Встановлення закономірностей захисту деревини до поглинання води полімерною оболонкою

Автор(и)

  • Юрій Володимирович Цапко Національний університет біоресурсів і природокористування України; Київський національний університет будівництва і архітектури , Україна https://orcid.org/0000-0003-0625-0783
  • Олександра Юріївна Горбачова Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-7533-5628
  • Сергій Миколайович Мазурчук Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-6008-9591
  • Олексій Юрійович Цапко Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ; Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0003-2298-068X
  • Костянтин Іванович Соколенко Білоцерківський національний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-4436-0377
  • Андрій Васильович Матвійчук Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського, Україна https://orcid.org/0000-0003-4051-2484

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252176

Ключові слова:

захисні засоби, приріст маси деревини, оброблення поверхні деревини, водопоглинання, полімерна оболонка

Анотація

Проведено аналіз захисних матеріалів для дерев’яних будівельних конструкцій і встановлено необхідність розробки надійних методів дослідження процесу водопоглинання поверхнею будівельної конструкції, необхідних для створення нових типів вогнезахисних матеріалів. Тому виникає необхідність визначення умов утворення бар'єру для водопоглинання і встановлення механізму гальмування передачі вологи до матеріалу. У зв’язку з цим розроблена математична модель інтенсивності масо переносу води, при застосуванні полімерної оболонки з органічного матеріалу в якості покриття, що дозволяє оцінити ефективність полімерної оболонки за кількістю поглинутої води. За експериментальними даними та теоретичними залежностями розраховано інтенсивність поглинання води деревиною та встановлено, що захисне покриття відповідно знижує кількість поглинутої води понад 20 разів. Результати визначення приросту маси зразка під час впливу води вказують на неоднозначний вплив природи захисту на водопоглинання. Зокрема, це передбачає наявність даних, достатніх для якісного проведення процесу гальмування дифузії вологи та виявлення на його основі моменту часу, з якого починається падіння ефективності покриття. Аналіз результатів експериментів показує, що максимальний приріс маси в разі водопоглинання необробленим зразком деревини склав 40 %, а приріст маси зразків деревини обробленої сумішами олії і парафіну була менше 28 %. При цьому найкращий захист проявляє суміш олії з парафіном у межах 90÷95 %. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів захисту деревини шляхом застосування полімерних покриттів, здатних утворювати на поверхні матеріалу захисний шар, який гальмує швидкість поглинання води

Спонсор дослідження

  • Автори висловлюють подяку за фінансову підтримку роботи, виконаної в рамках бюджету фінансування № 0121U001007, а також на розробку наукових тем у програмі наукового співробітництва COST Action FP 1407 «Розуміння модифікації деревини за допомогою інтегрованого наукового та екологічного підходу» в рамках програми Європейського Союзу HORIZON2020.

Біографії авторів

Юрій Володимирович Цапко, Національний університет біоресурсів і природокористування України; Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Олександра Юріївна Горбачова, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Сергій Миколайович Мазурчук, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Олексій Юрійович Цапко, Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ; Київський національний університет будівництва і архітектури

PhD, старший науковий співробітник

Відділ дослідження якості та умов зберігання нафтопродуктів та промислової групи товарів

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Костянтин Іванович Соколенко, Білоцерківський національний аграрний університет

Кандидат технічних наук, асистент

Кафедра лісового господарства

Андрій Васильович Матвійчук, Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського

Кандидат політичних наук

Посилання

  1. Kiktev, N., Lendiel, T., Vasilenkov, V., Kapralуuk, O., Hutsol, T., Glowacki, S. et. al. (2021). Automated Microclimate Regulation in Agricultural Facilities Using the Air Curtain System. Sensors, 21 (24), 8182. doi: https://doi.org/10.3390/s21248182
  2. Tang, C. C., Li, Y., Buzoglu Kurnaz, L., Li, J. (2021). Development of eco-friendly antifungal coatings by curing natural seed oils on wood. Progress in Organic Coatings, 161, 106512. doi: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2021.106512
  3. Zeljko, M., Ocelić Bulatović, V., Špada, V., Blagojević, S. L. (2021). Environmentally Friendly UV-Protective Polyacrylate/TiO2 Nanocoatings. Polymers, 13 (16), 2609. doi: https://doi.org/10.3390/polym13162609
  4. Cheumani Yona, A. M., Žigon, J., Dahle, S., Petrič, M. (2021). Study of the Adhesion of Silicate-Based Coating Formulations on a Wood Substrate. Coatings, 11 (1), 61. doi: https://doi.org/10.3390/coatings11010061
  5. Moria, H. (2019). Design development and characterization super hydrophobic surface coating on wood materials. International Journal of Advanced Research in Engineering & Technology, 10 (5). doi: https://doi.org/10.34218/ijaret.10.5.2019.008
  6. Shiny, K. S., Sundararaj, R., Vijayalakshmi, G. (2017). Potential use of coconut shell pyrolytic oil distillate (CSPOD) as wood protectant against decay fungi. European Journal of Wood and Wood Products, 76 (2), 767–773. doi: https://doi.org/10.1007/s00107-017-1193-8
  7. Guo, H., Bachtiar, E. V., Ribera, J., Heeb, M., Schwarze, F. W. M. R., Burgert, I. (2018). Non-biocidal preservation of wood against brown-rot fungi with a TiO2/Ce xerogel. Green Chemistry, 20 (6), 1375–1382. doi: https://doi.org/10.1039/c7gc03751a
  8. Nikolic, M., Lawther, J. M., Sanadi, A. R. (2015). Use of nanofillers in wood coatings: a scientific review. Journal of Coatings Technology and Research, 12 (3), 445–461. doi: https://doi.org/10.1007/s11998-015-9659-2
  9. Cai, L., Lim, H., Kim, Y., Jeremic, D. (2020). β-Cyclodextrin-allyl isothiocyanate complex as a natural preservative for strand-based wood composites. Composites Part B: Engineering, 193, 108037. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108037
  10. Arminger, B., Jaxel, J., Bacher, M., Gindl-Altmutter, W., Hansmann, C. (2020). On the drying behavior of natural oils used for solid wood finishing. Progress in Organic Coatings, 148, 105831. doi: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105831
  11. Teacă, C.-A., Roşu, D., Mustaţă, F., Rusu, T., Roşu, L., Roşca, I., Varganici, C.-D. (2019). Natural bio-based products for wood coating and protection against degradation: A Review. BioResources, 14 (2), 4873–4901. doi: https://doi.org/10.15376/biores.14.2.teaca
  12. Tsapko, Y., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Bondarenko, O. (2021). Study of resistance of thermomodified wood to the influence of natural conditions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1164 (1), 012080. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/1164/1/012080
  13. Tsapko, Y., Vasylyshyn, R., Melnyk, O., Lomaha, V., Tsapko, А., Bondarenko, O. (2021). Regularities in the washing out of water-soluble phosphorus-ammonium salts from the fire-protective coatings of timber through a polyurethane shell. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (110)), 51–58. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.229458
  14. Tsapko, Y., Sirko, Z., Vasylyshyn, R., Melnyk, O., Tsapko, А., Bondarenko, O., Karpuk, A. (2021). Establishing patterns of mass transfer under the action of water on the hydrophobic coating of the fire-retardant element of a tent. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (112)), 45–51. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237884
  15. Janna, W. S. (2018). Engineering Heat Transfer. CRC Press, 692. doi: https://doi.org/10.1201/9781439883143
  16. Potter, M. C. (2019). Engineering analysis. Springer, 434. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-91683-5
  17. Tsapko, Y., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Tsapko, А., Sokolenko, K., Matviichuk, A. (2021). Determining patterns in reducing the level of bio-destruction of thermally modified timber after applying protective coatings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (113)), 48–55. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.242899
  18. Tsapko, Y. V., Horbachova, O. Y. (2021). Establishment of moisture diffusion regularities through the polymer shell of thermally modified wood. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 12 (1), 41–47. doi: https://doi.org/10.31548/forest2021.01.005

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-02-25

Як цитувати

Цапко, Ю. В., Горбачова, О. Ю., Мазурчук, С. М., Цапко, О. Ю., Соколенко, К. І., & Матвійчук, А. В. (2022). Встановлення закономірностей захисту деревини до поглинання води полімерною оболонкою. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(10(115), 48–54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252176

Номер

Том 1 № 10(115) (2022): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Yuriy Tsapko, Oleksandra Horbachova, Serhii Mazurchuk, Аleksii Tsapko, Kostiantyn Sokolenko, Andrii Matviichuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.