Określenie efektu procesu delignifikacji i zagęszczania drewna wybranych gatunków na jego parametry fizyko-mechaniczne
Type
Project
Date Issued
2021
Author
Discipline
forestry
Abstract (PL)
Od początku XX wieku duże zainteresowanie wzbudza opracowanie skutecznego sposobu obróbki cieplno-mechanicznej, która pozwoliłaby na zagęszczenie drewna o niskiej gęstości, zwiększając jego właściwości użytkowe, w tym parametry mechaniczne. Dotychczasowe metody nie są jednak doskonałe, gdyż zagęszczone drewno, mimo zwiększonej wytrzymałości mechanicznej, cechuje się tendencją do powrotu poodkształceniowego związanego z tzw. „efektem pamięci”, nazywanym też sprężystością powrotną. Sprężystość powrotna, jako główna wada zagęszczonego drewna, jest obecnie przedmiotem intensywnych badań na całym świecie. W roku 2018 zaproponowano innowacyjny sposób zagęszczania drewna poddanego wcześniej częściowej delignifikacji, uzyskując materiał o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych. Poprawa parametrów wytrzymałościowych tłumaczona jest zagęszczeniem tkanki drzewnej oraz zwiększonym uporządkowaniem i upakowaniem nanowłókien celulozy, skutkującym powstaniem między nimi nowych wiązań wodorowych i w efekcie zwiększeniem stopnia krystaliczności celulozy w zmodyfikowanym drewnie. Delignifikacja, prowadząca do obniżenia zawartości składników tworzących matrycę inkrustującą szkielet celulozowy (hemicelulozy i lignina), powoduje znaczne zmniejszenie powrotu poodkształceniowego, gdyż hemiceluloza w drewnie odpowiedzialna jest za stabilizację kształtu, a lignina odgrywa główną rolę w mechanizmie powrotu quasi sprężystego (efekcie pamięci kształtu).
Planowane zadanie badawcze dotyczy określenia wpływu procesu zagęszczania drewna na podstawowe parametry mechaniczne oraz chemiczne oraz zbadania, czy różnice w składzie chemicznym gatunków iglastych i liściastych wpływają na efektywność procesu zagęszczania drewna poszczególnych gatunków.
Postawiony cel badań zamierza się zrealizować w Centrum „BioComposites” będącym jednostką College of Environmental Sciences and Engineering Uniwersytu w Bangor w Walii.
Planowane zadanie badawcze dotyczy określenia wpływu procesu zagęszczania drewna na podstawowe parametry mechaniczne oraz chemiczne oraz zbadania, czy różnice w składzie chemicznym gatunków iglastych i liściastych wpływają na efektywność procesu zagęszczania drewna poszczególnych gatunków.
Postawiony cel badań zamierza się zrealizować w Centrum „BioComposites” będącym jednostką College of Environmental Sciences and Engineering Uniwersytu w Bangor w Walii.
Abstract (EN)
Since the beginning of the 20th century, great interest has arisen in the development of an effective method of thermo-mechanical treatment, which would allow the compaction of low-density wood, increasing its functional properties, including mechanical parameters. The methods used so far are not perfect, because densified wood, despite increased mechanical strength, has a tendency to recover after deformation associated with the so-called the "memory effect". In 2018, an innovative method of densified previously partially delignified wood was proposed, obtaining a material with very good mechanical properties. The improvement of the strength parameters is explained by the compaction of the wood tissue and the increased order and packing of cellulose nanofibers, resulting in the formation of new hydrogen bonds between them and, as a result, an increase in the degree of cellulose crystallinity in the modified wood. Delignification, leading to a reduction in the content of the components that make up the matrix encrusting the cellulose skeleton (hemicellulose and lignin), significantly reduces post-deformation recovery, as the hemicellulose in wood is responsible for shape stabilization, and lignin plays a major role in the quasi-elastic recovery mechanism (shape memory effect).
The planned research task concerns the determination of the impact of the wood densification process on the basic mechanical and chemical parameters and the examination of whether the differences in the chemical composition of coniferous and deciduous species affect the effectiveness of the wood densification process of individual species.
The aim of the research is to be realized at the Center "BioComposites", which is a unit of the College of Environmental Sciences and Engineering of the University of Bangor, Wales.
The planned research task concerns the determination of the impact of the wood densification process on the basic mechanical and chemical parameters and the examination of whether the differences in the chemical composition of coniferous and deciduous species affect the effectiveness of the wood densification process of individual species.
The aim of the research is to be realized at the Center "BioComposites", which is a unit of the College of Environmental Sciences and Engineering of the University of Bangor, Wales.