.8% ( w / v ) раствор высокомолекулярного хитозана, подвергнутый воздействию C. puteana и P. placenta . Сообщенная потеря массы составила 1,6% и 0,1% для обработанной древесины по сравнению с 60% и 35% для необработанных образцов, соответственно [188]. Однако некоторое вымывание хитозана наблюдалось после ускоренного выщелачивания обработанных образцов в воде. Он был тем более выраженным, чем ниже была молекулярная масса хитозана. Тем не менее, 5% раствор хитозана оказался эффективным против грибков гниения, несмотря на выщелачивание [188].Альфредсен и др. и Gorgij et al. подтвердили более высокую эффективность хитозана с высокой молекулярной массой против плесени и синевы по сравнению с хитозаном с низкой молекулярной массой [190,194].

В свою очередь, Larnøy et al. сообщили о противогрибковой эффективности 5% раствора низкомолекулярного хитозана, используемого для обработки сосны обыкновенной и бука [195]. Средняя потеря массы обработанной сосны обыкновенной, подвергшейся воздействию C. puteana и P. placenta , составила 4,9% и 1,6% по сравнению с 37,7% и 42,7% для необработанных образцов, соответственно.Потеря массы обработанной древесины бука, подвергшейся воздействию T. versicolor , составила 2,8% по сравнению с 30,2% для необработанной древесины после восьми недель испытания на ускоренное разложение.

Результаты применения хитозана на исторических образцах древесины, проведенные Эль-Гамалем и др. продемонстрировали эффективность обработки против плесени и подтвердили, что ее можно рекомендовать для защиты археологических деревянных предметов [196].

Хитозан может образовывать мембрану внутри структуры древесины, которая не только действует как барьер против влаги и воздуха, но также может удерживать другие частицы и предотвращать их вымывание из древесины [195,197]. Поэтому была сделана попытка применять его в сочетании с металлами с противогрибковыми свойствами или фунгицидами. Он успешно использовался с консервантами на основе меди, цинка, серебра, хромированного арсената меди или тебуконазолом, обеспечивая эффективную защиту древесины от плесени и гниения [191,198,199,200].

4. Выводы

Как видно, природные соединения обладают огромным потенциалом в защите древесины, поскольку они обладают широким спектром антимикробной активности. Они являются возобновляемыми, легкодоступными или экономически выгодными из отходов, нетоксичны или обладают гораздо меньшей экологической токсичностью, чем традиционные химические биоциды, и экологически безопасны.Однако у них также есть некоторые ограничения, в том числе высокая неоднородность в зависимости от источника, из которого они получены (например, прополис, эфирные масла, экстрактивные вещества древесины), отсутствие надлежащего удерживания внутри пропитанной древесной ткани, легкая выщелачиваемость, избирательная или неравномерная активность против отдельные виды грибов, высокая подверженность биоразложению. Некоторые из этих проблемных вопросов кажутся решаемыми путем комбинирования органических биоцидов с:

• —

  различными биологическими соединениями, способными разрушать мембраны ямок, тем самым увеличивая их проницаемость в древесные ткани;

• —

  различные природные полимеры и сшивающие агенты для фиксации природных соединений внутри структуры древесины и предотвращения их выщелачивания;

• —

  другие вещества, такие как антиоксиданты, агенты биологической борьбы или хелаторы для повышения их антимикробной активности и стойкости.

Вывод на рынок природных биоцидов дополнительно затруднен из-за некоторых несоответствий между лабораторными испытаниями и отчетными полевыми показателями, а также из-за проблем, связанных с законодательством, из-за необходимости соблюдения требований различных директив (касающихся строительных материалов и применения биоцидов). ) и отсутствие стандартов, определяющих качество, состав, характеристики и применение конкретных защитных составов на натуральной основе. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования в этой области.

Поскольку решение всех проблем, с которыми сталкивается разработка природных консервантов, специально ориентированных на защиту древесины и изделий из древесины, может оказаться слишком дорогостоящим, чтобы быть прибыльным, объединение усилий с другими отраслями промышленности, заинтересованными в использовании конкретные природные активные соединения (например, для защиты растений, борьбы с вредителями, пищевых продуктов и фармацевтики) могут оказаться хорошим решением.

В настоящее время, когда продление срока службы изделий из дерева представляет большой интерес и важность, разработка натуральных консервантов нового поколения с минимальным воздействием в конце срока службы обработанной древесины является императивом с точки зрения здоровья человека и защиты окружающей среды.Несмотря на то, что представленный обзор не исчерпывает тему, поскольку существуют сотни научных данных о противогрибковой активности природных веществ, он дает исчерпывающее представление о текущем состоянии исследований в этой области и показывает перспективы развития экологически безопасных альтернативных древесных материалов. защита на основе натуральных составов.

Влияние пропитки маслом на водоотталкивающие свойства, стабильность размеров и восприимчивость к плесени термически модифицированной древесины осины европейской и березы пушистой | Journal of Wood Science

Источник образца древесины и пропитка маслом

В данном исследовании использовались пропитанные маслом образцы из предыдущих экспериментов [11].Это началось с коммерческих ТМ (при 170 ° C в течение 2,5 часов) и не содержащих ТМ досок из осины ( Populus tremula L.) (примерно 27 × 165 × 4000 мм) и березовой пушистой ( Betula pubescens Ehrh.). (примерно 27 × 92 × 4000 мм), собранных в Thermoplus (Арвидсьяур, Швеция). Средняя плотность высушенных в печи ТМ осины и березы составляла 459 и 561 кг м ^-3 , тогда как для образцов без ТМ она составляла 452 и 577 кг м ^-3 , соответственно. Образцы были пропитаны тремя различными типами масла: (а) смешивающимся с водой коммерческим продуктом Elit Träskydd (Beckers, Стокгольм, Швеция), который содержит такие добавки, как пропиконазол (0. 6%), 3-йод-2-пропинилбутилкарбамат (IPBC, 0,3%) и модифицированное льняное масло в качестве связующих и вода в качестве растворителя; (b) производимые промышленностью сосновый деготь, вареное льняное масло и скипидар (Claessons Trätjära AB, Гетеборг, Швеция) в объемном соотношении 1: 4: 2, соответственно; и (c) товарное 100% тунговое масло (Pelard AB, Стокгольм, Швеция). Масла (a), (b) и (c) в нижеследующем тексте упоминаются как Beckers, сосновая смола и тунговое масло соответственно.

Три доски каждого вида были строганы, и были приготовлены три образца с совпадающими концами из каждого образца TM и не TM.Размеры образцов для масляной пропитки составляли 25 × 90 × 300 мм. Образцы не имели видимых дефектов (сучков, трещин и т. Д.) И были последовательно пронумерованы. Для пропитки использовали по три согласованных образца TM и не-TM каждого вида (осины и березы) для каждой из трех обработок (Beckers, сосновый деготь и тунговое масло), чтобы получить в общей сложности 36 образцов. Образцы нагревали при 170 ° C в течение 1 ч в обычной сухой печи для достижения целевой температуры 170 ° C (поскольку собранные образцы TM обрабатывались при этой температуре в промышленных масштабах).Из-за такой обработки степень термодеградации образцов древесины не принималась во внимание. Еще горячие образцы быстро погружали в масло комнатной температуры для одновременной пропитки и охлаждения на 2 часа. Поскольку древесина предварительно нагревается перед пропиткой, воздух, содержащийся в полостях и пустотах ячеек, становится горячим и расширяется. Погружение горячей древесины в масло комнатной температуры вызывает быстрое сжатие воздуха в полостях и пустотах ячеек, в результате чего раствор втягивается в структуры пустот древесины.{- 3}} \ right) \, = \, 1000 \; {G \ mathord {\ left / {\ vphantom {G V}} \ right. \ kern-0pt} V}, $$

(1)

, где G — масса (в г) масла, абсорбированного образцом, а V — объем (в см ³ ) образца.

Водоотталкивающие свойства и стабильность размеров

Два набора образцов осины и березы с конечными размерами 25 × 25 × 10 мм (радиальный × тангенциальный × продольный) были распилены из досок с различной обработкой.Из ТМ и не ТМ материала были изготовлены три типа пропитанных маслом образцов. Непропитанные образцы были также изготовлены из ТМ и не ТМ материалов для проведения в общей сложности 16 обработок. В качестве контрольных (контрольных) образцов использовали непропитанные образцы осины и березы из материала без ТМ. Для каждой обработки было изготовлено пять образцов, каждый набор состоял в общей сложности из 80 образцов. Образцы помещали в печь при 50 ° C на 72 ч для получения постоянной массы. Температуру сушки поддерживали низкой (50 ° C), чтобы предотвратить выделение масла.Один набор образцов кондиционировали в климатической камере, поддерживаемой при 20 ° C и относительной влажности 65% для достижения равновесного содержания влаги (EMC). Затем эффективность без учета влажности (MEE) была рассчитана следующим образом:

$$ {\ text {MEE}} \ left (\% \ right) \, = \, 100 \, \ times \, \ left ({E_ {c} — E_ {t}} \ right) / E_ {c}, $$

(2)

где E _c и E _т — ЭМС контрольного и обработанного маслом образцов соответственно. Для определения водопоглощающей способности и свойств набухания образцы сушили в печи при 50 ° C в течение 72 часов и погружали в дистиллированную воду при 21 ° C на периоды 1, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192. , 384 и 768 ч. Дистиллированную воду заменяли после каждого интервала замачивания. После каждого периода насыщения регистрировали массы и объемы для измерения водопоглощения (WA; определяется как поглощенная вода, деленная на высушенную массу) и объемного коэффициента набухания ( S ). Объем определялся иммерсионным методом; образцы древесины взвешивали при погружении и подвешивали в воде.Водоотталкивающая эффективность (WRE) и противоотечная эффективность (ASE) оценивалась после 768 часов замачивания на основе WA _t и S . _т обработанных образцов относительно WA _c и S _c элемента управления соответственно:

$$ {\ text {WRE}} \, (\%) = 100 \ times ({\ text {WA}} _ {c} — {\ text {WA}} _ {t }) / {\ text {WA}} _ {c} $$

(3)

$$ {\ text {ASE}} (\%) = 100 \ times (S_ {c} — S_ {t}) / S_ {c} $$

(4)

ASE ТМ и контрольных образцов, пропитанных маслом, рассчитывали на основе значений S для непропитанных ТМ и контрольных образцов, соответственно. Коэффициент объемного набухания был рассчитан из

$$ S \ left (\% \ right) \, = \, 100 \, \ times \, \ left ({V_ {w} — V_ {d}} \ right) / V_ {d}, $$

(5)

где V _w — объем древесины после смачивания и V _д — объем древесины в высушенном образце до смачивания.

Циклическое испытание «мокрый – сухой»

Для моделирования эффектов атмосферных воздействий, связанных с сопротивлением выщелачиванию водой, на втором наборе образцов были выполнены циклы «мокрый – сухой» для расчета коэффициентов объемного набухания ( S ) и относительной потери веса процент (WL). WL образца определяется как потеря массы из-за удаления из древесины масел и водорастворимых компонентов. Один цикл состоял из погружения образцов в дистиллированную воду в вакуумированном эксикаторе (прибл. 20 мм рт. Ст.) Согласно Роуэллу и Эллису [20]. Вакуум поддерживали в течение 30 минут и сбрасывали в течение 1 часа, затем снова применяли в течение 30 минут, а затем отпускали в течение 24 часов. Затем образцы сушили при 50 ° C в течение 72 часов до постоянного веса. Цикл «мокрый – сухой» повторяли 5 раз. Воду заменяли свежей дистиллированной водой после каждого цикла. WL образца определяется как

$$ {\ text {WL}} \ left (\% \ right) \, = \, 100 \, \ times \, \ left ({W_ {i} — W_ { n}} \ right) / W_ {n}, $$

(6)

где W _и — начальная сухая масса до замачивания и Вт _n — это сухой вес после n -го цикла.

Ускоренное испытание пресс-формы

Ускоренное лабораторное испытание пресс-формы в климатической камере ARCTEST ARC 1500 (Arctest Oy, Эспоо, Финляндия) было выполнено с использованием той же методологии, которая описана в Ahmed et al. [12]. Образцы ТМ и не-ТМ от каждого вида (осины и березы) для каждой обработки маслом (Беккерс, сосновый деготь и тунговое масло) с тремя повторностями для получения 36 образцов и с четырьмя повторениями, непропитанная ТМ и древесина без ТМ от каждого вида ( осина и береза) для изготовления 16 образцов, были использованы для ускоренного испытания формы.Образцы (25 × 90 × 200 мм) подвешивались в верхней части камеры на опорных стержнях, при этом длинный размер был установлен горизонтально, а плоская поверхность — вертикальна и параллельна другим поверхностям образцов с зазором примерно 15 мм между случайно упорядоченными. образцы. Температура и относительная влажность в камере были установлены на уровне 27 ° C и 92% соответственно.

Три куска заболони сосны из предыдущего эксперимента, зараженные плесенью в основном из Aspergillus , Rhizopus , Penicillium вместе с различными другими видами, были помещены в нижнюю часть климатической камеры в качестве источника инокулята плесени. [12].После 21-дневного инкубационного периода эксперимент был остановлен из-за обильного роста плесени на некоторых поверхностях образцов. Обе плоские поверхности каждого образца оценивались и оценивались (по шкале от 0 до 6) с помощью метода, описанного в предыдущем исследовании [21]. Два человека выполнили визуальный осмотр, за исключением краев и участков сердцевины.

Статистический анализ

Экспериментальные данные (в виде сорта плесени) были проанализированы на основе породы древесины (осина и береза), типа образца (TM и не TM) и масла (тунговое масло, сосновый деготь). , Беккерс и бесплодный).Чтобы определить влияние рассматриваемых факторов на рост плесени, ANOVA был выполнен на 104 измерениях (с учетом двух плоских сторон), полученных из 52 образцов обоих видов. Апостериорный тест Дункана проводился одновременно для всех средств окончательной оценки, когда различия в обработке и эффективности против плесени были более очевидными. Статистический анализ выполняли с использованием IBM ^® SPSS ^® Statistics, Version 20 (IBM Corporation, NY, США). Уровень значимости был установлен на 0.05.

Смазка дерева — все, что вам нужно знать

Смазка дерева — все, что вам нужно знать

В течение многих лет было широко признано, что лучший способ защитить деревянную поверхность — это покрасить ее. Однако в контексте того факта, что человек в мире непрерывного технологического развития стремится к контакту с миром природы, он начал искать естественные и экологические решения. Неожиданно в моду снова вошло масло, обладающее целым рядом преимуществ.Что это за метод пропитки древесины, стоит ли его применять и какие последствия он имеет? Приглашаем к прочтению!

Что такое промасливание дерева?

Древесина — даже самая прочная и прочная порода — всегда должна быть надежно защищена, прежде чем вы начнете ее использовать. Если пропустить процесс пропитки маслом деревянной мебели, полов и элементов декора, они быстро начнут ломаться. Для людей, которым не нравится блестящая поверхность и визуальная искусственность на дереве, отличной альтернативой станет промасливание. Масло — это пропитывание древесины натуральными растительными маслами. Поскольку масла находятся в жидком виде, пропитка глубоко проникает в структуру древесины и укрепляет ее изнутри. Покрытая маслом деревянная поверхность не образует видимого невооруженным глазом слоя, отделенного от дерева, благодаря чему покрытая маслом мебель и полы сохраняют свой естественный красивый вид. Поверхность дерева остается матовой, текстура подчеркнута, древесина становится приятной на ощупь.Большинство доступных препаратов на основе масла существенно не меняют цвет деревянной поверхности, эффект действительно очень тонкий и естественный, но будьте осторожны: деревянные предметы, которые подвергаются процессу промасливания, со временем темнеют. Это естественный процесс старения древесины и изменения ее цвета. С годами древесина приобретает благородный вид и решительный характер.

Смазка — какие препараты следует применять

Дело в том, что каждое растительное масло будет выполнять свою роль, когда мы используем его для пропитки деревянных предметов. Специфика, которая у нас ассоциируется, в частности, с кулинарной сферой, здесь также очень хорошо работает. Рапсовое масло, кокосовое масло, льняное масло — каждое из них будет иметь разный эффект, но для защиты деревянной мебели и полов можно использовать все, что угодно. Если предмет деревянной мебели находится в помещении с уникальными, сложными условиями, такими как повышенная влажность или перепады температур, или если мы знаем, что деревянный пол в данном помещении используется интенсивно, стоит прибегнуть к профессиональной специфике смазка.Такие препараты часто обогащают веществами против плесени или защищают от вредителей. Особое внимание следует уделить составу масла — стоит остановиться на натуральных растворах, не обогащенных химическими веществами.

Смазка — пошаговая

Процесс закрепления деревянной поверхности маслом очень прост, и вы легко можете выполнить его самостоятельно. Необязательно иметь специальные знания и навыки, а также какое-либо специальное оборудование. Всю пропитку нужно начинать с точной очистки поверхности дерева. Даже если это необработанная древесина, никогда ранее не защищавшаяся защитным слоем, стоит шлифовать — это откроет поры и масло будет легче проникать в структуру древесины. Затем удаляем влажной (но не мокрой!) Мягкой тканью пыль и грязь. Когда поверхность дерева высохнет, можно приступать к смазке. Нанесите масло кистью или мягкой чистой тканью. Препарат наносится вдоль волокон.После нанесения масляного слоя необходимо подождать примерно час — этого времени хватит, чтобы препарат глубоко проник в структуру плит. Затем отсасываем кухонным роликом по поверхности излишки масла.

Подождав еще час, можно наносить следующий слой препарата. Действия повторяются до тех пор, пока не будет достигнут желаемый эффект. Обычно вы наносите от 2 до 8 слоев масла. В зависимости от того, сколько слоев мы нанесем, древесина будет пропорционально защищена от неблагоприятных условий.Поэтому особое внимание следует уделять деревянной мебели, полам и предметам, которые находятся на кухне, в ванной комнате, на террасе или в саду. В случае деревянной мебели в спальне или салоне достаточно 2-3 слоев масла. Процесс смазывания нужно время от времени повторять. При благоприятных условиях, которые преобладают в комнате, хватит ли этого сразу

Садовый сарай, пропитка или морилка?

Вы только что разместили новый садовый домик в своем саду или хотите купить садовый домик и задаетесь вопросом, буду ли я пропитывать его или испачкать.Мы расскажем вам, в чем разница и что лучше всего подходит для окружающей среды и людей вокруг вас.

Почему пропитка или окрашивание?

Большинство садовых домиков и бревенчатых домиков сделаны из мягкой древесины, например, из сосны или ели. Эта древесина очень чувствительна к погодным условиям и солнечному ультрафиолетовому излучению. Если вы не защитите от этого свой садовый домик или бревенчатую хижину, замену древесины произойдут через 5 лет. Достаточная причина, чтобы обработать древесину, продлить срок службы и получить больше удовольствия от вашего садового домика. Но вы выбираете пропитку или морилку? А как насчет обслуживания и окружающей среды?

Пропитка или окрашивание — не лучший вопрос

Вопрос, нужно ли пропитывать или мариновать, на самом деле не является правильно сформулированным вопросом. Потому что одной пропитки недостаточно, ведь это еще не окончательная отделка. Пропитка — это только обработка от древесной гнили, грибка и паразитов. Именно поэтому после монтажа необходимо забрать свой пропитанный садовый домик или бревенчатый домик.Неважно, пропитывали ли уже садовый домик на фабрике или вы сделали это сами. В последнем случае обеспечьте достаточную защиту при нанесении пропиточного средства.

Целесообразна ли пропитка и окрашивание?

Пропитанная древесина, к сожалению, не так хороша для окружающей среды и даже опасна для людей. Он ядовит и содержит канцерогенные вещества, такие как оксид меди II, триоксид хрома и мышьяк. Не зря пропитанную древесину всегда нужно обрабатывать химическими отходами. И о сжигании, например, в печи, костровой яме или камине не может быть и речи. Тогда многие токсичные вещества попадут прямо в нашу окружающую среду. Настоятельно советуем пропитку и последующее окрашивание садового домика или бревенчатого домика. Обратите внимание при покупке садового домика или бревенчатого домика, часто они уже предварительно пропитаны.

Только травление, а не пропитка?

Свой садовый домик или бревенчатый домик лучше подобрать и не пропитывать. Это возможно с необработанными садовыми домиками.Обратите на это внимание при покупке. Перед началом окрашивания поверхность садового домика должна быть очищена от жира. Обычно так бывает с новым садовым домиком. В противном случае необходима тщательная уборка и обезжиривание садового домика. Чтобы пятно лучше держалось, желательно немного отшлифовать дерево и затем протереть пыль, например, обычным бытовым совком. При использовании традиционного морилки этот процесс необходимо повторять каждые 2–5 лет.

Вы хотите быть экологически чистыми? Тогда имейте в виду, что почти все пятна, включая пятна на водной основе, по-прежнему содержат много химикатов, солей металлов и / или биоцидов. Их добавляют для лучшего прилипания, более быстрого высыхания и устранения вредных грибков. Чем прочнее морилка делает дерево, тем больше химикатов добавляется в морилку. Конечно, все эти добавки вредны для окружающей среды и нашего здоровья. Недаром обычную морилку нужно помещать и с мелкими химическими отходами. К счастью, есть альтернатива. 100% натуральная морилка без химикатов, которую можно использовать в кухонном мусорном баке после использования. Кроме того, это естественное пятно требует меньшего ухода.

Альтернатива окрашиванию и пропитке?

Существует очень хорошая экологически чистая альтернатива пропитке и окрашиванию древесины. Эта альтернатива — Fungi Force. Это 100% натуральный био на основе безвредного грибка и натурального льняного масла. Fungi Force можно наносить на необработанную древесину малярным валиком или блочной кистью. За час вы полностью обработали обычный садовый домик. И нанести слишком много биофиниш или масляной финишной краски — не проблема. Вы не увидите этого позже.Еще одно важное преимущество FF по сравнению с обычным красителем — это его долговременный эффект. Техническое обслуживание проводится один раз в год или каждые два года, в зависимости от того, насколько подвержен ваш садовый домик или бревенчатый домик погодным условиям. В этом случае достаточно дополнительной обработки натуральным льняным маслом.

Fungi Force, био краситель черный

Fungi Force — первая полностью органическая и на 100% экологически чистая морилка. Он придает дереву красивое естественное матово-черное прозрачное покрытие и предлагает 100% экологически чистую защиту садовой древесины.Fungi Force очень прочен и защищает садовые домики, бревенчатые домики и другую садовую древесину на долгие годы. Биоморс легко наносится на необработанную древесину, требует небольшого ухода и самовосстанавливается в случае незначительных повреждений. Узнать больше о том, как работает Fungi Force?

Итак, если вы хотите окрасить свой забор, садовый сарай или садовую мебель в черный цвет, подумайте об окружающей среде и здоровье и используйте Fungi Force.

Пропитка Sioo

SiOO: X — это высокоэффективная проверенная система для защиты древесины всех типов

SiOO: X Impregnation — это система пропитки древесины на водной основе, в которой используются проверенные силикатные технологии и натуральные материалы, обеспечивающие долгую защиту древесины.Он полностью безопасен и экологически чист.

SiOO: X Impregnation — двухкомпонентная система, состоящая из Premium Wood Protector и Premium Surface Protector, подготовленная для заводского нанесения . Компоненты поставляются в контейнерах емкостью 10, 20, 25 и 60 литров, а также в контейнерах IBC на 600 и 1000 литров. Контейнеры меньшего размера объемом 1, 3 и 5 литров доступны для ручного использования на небольших площадях, а также для технического обслуживания и герметизации торца зерна. Доступны флаконы объемом 250 мл.

3-х литровые контейнеры Step 1, Premium Wood Protector и Step 2, Premium Surface Protector

Эти два компонента предназначены для совместного использования, и они взаимодействуют для создания уникального запатентованного эффекта защиты древесины. Эффект обусловлен свойствами минерального кремнезема. По сути, метод имитирует то, как сама природа защищает древесину от окаменения или образования окаменелостей. Система SiOO: X содержит только натуральные ингредиенты, не содержащие биоцидов и не выделяющие вредных веществ.

SiOO: X проникает в древесину и образует легкую поверхность, по которой приятно прикасаться и ходить в случае настила. Помимо красивой поверхности, она также препятствует проникновению водорослей, плесени и гнили в древесину. Поверхность очень легко протирать, что упрощает уход. Обработка SiOO: X укрепляет и укрепляет поверхность дерева.

Система дает основные преимущества: обеспечение длительной защиты, минимизация затрат на срок службы, обеспечение всесторонней защиты от ультрафиолета с равномерным окрашиванием, повышение прочности деревянной поверхности и развитие красивого естественного серебристо-серого оттенка по мере созревания древесины.

Система соответствует классификации EN 113 против грибков и EN 46 против паразитов.

Химический процесс описывается как механическое воздействие без использования биоцидов. Это пассивный механизм защиты.

СОДЕРЖАНИЕ:
Кремний, калий, природные части растений и вода.

Погодостойкость пропитанной древесины сосны калабрийской с покрытием

Введение

Древесный материал — универсальный природный ресурс для эстетического, инженерного и строительного применения.Благодаря своим превосходным свойствам древесный материал сохраняет свое значение в местах использования и имеет около 10 000 областей использования в качестве сырья (Орс и Кескин 2001, Халил и др. 2010). Как и все биологические организмы, древесный материал долго не выдерживает внешних климатических условий (жара, свет, влажность), механических воздействий (ветер, песок) и воздействия биологических вредителей. Следовательно, он подвергается деформации и структурной деградации (Budakçı and Atar 2001, Kılıç and Hafızolu 2007, Rowell 2005).Наличие особых древесных тканей, таких как анизотропная структура, текстура, структура годового кольца, заболонь, сердцевина, реакционная древесина древесного материала, разлагается при длительном воздействии погодных условий на открытом воздухе (Bucur 2011). Одним из наиболее важных и эффективных методов, предлагаемых для уменьшения или ограничения разрушения древесины в таких погодных условиях, является пропитка древесины химическими веществами (Temiz et al. 2005). Внимание к консервантам на основе меди возросло из-за опасений по поводу воздействия хрома и мышьяка на окружающую среду и, как следствие, ограничений на использование хромированного арсената меди (CCA) (Freeman and McIntyre 2008).Общеизвестно, что новые консерванты и лаки для древесины на основе меди замедляют или предотвращают фотодеградацию (Nejad and Cooper 2011). Медь образует определенные комплексы с компонентами древесины, такими как комплексы медь-целлюлоза, комплексы медь-лигнин и кристаллические или аморфные неорганические / органические соединения меди, и снижает деградацию поверхности древесины под воздействием погодных факторов (Temiz et al. 2005, Grelier et al. др. 2000). Zhang et al. (2009) определили, что изменение характеристик поверхности древесины, пропитанной химическим веществом на основе меди, таким как этаноламин меди, после ускоренного атмосферного испытания было в значительной степени предотвращено. Пропитка древесины CCA (медь-хром-мышьяк) и ACQ (аммоний-медь четвертичный) обеспечивает высокую стабилизацию цвета в погодных условиях. Из-за предотвращения лигнификации и образования карбонильных групп процесс пропитки ACQ (четвертичный аммоний-медь) замедляет фотодеградацию на поверхности древесины (Temiz 2005). Кроме того, следует изучить возможности нанесения на поверхность древесины, например пропитки и лака, с точки зрения их эффективности в погодных условиях и их совместимости с деревом.Baysal et al. (2014) изучали влияние ускоренного выветривания на свойства поверхности сосны обыкновенной, пропитанной некоторыми медьсодержащими химикатами, такими как Wolmanit-CB (медь / хром / бор), Tanalith-E (TN-E) и Adolit-KD5 (AD -КД5) и покрытых синтетическим лаком и полиуретановым лаком. Согласно результатам их исследования, если выветривание привело к увеличению твердости пропитанных и лакированных образцов, то после выветривания блеск образцов снизился.Таким образом, методы модификации пропиточными материалами могут повысить устойчивость древесины к погодным условиям (Kamdem et al. 2002). Устюн (2019) определил изменения физических свойств образцов древесины сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), обработанных пропиточными материалами на основе меди перед лакированием. В его исследовании образцы для испытаний, которые были пропитаны 2% -ным водным раствором пропиточных материалов на основе меди, были затем подвергнуты процессу лакировки полиуретановым лаком и целлюлозным лаком.Обработанные образцы для испытаний подвергались воздействию естественных погодных условий в течение 6 месяцев. В конце этого процесса были измерены значения цвета, блеска, твердости поверхности и адгезии испытуемых образцов и проанализированы их рабочие характеристики. По результатам исследования; пропитанные и лакированные образцы древесины сосны обыкновенной показали лучшие физические свойства, за исключением сопротивления адгезии, по сравнению с единственными лакированными образцами. Древесина сосны обыкновенной, покрытая полиуретановым лаком, дала более положительные результаты по физическим свойствам, чем образцы, покрытые целлюлозным лаком. Türkoğlu et al. (2015a) исследовали стабильность цвета образцов сосны обыкновенной, пропитанных медьсодержащими химикатами, такими как Tanalith-E и Adolit KD-5, перед нанесением синтетического и полиуретанового лака после естественного атмосферного воздействия. Они заявили, что стабильность цвета пропитанных и лакированных образцов древесины дает лучшие результаты, чем непропитанные и только лакированные образцы древесины после естественного атмосферного воздействия. Yalınkılıç et al. (1999) исследовали наружные свойства древесины сосны обыкновенной и древесины каштана, обработанной хромом-медно-бором (CCB) и нанесенной полиуретановым лаком или синтетическим лаком на алкидной основе.Они сообщили, что пропитка CCB значительно стабилизировала цвет поверхности древесины. Также было заявлено, что консервант с последующей системой поверхностного покрытия защищает древесину в долгосрочных условиях на открытом воздухе. Это исследование проводилось на образцах древесины калабрийской сосны (Pinus brutia), пропитанных 2,5 и 5-процентными водными растворами химикатов на основе меди, таких как Celcure C4, Korasit KS и Tanalith E 8000. После пропитки, PV и на водной основе лак (WBV) был нанесен на поверхность дерева.Затем образцы древесины выдерживали 6 месяцев выветривания. Таким образом, целью данного исследования было изучить изменения твердости, шероховатости поверхности и прочности сцепления образцов калабрийской сосны в результате выветривания.

Материалы и методы

Подготовка образцов для испытаний

Образцы древесины сосны калабрийской (Pinus brutia Ten) были приготовлены с размерами 10 мм x 100 мм x 150 мм (радиальный x касательный x продольный). Образцы для испытаний выдерживали в помещении для кондиционирования в течение двух недель до содержания влаги 12%.

Процедура пропитки

В данном исследовании пропитка образцов для испытаний производилась в соответствии со стандартом ASTM D1413-76 (1976). В качестве пропитки использовали 2,5% и 5% водный раствор Celcure C4, Korasit KS и Tanalith E 8000. Celcure C4 содержит 30-50% 2-аминоэтанола, 10-30% карбоната меди, <5% хлорида бензиламмония и <5% ципроконазола (Senkron 2020). Корасит КС содержит 15,2% карбоната гидроксида меди, 8,4% N, N-дидецил-N-метил-поли (оксэтил) аммония пропионата (Варким 2020).Tanalith E 8000 содержит 14,55% м / м карбоната гидроксида меди, 8% м / м меди, 0,16% м / м пропиконазола и 0,16% м / м тебуконазола (Hemel 2020). Образцы для испытаний сначала подвергали воздействию вакуума 760 мм рт. Ст. ^-1 в течение 30 минут в процессе пропитки. Затем вакуумирование прекращали и пропитывающему раствору давали возможность диффундировать под действием давления открытого воздуха в течение 30 минут. Удерживающая способность испытуемых образцов в конце пропитки рассчитывалась по следующей формуле Уравнение 1:

Где:

• G = T ₂ -T ₁

• T ₁ : Первый вес образца (кг)

• T ₂ : Конечный вес образца (кг)

• V: Объем образца (м ³ )

• C: Концентрация (%)

Нанесение лака

Важно подготовить деревянную поверхность к экспериментам. Перед нанесением лака поверхности были очищены от пыли с помощью соответствующей шлифовки. В исследовании использовались полиуретановые лаки и лаки на водной основе. В то время как процентное содержание твердых веществ в составе полиуретана составляет 38%, лак на водной основе содержит 43,26% (Tekno Marin 2020). Согласно ASTM D3023-98 (2017), распылитель и лак были нанесены на все поверхности и края образцов древесины калабрийской сосны. После того, как лак был тщательно перемешан, его разбавили разбавителем и нанесли два поперечных слоя на поверхности испытуемых образцов.Затем образцы древесины отшлифовали песком с номерами 220 и приступили к нанесению финишного покрытия. При нанесении лака на водной основе после шлифовки деревянных поверхностей наждачной бумагой зернистостью 220 лак помещали в пустой контейнер и наносили кистью на все поверхности и края дерева. При нанесении лака лак не разбавлялся и наносился в 2 слоя. В процессе нанесения шпатлевки и верхнего слоя полиуретан и лак на водной основе наносили 100 г / м ² на каждое нанесение.

Испытание на твердость поверхности

Испытание твердости поверхности проводилось с использованием маятникового твердомера в соответствии с методом измерения Кенига и в соответствии с принципами, указанными в ASTM D4366 (2016). Образцы древесины помещали на стол для панелей, а на поверхность панели помещали маятник. Затем маятник отклонялся на 6 ° и отпускался, при этом запускался секундомер. Время уменьшения амплитуды с 6 ° до 3 ° измеряли как твердость по Кенигу.Примерное содержание влаги в образцах древесины перед испытанием составляло 12%. Для каждой экспериментальной группы было сделано десять повторов. Измерения твердости поверхности проводились параллельно волокнам.

Испытание шероховатости поверхности

При измерении шероховатости поверхности использовалось среднее значение шероховатости по десяти точкам (R _z ). Шероховатость определяется как очень маленькие и периодически повторяющиеся неровности, отличные от формы и колебаний, которые возникают на поверхности материала после нанесения. В рамках исследования были проведены измерения шероховатости поверхности модели Mitutoyo SURFTEST SJ-301 с помощью игольчатого сканирующего устройства для измерения шероховатости поверхности. Измерение шероховатости; Он был изготовлен с помощью подходящей измерительной формы, чтобы иметь возможность измерять влажность от 12% и всегда в одном и том же месте. Для каждой экспериментальной группы было сделано десять повторов. Измерения шероховатости поверхности проводились параллельно волокнам.

Испытание на прочность сцепления

Прочность сцепления образцов определяли в соответствии с ASTM D4541 (2017) и ISO 4624 (2016).При определении прочности сцепления испытательные ролики диаметром 20 мм прикрепляли к поверхностям образцов, покрытых защитными слоями, при комнатной температуре (20 ° C ± 2 ° C) с помощью формы. Затем образцы оставляли для высыхания в течение 24 часов. Тестер, используемый для измерения сопротивления адгезии, был настроен на скорость подачи 5 мм в минуту. Прочность сцепления рассчитывалась по следующей формуле (МПа = 1 Н / мм ² ) (Уравнение 2):

Где:

• X = 4F / π ∙ d ²

• F = Сила при разрыве (Ньютон)

• d = Диаметр испытательного цилиндра (мм)

• Примерное содержание влаги в образцах древесины перед испытанием составляло 12%.Для каждой экспериментальной группы было сделано десять повторов.

Испытание на атмосферостойкость

экземпляра древесины сосны Калабрийской подверглись выветриванию в течение 6 месяцев с мая 2019 г. по ноябрь. Деревянные панели были подготовлены к атмосферным воздействиям в соответствии с ASTM D358-55 (1970). Рядом с региональной метеорологической наблюдательной станцией Мугла в Южном Эгейском регионе был создан полигон для практических оценок. Метеорологические данные Муглы представлены в таблице 1.

Таблица 1:

Метеорологические данные Муглы

Статистическая оценка результатов испытаний

Результаты теста были проанализированы компьютеризированной статистической программой SPSS, включая дисперсионный анализ и тест Дункана, примененный с уровнем достоверности 95%. Статистические оценки проводились по группам однородности (HG), где разные буквы отражали статистическую значимость.

Результаты и обсуждение

Твердость поверхности

Значения стойкости и поверхностной твердости калабрийской сосны до и после 6 месяцев выветривания приведены в таблице 2.

Таблица 2:

Значения удерживаемости и поверхностной твердости образцов сосны калабрийской до и после выветривания

В то время как наивысшее значение твердости (120,20) было получено при обработке 5% Korasit KS + PV, наименьшее значение твердости (28,60) было получено при обработке 2,5% Celcure C4 + WBV и только обработках WBV для калабрийской сосны. Пропитка перед лакировкой привела к увеличению значений твердости поверхности образцов для испытаний из калабрийской сосны до выветривания. Поскольку значение поверхностной твердости только калабрийской сосны с PV покрытием составляло 78,0, оно было изменено с 83,30 на 120,20 для пропитанной калабрийской сосны с PV покрытием. Кроме того, значение твердости поверхности составляло 28,6 только для калабрийской сосны с покрытием WBV, оно было изменено с 28,60 на 33,80 для пропитанной и покрытой WBV калабрийской сосны. Gündüz et al. (2019) исследовали значения твердости древесины, пропитанной химическими веществами на основе меди, а затем покрытых лаком на водной основе после ускоренного выветривания. Они обнаружили, что предварительная пропитка на основе меди перед нанесением покрытия WBV привела к небольшому снижению поверхностной твердости древесины сосны обыкновенной перед ускоренным воздействием погодных условий.В другом исследовании Gündüz et al. (2020) изучали значения твердости сосны обыкновенной, пропитанной и покрытой PV, до ускоренного выветривания. Согласно результатам, они обнаружили, что значения твердости сосны обыкновенной с PV-покрытием увеличиваются в процессе пропитки перед выветриванием. Хотя наши результаты для калабрийской сосны с покрытием WBV не похожи на результаты Gündüz et al. (2019), наши результаты для калабрийской сосны с PV покрытием хорошо согласуются с данными Gündüz et al. (2020). Согласно нашим результатам, значения твердости образцов калабрийской сосны с PV покрытием были выше по сравнению с образцами калабрийской сосны с покрытием WBV до выветривания.За исключением групп обработки 5% Celcure C4 + PV, 5% Corasite KS + PV, 5% Tanalith E 8000 + PV и 2,5% Tanalith E 8000 + PV, значения твердости поверхности для всех групп обработки были увеличены после выветривания. Наши результаты показали, что наибольшее увеличение твердости поверхности (57,34%) было получено только у образцов калабрийской сосны с покрытием WBV после выветривания. Образцы калабрийской сосны, покрытые WBV, после выветривания показали более высокие значения поверхностной твердости, чем образцы калабрийской сосны с PV покрытием. Baysal (2008) обнаружил, что фотоэлектрическое покрытие вместе с пропиткой CCB укрепляет деревянные поверхности после 3 месяцев атмосферных воздействий на открытом воздухе.Это произошло потому, что пропиточные материалы увеличили твердость, а образцы древесины имели более твердый слой лака (Keskin et al. 2011). Yalınkılıç et al. (1999) сообщили, что пропитанная и лакированная поверхность древесины после выветривания заметно затвердевает до определенной точки, а затем претерпевает стабильную фазу или постепенное размягчение. После шести месяцев выветривания твердость поверхности всех необработанных (контрольных), а также пропитанных и покрытых образцов древесины резко снизилась. Снижение составило 74,34% для необработанной (контрольной) сосны обыкновенной и 85,45% для необработанного (контрольного) бука восточного.Türkoğlu et al. (2015b) исследовали твердость поверхности древесного материала после естественного выветривания. Образцы древесины были пропитаны деревом Таналит-Э (TN-E), Адолит-КД 5 (АД-КД 5), хромированным арсенатом меди (CCA). Затем древесный материал был покрыт полиуретановым лаком (ПВ). По их результатам, после 3 месяцев естественного выветривания они показали, что при увеличении значений твердости поверхности только покрытых лаком, а также пропитанных и покрытых лаком образцов древесины твердость поверхности необработанных (контрольных) образцов снизилась. Однако значения поверхностной твердости необработанных (контрольных) и пропитанных и покрытых образцов древесины значительно снизились после 6 месяцев естественного атмосферного воздействия. После шести месяцев естественного выветривания потеря твердости поверхности сосны обыкновенной и бука восточного была самой низкой у образцов древесины, пропитанных TN-E и покрытых PV. Baysal et al. (2014) исследовали влияние ускоренного выветривания на свойства поверхности сосны обыкновенной, пропитанной Wolmanit-CB, Tanalith-E (TN-E) и Adolit-KD5 (AD-KD5) и покрытой полиуретановым лаком.Согласно результатам их исследования, выветривание привело к увеличению твердости пропитанных и лакированных образцов после выветривания. Аналогичная поверхностная твердость древесины калабрийской сосны, обработанной бором и покрытой синтетическим или полиуретановым лаком, также наблюдалась Toker et al. (2009). Результаты нашего исследования, аналогичные Yalınkılıç et al. (1999), Türkoğlu et al. (2015b), Baysal et al. (2014) и Toker et al. (2009).

Шероховатость поверхности

В таблице 3 приведены значения шероховатости поверхности калабрийской сосны до и после 6 месяцев выветривания.

Таблица 3:

Значения шероховатости поверхности образцов древесины сосны калабрийской до и после выветривания

При изучении таблицы 3, в то время как наибольшее значение Rz (4,44) было получено при обработке 5% Korasit KS + WBV, наименьшее значение шероховатости Rz (0,37) было измерено только для образцов калабрийской сосны с PV покрытием. Образцы калабрийской сосны, покрытые WBV, показали более высокие значения шероховатости поверхности, чем образцы калабрийской сосны с PV покрытием, до выветривания.Наши результаты показали, что пропитка химикатами на основе меди перед фотоэлектрическим покрытием приводит к увеличению значений Rz образцов калабрийской сосны. Напротив, за исключением обработки 5% Korasit KS + WBV, значения Rz калабрийской сосны были снижены для пропитанной и покрытой WBV калабрийской сосны. Gündüz (2018) исследовал значения шероховатости поверхности сосны обыкновенной, пропитанной химикатами на основе меди и лаком на водной основе (WBV). Они обнаружили, что предварительная пропитка химикатами перед нанесением покрытия WBV приводит к снижению показателей шероховатости поверхности сосны обыкновенной.Наши результаты хорошо согласуются с данными Gündüz (2018). Было обнаружено, что уровни концентрации химикатов не оказали значительного влияния на шероховатость поверхности. После естественного выветривания, в то время как наибольшее увеличение Rz (345,23%) было получено при обработке Celcure C4 + PV на 2,5%, наименьшее увеличение Rz (22,94%) было получено при обработке 5% Celcure C4 + WBV. Наши результаты показали, что процесс WBV дает более положительные результаты в сохранении шероховатости поверхности, чем процесс PV. Поскольку, в то время как увеличение Rz изменилось с 258,62% до 345,23% для пропитанной калабрийской сосны и покрытой PV покрытием, оно изменилось с 22,94% до 96,73% для пропитанной и покрытой WBV калабрийской сосны после выветривания. Предварительная пропитка химикатами перед нанесением обоих лаков не оказывает значительного влияния на шероховатость поверхности калабрийской сосны после выветривания.

Прочность сцепления

Значения прочности сцепления образцов калабрийской сосны до и после 6 месяцев приведены в таблице 4.

Таблица 4:

Значения прочности сцепления калабрийской сосны до и после выветривания

Наивысшее значение прочности сцепления (3,75 МПа) было получено при обработке образцов калабрийской сосны 2,5% Celcure C4 + PV, наименьшее значение прочности сцепления (2,52 Нт / мм ² ) было обнаружено при 2, 5% Korasit KS + WBV для калабрийской сосны до естественного выветривания. Наши результаты показали, что предварительная пропитка химикатами перед нанесением лакокрасочного покрытия не оказывает значительного влияния на прочность сцепления калабрийской сосны. Однако Устюн (2019) обнаружил, что предварительная пропитка химическими веществами на основе меди приводит к снижению прочности сцепления сосны обыкновенной.Наши результаты показали, что образцы калабрийской сосны с PV покрытием показали более высокие значения адгезии, чем образцы калабрийской сосны с покрытием WBV до выветривания. Например, в то время как значения прочности сцепления изменяются с 3,06 Нт / мм ² до 3,75 МПа для калабрийской сосны с пропиткой и PV-покрытием, она изменилась с 2,52 МПа до 3,00 МПа для пропитанной калабрийской сосны с покрытием WBV. . Якин (2001) заметил, что при нанесении лаков на водной основе на разные породы деревьев разными методами значения прочности сцепления были ниже, чем у лаков на основе растворителей.Budakçı (2003) сообщил, что значения сопротивления адгезии водорастворимых лаков, приготовленных для поверхностей мебели, ниже, чем у полиуретановых и акриловых лаков на основе растворителей. Будакчи и Сёнмез (2010) изучали целлюлозные, полиуретановые, акриловые и водные лаки, которые наносились на деревянные поверхности с различной толщиной слоя. Влияние породы дерева и толщины слоя на адгезионную стойкость лаков определялось испытанием на отрыв. В ходе исследования было определено, что наибольшая адгезионная стойкость была получена у полиуретановых и акриловых лаков.Наши результаты хорошо согласуются с выводами этих исследователей. Выветривание привело к снижению прочности сцепления всех групп обработки. В этом исследовании, в то время как наибольшее снижение прочности сцепления (-43,81%) было получено только у образцов калабрийской сосны с покрытием WBV, наименьшее снижение прочности сцепления (-3,13%) было обнаружено у 2,5% Korasit KS + PV. лечение. Üstün (2019) исследовал значения прочности сцепления древесины, пропитанной медьсодержащими химикатами и покрытой полиуретановыми, синтетическими и водными лаками после естественного атмосферного воздействия.Согласно полученным результатам, было замечено, что значения прочности сцепления всех испытательных образцов уменьшились после естественного процесса выветривания. Результаты, полученные в результате нашего исследования, аналогичны результатам работы Устюн (2019). Снижение адгезионной прочности у пропитанной и покрытой WBV калабрийской сосны было выше, чем у пропитанной калабрийской сосны с PV-покрытием. Например, в то время как сила адгезии уменьшается для всех обработок WBV, изменяется с -15,15% до -43,81%, она изменилась с -3,13% до 26,93% для всех обработок PV после выветривания.Наши результаты показали, что предварительная пропитка химикатами перед нанесением покрытия WBV снижает потери адгезионной прочности после атмосферных воздействий. Потому что, в то время как потеря прочности адгезии составляла -43,81% только для калабрийской сосны с покрытием WBV, она изменилась с -15,15% до -37,09% для пропитанной и покрытой WBV калабрийской сосны после выветривания. Уровни концентрации химических веществ не повлияли на прочность сцепления образцов калабрийской сосны после выветривания.

Выводы

Были исследованы изменения твердости, шероховатости поверхности и прочности сцепления калабрийской сосны, пропитанной некоторыми химическими веществами на основе меди и покрытой WBV и PV после выветривания.

Значения поверхностной твердости образцов с PV покрытием были выше, чем у образцов с покрытием WBV. Химическая обработка перед нанесением обоих лаков привела к более высоким значениям твердости поверхности. Калабрийская сосна с покрытием WBV после выветривания имеет более высокую поверхностную твердость, чем калабрийская сосна с PV покрытием. Калабрийская сосна, покрытая WBV, до выветривания показала более высокие показатели шероховатости поверхности, чем калабрийская сосна с PV покрытием. Напротив, калабрийская сосна с PV-покрытием дает более высокие показатели шероховатости, чем калабрийская сосна с WBV-покрытием после выветривания.В целом калабрийская сосна с покрытием WBV показала более положительные результаты в сохранении шероховатости поверхности после выветривания. Согласно результатам испытаний на прочность адгезии, калабрийская сосна с PV-покрытием показала более высокие значения адгезии, чем калабрийская сосна с WBV-покрытием до выветривания. Прочность сцепления всех обработанных групп снизилась после выветривания. Снижение адгезионной прочности у образцов калабрийской сосны с покрытием WBV было выше, чем у образцов калабрийской сосны с PV покрытием. Уровни концентрации химикатов не влияют на шероховатость поверхности и прочность сцепления.

Артикул:

ASTM. 1976. Стандартные методы тестирования консервантов древесины лабораторными культурами почвенных блоков. ASTM D1413-76. 1976. ASTM International: Вест Коншохокен, Пенсильвания, США. https://www.astm.org/Standards/D1413.htm

ASTM. 2016. Стандартные методы испытания твердости органических покрытий с помощью маятникового испытания. ASTM D4366. 2016. ASTM International: Вест Коншохокен, Пенсильвания, США. https://standards.globalspec.com/std/10151454/ASTM%20D4366

ASTM. 2017. Стандартная практика определения стойкости заводских покрытий на изделиях из дерева к пятнам и реагентам.ASTM D3023-98. 2017. ASTM International: Вест Коншохокен, Пенсильвания, США. https://www.astm.org/Standards/D3023.htm

ASTM. 1970. Стандартные технические условия на древесные плиты, используемые при испытаниях красок и лаков на атмосферостойкость. ASTM D358-55. 1970. ASTM International: Вест Коншохокен, Пенсильвания, США. https://www.astm.org

ASTM. 2017. Стандартный метод испытания прочности покрытий на отрыв с использованием портативных адгезионных тестеров. ASTM D4541.2017. ASTM International: Вест Коншохокен, Пенсильвания, США.https://www.astm.org/Standards/D4541.htm

Байсал, Э. 2008. Некоторые физические свойства покрытой лаком древесины, предварительно пропитанной медным хромированным бором (CCB), после 3 месяцев атмосферного воздействия в Южном регионе моря Иген. Wood Res 53 (1): 43-54. http://www.woodresearch.sk/wr/200801/04.pdf

Baysal, E .; Tomak, E.D .; Озбей, М .; Алтин, Е. 2014. Свойства поверхности пропитанной и лакированной древесины сосны обыкновенной после ускоренного выветривания. Цвет Technol 130 (2): 140-146. https: // doi.org / 10.1111 / cote.12070

Букур, В. 2011. Расслоение в древесине, изделиях из дерева и древесных композитах. Springer Science & Business Media: Берлин, Германия. https://doi.org/10.1121/1.3571423

Budakçı, M. 2003. Разработка и производство нового устройства для испытания адгезии и его использование при испытании лаков для древесины. Кандидат наук. Диссертация, Институт науки Университета Гази, Анкара, Турция, 178 стр. (На турецком языке).

Budakçı, M .; Атар, М. 2001. Влияние процесса отбеливания на твердость и блеск древесины сосны (Pinus sylvestris L.) подвержены воздействию внешних условий. Turk J Agri For 25: 201-207. https://www.academia.edu/32388804/Effects_of_Bleaching_Process_on_Hardness_and_Glossiness_of_Pine_Wood_Pinus_sylvestris_L_._Exposed_to_0utdoor_Conditions

Budakçı, M .; Сёнмез, А. 2010. Определение прочности сцепления некоторых лаков для дерева с различными деревянными поверхностями. GUJEAF 25 (1): 111-118.

Freeman, M.H .; Макинтайр, C.R. 2008. Всесторонний обзор древесины на основе меди: с акцентом на новые микронизированные или диспергированные медные системы. Для Prod J 58 (11): 6-27.

Grelier, S .; Castellan, A .; Камдем, Д. 2000. Фотозащита сосны, обработанной аминомами меди. Wood Fib Sci 32 (2): 196-202. https://wfs.swst.org/index.php/wfs.

Gündüz, A .; Baysal, E .; Türkolu, T .; Küçüktüvek, M .; Алтай, Ç .; Peker, H .; Токер, Х. 2019. Повышенная устойчивость к атмосферным воздействиям сосны обыкновенной, предварительно пропитанной химическими составами на основе меди перед нанесением лака. Часть II: покрытие лаком на водной основе. Wood Res 64 (6): 987-998. http: //www.woodresearch.sk / wr / 201906 / 06.pdf

Gündüz, A .; Baysal, E .; Türkolu, T .; Алтай, Ç .; Küçüktüvek, M .; Toker, H .; Пекер, Х. 2020. Повышенная устойчивость к атмосферным воздействиям сосны обыкновенной, предварительно пропитанной химическими составами на основе меди перед нанесением лака. Часть I: покрытие целлюлозно-полиуретановым лаком. Color Techol 136 (1): 34-44. https://doi.org/10.1111/cote.12435

Gündüz, A. 2018. Определение влияния химикатов на основе меди на характеристики лаков при ускоренном старении. Магистерская диссертация, Университет Мугла Сытки Кочман, Институт науки, Мугла, Турция, 108 стр. (На турецком языке).

Хемель. 2020. Tanalith E 8000. https://hemel.com.tr/tr/urunler/endustriyelemprenye/tanalith#.X42AOozbcs

Kamdem, D.P .; Пицци, А .; Жермано, А. 2002. Долговечность термообработанной древесины. Holz Roh-Werks 60 (1): 1-6. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00107-001-0261-1.pdf

Keskin, H .; Атар, М .; Коркут, С .; Коркут, Д.С. 2011. Влияние пропитки Imersol Aqua на прочность сцепления поверхности синтетических, акриловых, полиуретановых и водных лаков.Свинья Res Techol 40 (3): 154-160. https://doi.org/10.1108/03699421111130414

Khalil, H.P.S.A .; Bhat, I.H .; Awang, K.B .; Бакаре, И.О .; Иссам, А. 2010. Влияние выветривания на физико-механические и морфологические свойства химически модифицированных древесных материалов. Mater Des 31 (9): 4363-4368. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2010.03.045

Кылыч, А .; Хафизоглу, Х. 2007. Влияние выветривания на химическую структуру древесины и защитные меры. SDUFFJ (2): 175-183. http: // acikerisim.isparta.edu.tr/xmlui/handle/123456789/3814

Nejad, M .; Купер, П. 2011. Внешние деревянные покрытия. Часть 1: стойкость к образованию полупрозрачных пятен на обработанной консервантом древесине. J Coat Technol8 (4): 449-458. https://doi.org/10.1007/s11998-011-9332-3

Örs, Y .; Кескин, Х. 2001. Технология древесины. 1. Печать, Нобелевское академическое издательство: Анкара, Турция. (в Турции).

Роуэлл, Р. 2005. Справочник по химии древесины и древесным композитам. CRC Press: Флорида, США. https: // www.crcpress.com/Handbook-of-Wood-Chemistry-and-Wood-Composites/Rowell/p/book/9781439853801

Senkron. 2020. Naturewood. https://www.ahsap.com/urunler/emprenye/maddeler/naturewood.

Текно Марин. 2020. Эпоксидные лаки Teknopox. http://www.teknomarin.com.tr/en/products/varnishes

Темиз, А. 2005. Влияние имитации выветривания на обработанную консервантом древесину. Кандидат наук. Диссертация, Технический университет Карадениз, Институт науки, Трабзон, Турция, 228 стр. (На турецком языке).

Темиз, А.; Yıldız, Ü.C .; Aydın, İ .; Eikenes, M .; Alfredsen, G .; Чолакоглу, Г. 2005. Шероховатость поверхности и цветовые характеристики древесины, обработанной консервантами, после ускоренных испытаний на атмосферостойкость. Appl Surf Sci 250 (1-4): 35-42. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.12.019

Toker, H .; Baysal, E .; Кесик, Х.И. 2009. Характеристики поверхности древесины, предварительно пропитанной боратами перед нанесением лакокрасочного покрытия. Для Prod J 59 (7-8): 43-46. http://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US2013016.

Türkolu, T .; Baysal, E .; Токер, Х. 2015a. Влияние естественного атмосферного воздействия на стабильность цвета пропитанных и лакированных древесных материалов. Adv Mater Sci Eng Идентификационный номер статьи 526570. https://doi.org/10.1155/2015/526570

Türkolu, T .; Baysal, E . ; Küreli, I .; Toker, H .; Эргюн, М.Э. 2015b. Влияние естественного выветривания на твердость и блеск пропитанной и лакированной древесины сосны обыкновенной и бука восточного. Wood Res 60 (5): 833-844. http://www.woodresearch.sk/wr/201505/15.pdf

ISO.2006. Краски и лаки — испытание на отрыв на адгезию. ISO 4624. 2006 г. Лондон, Великобритания. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:4624:ed-3:v1:en

Üstün, S. 2019. Физические свойства сосны обыкновенной, пропитанной химическими веществами на основе меди, в погодных условиях и эффекты пропитки химическими веществами на основе меди перед нанесением лака на физические свойства сосны обыкновенной после естественного выветривания. Магистерская диссертация, Университет Мугла Сытки Кочман, Институт науки, Мугла, Турция, 78 стр. (На турецком языке).

Варким. 2020. Emprenye Ürünleri. https://www.varkim.com.tr/?page_id=3044

Якин, М. 2001. Влияние устойчивости к адгезии, блеска и твердости лаков на водной основе. Магистерская диссертация, Институт науки Университета Гази, Анкара, Турция. 124p (на турецком).

Yalınkılıç, M.K .; Imamura, Y .; Takahashi, M .; İlhan, R .; Yalınkılıç, A.C .; Demirci, Z. 1999. ИК-Фурье-спектрометрические исследования воздействия внешнего воздействия на лакированную древесину, предварительно обработанную CCB или водоотталкивающими средствами.J Coat Techol 71: 103-112. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/BF02697928.pdf

Zhang, J .; Kandem, D.P .; Темиз, А. 2009. Выветривание древесины, обработанной аминомами меди. Appl Surf Sci 256: 842-846. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.08.071

Банкноты

Финансирование: это исследование предоставлено Университетом Мугла Сытки Кочман. Номер гранта исследовательского проекта (18/024). Название проекта — «Пропитка древесины перед нанесением лакокрасочного покрытия на водной основе для повышения стойкости к атмосферным воздействиям».Руководитель проекта Эргун Байсал, исследователи проекта Хилми Токер, Ахмет Гундуз и Туркай Туркоглу.