Встановлення закономірностей формування полімерної оболонки порошковою фарбою на поверхні деревини
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.273364Ключові слова:
зміна структури деревини, порошкові фарби, термічна полімеризація, піроліз і дегазація деревиниАнотація
Проблема застосування деревини та деревинних виробів для будівельних конструкцій полягає в забезпечені їх стійкості і довговічності при експлуатації в широких межах. Тому об’єктом досліджень була зміна властивостей полімерної оболонки порошкової фарби на деревині при термічному модифікуванні. Доведено, що в процесі термічного модифікування деревини змінюється її структура, а відповідно при полімеризації порошкової фарби відбувається дегазація, що впливає на полімерну оболонку. А саме під час термічної полімеризації порошкової фарби при температурі на рівні 180 °С для необробленої деревини для утвореної полімерної оболонки притаманні мілкі пухирці та кратери. Натомість для зразка термічно модифікованої деревини відмічена гладка поверхня. Дані термогравіметричного аналізу демонструють термогравіметричні криві, що характеризуються втратою маси зразка вихідної деревини з підвищенням температури за рахунок процесів дегідратації, деструкції геміцелюлоз та лігніну. Ця дегідратація, що супроводжується деструкцією піранозного циклу, і карбонізація з утворенням вуглецевого залишку і складної суміші летких продуктів. За рахунок цього утворюються пухирці і кратери в полімерній оболонці покриття. На основі одержаних результатів адгезії полімерної оболонки на деревині, що оброблена сумішшю епоксиполіефірної системи з функціональними добавками і температурою полімеризації 180 °С, рівень адгезії становить 2,1 МПа. Зниження температури полімеризації суміші епоксиполіефірної системи з функціональними добавками до 130 °С підвищує адгезію в 1,75 рази, а характер руйнування проходить по полімерній оболонці. Для термічно модифікованої деревини рівень адгезії знаходиться у межах 2,1 МПа, а руйнування проходить по деревині. Це пояснюється підвищеною крихкістю поверхні після термічного модифікування деревини
Посилання
- Ding, T., Yan, X., Zhao, W. (2022). Effect of Urea–Formaldehyde Resin–Coated Colour–Change Powder Microcapsules on Performance of Waterborne Coatings for Wood Surfaces. Coatings, 12 (9), 1289. doi: https://doi.org/10.3390/coatings12091289
- Ayrilmis, N. (2022). A review on electrostatic powder coatings for the furniture industry. International Journal of Adhesion and Adhesives, 113, 103062. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2021.103062
- Akkus, M., Akbulut, T., Candan, Z. (2019). Application of electrostatic powder coating on wood composite panels using a cooling method. Part 1: Investigation of water intake, abrasion, scratch resistance, and adhesion strength. BioResources, 14 (4), 9557–9574. Available at: https://bioresources.cnr.ncsu.edu/resources/application-of-electrostatic-powder-coating-on-wood-composite-panels-using-a-cooling-method-part-1-investigation-of-water-intake-abrasion-scratch-resistance-and-adhesion-strength/
- Bai, J., Li, Y., Jiang, S., Guan, H. (2022). Preparation of wood furniture cooling coatings based on phase change microcapsules and its performance study. BioResources, 17 (1), 1319–1337. doi: https://doi.org/10.15376/biores.17.1.1319-1337
- Yan, X., Qian, X., Chang, Y., Lu, R., Miyakoshi, T. (2019). The Effect of Glass Fiber Powder on the Properties of Waterborne Coatings with Thermochromic Ink on a Chinese Fir Surface. Polymers, 11 (11), 1733. doi: https://doi.org/10.3390/polym11111733
- Yan, X., Wang, L., Qian, X. (2019). Influence of Thermochromic Pigment Powder on Properties of Waterborne Primer Film for Chinese Fir. Coatings, 9 (11), 742. doi: https://doi.org/10.3390/coatings9110742
- Hazir, E., Koc, K. H. (2019). Evaluation of wood surface coating performance using water based, solvent based and powder coating. Maderas. Ciencia y Tecnología, ahead, 21 (4). doi: https://doi.org/10.4067/s0718-221x2019005000404
- Cui, J., Li, W., Wang, Y., Yu, H., Feng, X., Lou, Z. et al. (2021). Ultra‐Stable Phase Change Coatings by Self‐Cross‐Linkable Reactive Poly(ethylene glycol) and MWCNTs. Advanced Functional Materials, 32 (10), 2108000. doi: https://doi.org/10.1002/adfm.202108000
- Ayrilmis, N., Akkuş, M., Yılmaz, S. N. (2021). Effect of thermal modification on the surface quality of a coating applied to wood via the electrostatic spray deposition technique. BioResources, 16 (4), 7355–7366. doi: https://doi.org/10.15376/biores.16.4.7355-7366
- Tsapko, Y., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Bondarenko, O. P. (2022). Specific Aspects of the Study of the Surface Properties of Plywood. Materials Science Forum, 1066, 175–182. doi: https://doi.org/10.4028/p-b15jpx
- Ayrilmis, N. (2020). Surface properties of oriented strand board coated by electrostatic dry powder spray deposition technique. BioResources, 15 (1), 1521–1530. Available at: https://bioresources.cnr.ncsu.edu/resources/surface-properties-of-oriented-strand-board-coated-by-electrostatic-dry-powder-spray-deposition-technique/
- Köhler, R., Sauerbier, P., Ohms, G., Viöl, W., Militz, H. (2019). Wood Protection through Plasma Powder Deposition – An Alternative Coating Process. Forests, 10 (10), 898. doi: https://doi.org/10.3390/f10100898
- Wuzella, G., Kandelbauer, A., Mahendran, A. R., Müller, U., Teischinger, A. (2014). Influence of thermo-analytical and rheological properties of an epoxy powder coating resin on the quality of coatings on medium density fibreboards (MDF) using in-mould technology. Progress in Organic Coatings, 77 (10), 1539–1546. doi: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2013.10.016
- Tsapko, Y., Horbachova, O., Tsapko, А., Mazurchuk, S., Zavialov, D., Buiskykh, N. (2021). Establishing regularities in the propagation of phase transformation front during timber thermal modification. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (109)), 30–36. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225310
- 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
- D4541-22 - Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers. Available at: https://www.en-standard.eu/astm-d4541-22-standard-test-method-for-pull-off-strength-of-coatings-using-portable-adhesion-testers/?gclid=EAIaIQobChMIyOjNk7v0_AIVzwN7Ch2tuw9xEAAYAiAAEgKBAvD_BwE
- Broido, A. (1969). A simple, sensitive graphical method of treating thermogravimetric analysis data. Journal of Polymer Science Part A-2: Polymer Physics, 7 (10), 1761–1773. doi: https://doi.org/10.1002/pol.1969.160071012
- Tsapko, Y., Bondarenko, O., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Buyskikh, N. (2021). Research activation energy in thermal modification of wood. E3S Web of Conferences, 280, 07009. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128007009
- Tsapko, Y., Buiskykh, N., Likhnyovskyi, R., Horbachova, O., Tsapko, А., Mazurchuk, S. et al. (2022). Establishing regularities in the application of dry pine wood. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (118)), 51–59. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.262203
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Yuriy Tsapko, Ruslan Likhnyovskyi, Nataliia Buiskykh, Oleksandra Horbachova, Serhii Mazurchuk, Oles Lastivka, Аleksii Tsapko, Kostiantyn Sokolenko, Andrii Matviichuk
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.
