ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОСОЧУВАННЯ ДЕРЕВИНИ АНТИПІРЕНАМИ НА ОСНОВІ КАРБАМІДУ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

      У вступі обґрунтовано доцільність і актуальність дисертаційної роботи, сформульовані мета та завдання дослідження, визначені наукова новизна та практичне значення отриманих результатів. Наведено дані про апробацію отриманих результатів, публікації та вказано особистий внесок автора дисертаційної роботи.

      У першому розділі «Аналіз вогнезахисних препаратів для столярно-будівельних виробництв і стандартного будинкобудування» проаналізовано літературні джерела за темою дисертації, наведено основні вогнезахисні препаратами для вогнезахисту дерев’яних конструкцій та споруд, а також важливі задачі, що визначають ефективність їхнього використання. Розглянуто особливості методів просочування, запропоновані такими вченими, як Горшин С.М., Лохтін П.О., Малихін М.І., Лямін М.І., Хесін М., Копитковський Б.Ф., Кожекін М.К., Коперін Ф.І., Лекторський Д.М., Крейшман К.К., Курбатов Д.І., Леонович А.А., Максименко Н.А., Протопопов Ю.В., Таубкін С.І., Чулков В.Ф., Чудінов Б.С., Шевирєв В.Т., Хрулев В.М., Калнінш А.Я., Ходус Т.С. та ін. Наведено та розкрито хімічні склади препаратів антипіренів, що успішно використовувалися на суб’єктах господарювання.

      Методи створення хімічних складів та випробувань антипіренів умовно можна розділити на такі: методи пошуку хімічних складів антипіренів, принципу врахування й обліку результатів спалювання взірців; методи дослідження основних та допоміжних технолого-експлуатаційних властивостей просочених взірців; методи кінцевих (закінчених або результуючих) випробувань за конкретних й умовно визначених умов експлуатації дерев’яних конструкцій, що потребувало детального розгляду цих методів і особливо другої групи методів оцінювання рівня просочування антипіренами матеріалу.

      За результатами аналізу сформульовано мету та основні завдання досліджень, встановлено основні чинники, які впливають на процес дослідження дерев’яних конструкцій та виробів.

      У другому розділі «Теоретичні засади процесів просочування деревини розчинами антипіренів» розглянуто теоретичні основи дифузійного та капілярно-дифузійного перенесення антипіренів в деревині, як об’єкті просочування. В зв’язку з тим, що більшість вогнезахисних засобів захисту (ВЗЗ) не вступають в хімічну реакцію із деревинною речовиною, нами розглянуто процеси проникнення антипіренів углиб матеріалу як чисто фізичні процеси, залежно від структури різних порід деревини, рівня вогнезахисту тощо. Вплив на якість просочування мають такі чинники: розташування та стан пор на стінках елементів, кількість і ступінь проникливості серцевинних променів, стан горизонтальних смоляних ходів тощо.

      Очевидно, що у хвойних породах, де смолянистість деревини ядра вища, ніж у заболоні (адже, смола в ядровій частині знаходиться як в смоляних ходах, так і в трахеїдах), просочування буде неоднаковим (в заболонній частині вищим, ніж у ядровій частині). Нагрівання ядра деревини до температури, вищої за температуру плавлення смоляних речовин деревини, може підвищити проникливість самої деревини. Таким чином, проникність деревини розчинами антипіренів відіграє важливу роль в процесі розроблення режимів просочування, що потребує розгляду механізмів взаємодії молекул антипіренів між собою і скелетом (каркасом) деревини, тобто врахування мікро- і макро-будови деревини. Кількість молекул води, які безпосередньо взаємодіють із активними центрами деревини, досягає своєї найбільшої величини при вологості деревини близько 5% і подальше збільшення кількості таких молекул із ростом вологовмісту можна вважати практично незначним. Це свідчить про те, що подальшого зростання вологості (>5%) і збільшення повної внутрішньої поверхні в клітинній стінці вже не буде, а буде відбуватися процес розширення наявних капілярів (каналів між мікрофібрилами). Ці процеси проходять сумісно і вони є протилежними один до другого.

      Деревина перед просочуванням має вологість 10…15% (кінцева вологість деревини для столярно-будівельних виробів). Це означає, що в даний момент в клітинній стінці є розгалужена система капілярів, яка заповнена полімолекулярними шарами адсорбційної води. Тому, для забезпечення фазової проникності клітинної стінки необхідно видалити воду із капілярів або збільшити розміри цих капілярів, бо просочувальна рідина не може переміщуватися по іншій системі капілярів. В свою чергу, створений при просочуванні тиск не може збільшити розміри самих капілярів, бо він діє одночасно на деревину зі всіх сторін. Тому для витіснення вологи із капілярів необхідно, щоб тиск, який створюється при просочуванні, переборов капілярні та адсорбційні сили, які утримують там вологу. Капілярними силами в клітинній стінці утримується тільки капілярно-конденсаційна вода (коли вологість деревини дорівнює 26,7% і вище). Цей вид вологи концентрується тільки на поверхні клітинних стінок, а не по товщині стінок.

      Аналогічно поширенню теплоти перенесення розчину антипірену може здійснюватися двома способами – молекулярною дифузією і конвективною дифузією. Молекулярна дифузія базується на першому законі Фіка. Коефіцієнт молекулярної дифузії залежить від мікро- й макробудови деревини, температури, тиску. Тому дифузія молекул (іонів) розчину антипірену в капілярній системі деревини протікає повільніше, ніж у вільному просторі.

      Важливе значення при взаємодії просочувального розчину антипірену із поверхнею тіла мають явища, що визначають внутрішній тиск в рідині і поверхневий натяг на межі (границі) «тверде тіло – розчин антипірену». При цьому форма краплі просочуваної рідини на поверхні тіла та характер цієї поверхні по відношенню до самого антипірену буде залежати від співвідношення коефіцієнта поверхневого натягу  та крайового кута , косинус якого є мірою величини змочування твердої поверхні рідиною.