Обсуждение результатов и выводы

Керимкулов Е.Р Алтынбаева А.Б. Толебаев Т.Т

Гидрофобизация древесины породы «Терек» раствором полисульфида кальция на основе нефтяной серы

Аннотация

Решением проблемы эффективного использования серы для долговременной защиты строительных материалов является разработка технологии производства полисульфидов, одним из способов практического применения является модифицирование деловой древесины пропиткой в растворе полисульфида кальция. Раствор полисульфида кальция плотностью 1,24 г/см³ синтезирован на основе отхода добычи нефти в Западном Казахстане и извести из известняка-ракушечника месторождения Бейнеу, Мангистау.

Установлено, что наибольший эффект гидрофобизации (уменьшение водопоглощения в 2 раза) достигнут для низкосортной древесины, к которым относится быстрорастущая лиственная порода Терек. Источником такой древесины могут быть посадка деревьев породы Терек для усиления транспирации воды и укрепления берегов озера Сорбулак – накопителя сточных вод г. Алматы (Илийская провинция). Пропитанная раствором полисульфида кальция древесина может быть применена для укрепления дамбы накопителя.

Введение

Введение серы в материалы в виде пропиточных составов существенно упрощает процесс широкого применения ее в промышленности при сохранении факторов положительного воздействия серы на эксплуатационные характеристики строительных материалов.

Древесина – натуральный строительный материал, используемый для возведения домов и различных технических сооружений. Однако в условиях постоянного контакта с грунтом и под воздействием атмосферных осадков древесина подвергается биоразрушению. С целью увеличения долговечности, надежности и водостойкости и расширения области применения необходимо защищать изделия из древесины от воздействий внешней среды и сохранения эксплуатационных характеристик в течение длительного времени.

Защитные пропиточные средства (каменноугольное, сланцевое или антраценовое масла), обладающие широким спектром биоцидного воздействия на деструкторы являются высокоопасными веществами (1 и 2 классы опасности). Их применение негативно сказывается на экологической обстановке, оказывает неблагоприятное влияние на состояние здоровья человека / 1 /.

Известны работы по пропитке древесины хвойных пород водным раствором полисульфида кальция, содержащего 18-27 мас.% основного вещества, используя раствор с плотностью 1,20-1,25 г/см³, а пропитку осуществляя погружением, распылением, нанесением кистью для обеспечения защиты изделий из древесины от биоразрушения в неблагоприятных условиях эксплуатации / 2/. Для глубокой обработки изделий из древесины хвойных пород с целью ускорения процесса пропитки используется автоклавная обработка / 3 /.

Наиболее целесообразно и технологически просто осуществить перевод нефтяной серы в растворимое состояние в процессе синтеза растворов полисульфидов. Целью настоящего исследования является разработка способа улучшения физико-механических свойств низкосортной древесины местных лиственных пород путем объемной пропитки её раствором полисульфида кальция, полученным на основе местного сырья.

Экспериментальная часть

Процесс гидрофобизации образцов древесины различных местных лиственных пород проводили путем пропитки в растворе полисульфида кальция. в котором сера находится в полисульфидной форме и входит в состав полисульфида кальция /4 /.

В таблице 1 приведены результаты определения степени пропитки в растворе полисульфида кальция плотностью 1,24г/см³ и водопоглощения образцов древесины местных лиственных пород, определенных в соответствии с ГОСТ / 5 /.

Таблица 1. Зависимость водопоглощения древесины от длительности водонасыщения.

Наименование образца	Бастапқы	1 сағ	W,%, 1 сағ	24 сағ	W,% 24 сағ	168сағ	W,% 168сағ
Терек исх			10,85		89,4		195,7
Терек №1			5,17		18,16		38,03
Терек №2			4,97		16,56		35,51
Қараағаш исх			7,02		69,6		123,7
Қараағаш №1			6,66		25,70		57,09
Қараағаш №2			6,57		24,84		55,34
Қайың исх			7,3		65,9		127,8
Қайың№1			5,25		16,00		38,91
Жиде исх			8,48		47,5		112,9
Жиде №1			5,7		22,14		43,98
Қаратал исх			5,06		42,8		98,8
Қаратал №1			4,84		17,19		33,98
Қаратал №2			4,21		22,00		39,69

Анализ данных таблицы 1 показывает, что

 

 

Рисунок 1. Исходный и пропитанный образцы породы Терек

а б

Рисунок 2. Микроструктура образца древесины породы Терек после пропитки в полисульфида кальция.Увеличение: а- 50^х, б- 500^х.

Анализ снимка 2 показывает, что в поровом пространстве древесины равномерно распределены частицы элементной серы, выделяющейся при разложении раствора полисульфида кальция, структура образца не разрушается, поскольку частицы серы микроскопичны.

Обсуждение результатов и выводы

При обработке образцов раствором сера в составе молекулы полисульфида кальция попадает в мельчайшие поры древесины, а в процессе высыхания молекула полисульфида кальция распадается на элементную серу и гидроксид кальция, которая под действием атмосферного углекислого газа превращается в карбонат. Элементная сера прочно фиксируется в порах материалов и образует гидрофобную оболочку, препятствующую проникновению влаги внутрь материалов. Полисульфиды содержат три и более цепочечных атомов серы и являются наиболее предпочтительными партнерами серы в плане совместимости с нею, чему способствуют прежде всего близость энергии связи -S-S- и взаимная растворимость/ 4 /. После пропитки древесины полисульфидом кальция, при ее высыхании, происходит необратимый процесс отложения на поверхности изделий тонкого слоя серы, который обеспечивает не только низкую вымываемость препарата, но и гидрофобность древесины. В период эксплуатации изделий тонкий слой серы на поверхности древесины постепенно окисляется до диоксида серы - сильного фунгицида, что препятствует разрушению от действия внешних факторов.

Таким образом в результате проведенных исследований установлено,

1. Синтезированный на основе Тенгизской нефтяной серы и Мангистауского известняка-ракушечника раствор полисульфида кальция может применяться в качестве гидрофобизирующего средства для строительной древесины простым способом пропитки, в результате которой выделяющаяся при разложении полисульфида кальция элементная сера кольматирует поровое пространство древесины и препятствует проникновению влаги.

2. Наибольший эффект гидрофобизации гидрофобизации (уменьшение водопоглощения в 2 раза) достигнут для низкосортной древесины, к которым относится быстрорастущая лиственная порода Терек.

3.Способ гидрофобизации древесины пропиткой раствором полисульфида кальция обеспечивает не только повышение эксплуатационных свойств строительных материалов и изделий из древесины, но и расширяет область эффективного применения низкосортной древесины местных пород.

Литература

1. Галиахметов Р.Н, Варфоломеев Ю.А. Снижение экологической опасности антисептиков. М.: Химия, 2004. 187 с.).

2.. Массалимов И.А., Бабков В.В., Мусавиров Р.С. и др. Заявка №2001115466/03(016225)

3.. Варфоломеев Ю.А. Защитная обработка древесины: Обзор. информ. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1987, 48 с.,

4.Абрамова Г.В., Буркитбаев М.М., Сафаргалиев И.И. Полисульфид кальция –многофункциональныц продукт.ВестникКазНУ. Серия химическая, №4 (64), 2011 г

5. ГОСТ 16483.20-72* Древесина. Метод определения водопоглощения

 

6. П.А. Филипов И.А. Константинов Примеры расчета и проектирования деревянных конструкций. Ленинград.1965. 82с.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: