PergolyZbarvení dřeva anorganického původu: Metody a ochrana
Dřevo, vystavené povětrnostním podmínkám, degraduje, zejména v důsledku působení světla a vody. Předpokládá se, že ultrafialová (UV) světelná složka slunečních paprsků má nejškodlivější účinek na dřevo v důsledku depolymerizace ligninu v buněčné stěně.
Hlavními činiteli, kteří vyvolávají změny na povrchu dřeva, jsou sluneční záření, vzdušný kyslík, vlhkost (déšť, rosa, sníh, vzdušná vlhkost), vítr, mráz a zvýšená teplota. Sluneční záření vyvolává žloutnutí až hnědnutí dřeva. Tyto změny jsou vyvolány fotooxidační degradací ligninu v povrchových dřevních buňkách a zasahují do hloubky 0,05 - 2,5 mm. Při současném působení dešťové vody se žluté a hnědé degradační produkty vyplavují a na povrchu dřeva zůstává nerozpustná vrstva, zbarvená šedě.
Za základní způsoby degradace dřeva proto považujeme za prvé destrukci polymerních struktur (tj. chemické reakce) a za druhé degradaci bez poškození polymerních struktur. Do první skupiny řadíme hydrolytické, dehydratační, oxidační, termooxidační, fotooxidační a biochemické reakce, které jsou vyvolány degradačními činiteli v podobě agresivních kyselin a zásad, imisí, termických účinků, UV záření a dřevokazných hub (bílá a hnědá hniloba).
Ochrana dřeva
Nejúčinnějším způsobem, jak ochránit dřevěnou konstrukci před znehodnocením, je konstrukční ochrana. Spočívá v tom, že se volí vhodné konstrukční systémy včetně detailů tak, aby konstrukce byla chráněna proti vlivům povětrnosti. Dřevěná konstrukce má být dobře odvětrána, aby absolutní vlhkost dřeva nepřekročila 15 % až 18 %. Zvýšenou pozornost je třeba věnovat částím konstrukce, které jsou v přímém styku se zdivem a základy.
Trvanlivost dřeva proti dřevokazným houbám a hmyzu se zajišťuje především impregnací, různými chemickými prostředky. Způsob impregnace dřeva je přitom dán expozicí, ve které se bude dřevo nacházet.
Čtěte také: Jak vybrat správnou délku sloupků?
Impregnaci dřeva můžeme v zásadě rozdělit následovně:
- na tzv. černou impregnaci, tj. impregnaci dehtovými oleji (použití např. na pražce, telegrafní sloupy);
- tzv.
Kromě impregnace dřeva ochrannými látkami je možné využívat ještě jiné, méně často uplatňované způsoby ochrany dřeva. Patří k nim např. plynování nebo ozařování gama zářením, případně ohřev dřeva na teplotu 60 až 70 °C po dobu cca 5 hod. při maximálně 50% vlhkosti prostředí. Pro plynování se používá obvykle fosforovodík nebo kyanovodík. Tento zásah má jednorázový účinek (využívá se např. v památkově chráněných objektech). Radiační ošetření spočívá ve využití gama záření, které má biocidní účinky. Jde opět o jednorázový účinek, kromě toho je tento způsob finančně náročný a rozměry předmětů určených k ozáření musí odpovídat velikosti komory (používá se např.
Je třeba zdůraznit, že k ochraně dřeva by měly být použity jen přípravky, jejichž účinnost je ověřena státní zkušebnou. Každý ochranný prostředek má být též označen na etiketách a prospektech typovým označením podle platných technických norem, které uvádí základní charakteristiku ochranného prostředku, a to jak z hlediska jeho účinnosti, tak zdravotní a ekologické nezávadnosti.
Povrchová úprava dřeva
Povrchová úprava dřeva v interiéru chrání dřevo po řadu desetiletí. V exteriéru mají některé nátěry životnost pouze jeden až dva roky v důsledku jejich degradace UV zářením a působení vlhkosti. Životnost ochrany povrchu dřeva v exteriéru závisí na dřevě samotném a jeho vlastnostech, jako je obsah vlhkosti, charakter povrchu, hustota, obsah pryskyřice, šířka a orientace letokruhů a různé defekty.
Obecně mají lepší schopnost ochrany dřeva v exteriéru krycí nátěry s vysokým obsahem pigmentu než transparentní (lazurovací) nátěry. I při použití relativně stabilních syntetických pryskyřic je odolnost systému dřevo - transparentní nátěr proti povětrnosti omezena, protože UV záření proniká nátěrovým filmem a postupně degraduje dřevo pod nátěrem.
Čtěte také: Kreslení dřeva do výkresů
V případě filmotvorných nátěrů vzniká neporézní film, který chrání proti degradaci a zpomaluje pronikání vlhkosti do dřeva. Penetrující nátěry, které netvoří film, obsahují převážně pojivo rozpustné v organickém rozpouštědle, a to v nižší koncentraci než filmotvorné nátěry. Dále mohou obsahovat prostředky pro ochranu dřeva proti biologickému napadení.
Využití nanomateriálů
V poslední době se studují nové způsoby ukládání tenkých vrstev na dřevěné povrchy za účelem zvýšení jejich odolnosti proti vlhkosti a UV záření. Jedná se například o uložení tenkých vrstev, provedené studeným plazmovým nanášením chemických par, nebo nánosem speciálního gelu. Poměrně nedávno se začaly na dřevěné konstrukce používat nanomateriály. Řešena je například fotostabilizace dřeva v konstrukcích nanesením nanokompozitů ZnO. Prokázána byla i protiplísňová schopnost TiO2 naneseného na vlhké dřevo.
Díky svým fotokatalytickým vlastnostem se nanočástice TiO2 jeví zajímavým nástrojem pro ochranu dřeva. TiO2 je určen hlavně pro rozklad organických sloučenin. Mnoho materiálů s fotokatalytickými vlastnostmi se dříve používalo jako pigmenty nebo jako součást pigmentů. Bylo zjištěno, že některé z nich reagují s okolím. TiO2 je přítomen ve spoustě minerálů, které byly známy již ve starověku, ale samotný TiO2 je znám z 19. století.
Použití TiO2 obvykle zvyšuje odolnost vůči houbám a plísním. Na druhé straně bylo v některých pracích zmíněno, že použití TiO2 negativně ovlivňuje mechanické vlastnosti. Nicméně výzkum TiO2 pokračuje.
V módě je v současnosti velmi dobře definovaná morfologie (např. Morfologie TiO2 se liší od kuliček po trubičky. V našem případě se jedná o rovinné částice - „lístky“. Typ, který používáme, je možné připravit jako fotoaktivní i nefotoaktivní. Výchozí sloučeninou je n-hydrát síranu titanu, který se rozpustí v deionizované vodě. Dalším krokem je srážení koncentrovaným vodným NH3. Bílá sraženina se zfiltruje, řádně promyje, převede do kádinky a resuspenduje se v deionizované vodě. Poté se přidá H2O2, dokud roztok nezežloutne.
Čtěte také: Inspirace pro dřevostavbu
Cílem naší práce je studium interakcí mezi rovinnými částicemi TiO2 a dřevní hmotou. Testování probíhá na borovém dřevu a bukovém dřevu. Na vzorky byly aplikovány nátěrem různé povlaky a koncentrace TiO2. Vybrány byly povlaky na vodní bázi, jmenovitě směs TiO2 a vody, TiO2 a vodního skla a TiO2 s akrylovým roztokem.
Experimentální data z UV-VIS spektroskopie jasně ukazují, že planární částice TiO2 absorbovaly široký rozsah UV záření (UVA, UVB). TiO2 byl žíhán při 200 °C, 250 °C a 300 °C, aby se odstranil zbytkový peroxid po lyofilizaci. Předmětem zájmu též bylo, zda teplota žíhání má dopad na absorpci UV záření. TiO2 žíhané při 200 °C a 300 °C má maximum na stejné vlnové délce (310 nm), maximum TiO2 žíhané při 250 °C je mírně posunuto (320 nm). Tvar a maximální absorbanční křivky jsou ve všech případech podobné.
Rovinnou morfologii dokázala elektronová mikroskopie. Povrch částice není obyčejný, ale zvlněný, a také není zcela spojitý. Otvory pokryjí 20 % povrchu a shluky 10 %. Otvory a shluky v tomto množství nemají negativní vliv na UV absorpci materiálu, jak bylo prokázáno UV-VIS spektroskopií.
Pro výzkum byl jako modelový materiál zvolen plošný TiO2, protože je možné jej připravit ve dvou formách - amorfní (nefotoaktivní) a krystalické (fotoaktivní). Je možné studovat interakci dvou fází morfologicky identického materiálu, což je velmi důležité, protože morfologie je jedním z hlavních faktorů s velkým dopadem na fotokatalytické vlastnosti.
V probíhajícím výzkumu lze také studovat úlohu rozpouštědla (voda, vodní sklo, akryl). V případě vodního roztoku se voda odpaří a částice se uchytí Van der Waalsovými silami, takže lze studovat přímo interakce částice - dřevo. V případě roztoku vodního skla vzniká anorganická porézní struktura a částice jsou obklopeny silikátovými řetězci, jedná se o studium částice (křemičitany) - dřevo. V případě akrylátového roztoku je vytvořena organická porézní struktura pro studium systému částice - sloučeniny kyseliny akrylové.
tags: #zbarvení #dřeva #anorganického #původu #metody
