Исследование влияния сверхвысокочастотного излучения на проницаемость древесины лиственницы сибирской

Древесина лиственницы сибирской за счет имеющихся в сибирском регионе значительных запасов является перспективным объектом для модификации. Однако из-за низкой проницаемости древесины ее пропитка модифицирующими составами практически невозможна. В работе представлены результаты исследований направленных на повышение проницаемости ядровой древесины лиственницы сибирской за счет воздействия СВЧ-излучения.

Экспериментальные исследования проводились на образцах древесины размерами 50×50×150 мм (последний вдоль волокон) изготовленных из свежесрубленной ядровой древесины лиственницы сибирской с исходной влажностью 55 %. Обработка древесины СВЧ осуществлялась в микроволновой камере при частоте 2,45 ГГц с фиксированной мощностью 0,9 кВт. Продолжительность обработки СВЧ составляла 270 с и 330 с.

После обработки СВЧ древесина пропитывалась в автоклаве при давлении 0,5 МПа в течение 40 мин. Для моделирования процессов происходящих в сортиментах промышленных размеров, у части образцов производилась герметизация торцов. В качестве пропиточного состава использовался водный раствор FeSO4.

Полученные экспериментальные данные показывают, что СВЧ-обработка древесины лиственницы позволяет эффективно повышать проницаемость древесины как вдоль, так и поперек волокон. В ходе исследований установлено, что СВЧ-обработка обеспечивает увеличение поглощения древесиной пропиточного раствора в 2,5–2,6 раза, а глубины пропитки поперек волокон в 2,3 раза. При пропитке короткомерных сортиментов СВЧ-обработка позволяет добиться сквозного пропитывания древесины. Чрезмерная обработка СВЧ может приводить к образованию разрывов древесины вдоль волокон.

1. Utkin A. I., Zamolodchikov D. G., Chestnykh O. V. Organic carbon in larch forests of Russia // Coniferous boreal zones. 2003. Vol. 21, No. 1. P. 66–76.

2. Ugolev B. N. Wood science and forest commodity science : Textbook. Moscow, GOU VPO MGUL, 2007, 351 p.

3. Kharuk E. V. Permeability of wood to gases and liquids. Novosibirsk, Science, 1976, 197 p.

4. Baraks A. M., Nikifirov Yu. N. Deep impregnation of wood by applying pricks. Moscow, Timber industry, 1969, 156 p.

5. Bazhenov V. A., Moskaleva V. E. On the permeability of sapwood and pine kernels by liquids and the possibility of its regulation // Tr. Institute of forests of the USSR Academy of Sciences. 1953, Vol. 9. P. 205–216.

6. Dzhaparidze L. I., Bregadze N. N. Features in the displacement of tori during the emergence of ripe wood // Botanical Journal of the USSR. 1940. Vol. 25, No. 4-5. P. 310–317.

7. Ermolin V. N. Fundamentals of increasing the permeability of coniferous wood liquids : Monograph ; Siberian State Technical University. Krasnoyarsk, 1999. T. 100.

8. Gorshin S. N. Wood preservation. Moscow, Timber industry, 1977, 336 p.

9. Wang Y., Ando K., Hattori N. Changes in the anatomy of surface and liquid uptake of wood after laser incising // Wood Sci Technol. 2013, Vol. 47, No. 3, P. 447–455.

10. Islam M. N., Ando K., Yamauchi H., Kobayashi Y., Hattori N. Comparative study between full cell and passive impregnation method of wood preservation for laser incised Douglas fir lumber // Wood Sci Technol. 2008, Vol. 42, No. 4. P. 343–350.

11. Stupnikov S. S. Increasing longitudinal permeability of siberian larch wood // Young people. Society. Modern science, technology and innovation. 2019, Vol. 18, P. 390–391.

12. He S., Lin L., Fu F., Zhou Y., Fan M. Microwave Treatment for Enhancing the Liquid Permeability of Chinese Fir // BioResources. 2014, Vol. 9, No. 2, P. 1924–1938.

13. Li X. J., Lu K. Y., Lin L. Y., Zhou Y. D., Cai Z. Y., Fu F. Fundamental characteristics of microwave explosion pretreatment of wood I. Properties of temperature development // Forestry Studies in China. 2010, Vol. 12, No. 1, P. 9–13.

14. S. Dashti H., Shahverdi M., Taghiyari H., Salehpur S.and Heshmati S. Effects of steaming and microwave pretreatments on mass transfer characteristics of aleppe oak (Quercus infectoria) // BioResources. 2012, Vol. 7, No. 3, P. 3262–3273.

15. Dömény J., Koiš V., Dejmal A. Microwave radiation effect on axial fluid permeability in false heartwood of beech (Fagus sylvatica L.) // BioResources. 2014, Vol. 9, No. 1, P. 372–380.

16. Hong-Hai L., Qing-Wen W., Lin Y., Tao J., YingChun C. A. I. Modification of larch wood by intensive microwave irradiation //Journal of Forestry Research. 2005, Vol. 16, No. 3, P. 237–240.

17. Terziev N., Daniel G., Torgovnikov G., Vinden P. Effect of Microwave Treatment on the Wood Structure of Norway Spruce and Radiata Pine // BioResources. 2020. Vol. 15, No. 3, P. 5616–5626.

18. Daian G. Delamination in Timber Induced by Microwave Energy // Delamination in Wood, Wood Products and Wood-Based Composites. Springer, Dord-recht, 2010, P. 159–172.

19. Vrublevskaya V. I., Matusevich V. O., Nevzorova A. B. Interaction of microwave radiation with hygroscopic moisture in wood // Bulletin of F. Skorina Gomel State University. 2006, No. 6, P. 42–48.

20. Torgovnikov G., Vinden P. Microwave wood modification technology and its applications // Forest Products Journal. 2010, Vol. 60, No. 2, P. 173–182.

21. Torgovnikov G., Vinden P. New wood based materials “Torgvin” and “Vintorg” // Proceedings of 5th Pacific Rim Bio-based Composites Symposium, Canberra, Australia. 2000, P. 756–764.

22. Torgovnikov G., Vinden P. Microwave modification of wood properties: improvements in wood permeability // The International Research Group on Wood Preservation, Kona, Hawaii, IRG/WP 00-40181, 2000.

23. Vinden P., Torgovnikov G. The physical manipulation of wood properties using microwave // Proceedings, International Conference of IUFRO, The Future of Eucalypts for wood production, March 19–24, Tasmania, Australia, 2000, P. 240–247.

24. Yang L. Modification on the permeability of larch wood by microwave // Thesis of master degree, Northeast Forestry University, Harbin, China, 2004.