خواص آب گریزی چوب عامل دار شده با انیدریدفتالیک در مقایسه با انیدریداستیک

ویژگی های آب دوستی چوب یکی از عوامل محدودکننده برای کاربرد چوب در برخی مصارف به ویژه در فضای باز است. برای حفاظت چوب در مقابل جذب رطوبت از روش های پوشش دهی، اشباع با مواد شیمیایی آب گریز مختلف و یا روش های اصلاحی می توان استفاده کرد. در این تحقیق، تاثیر اصلاح شیمیایی چوب با استفاده از جایگزینی گروه های هیدروکسیل با گروه های عاملی حلقوی (گروه فتالات) و زنجیر خطی کوتاه (گروه استیل) بر خواص آب گریزی آن بررسی شد.

از قسمت برون چوب دو گونه صنوبر دلتوییدس (Populous deltoides) و نویل (Picea abies)، نمونه-هایی با قطر 48 میلی متر و ضخامت 5 میلی متر تهیه شد. قبل از عملیات اصلاح، نمونه ها با استفاده از حلال ترکیبی استون و اتانول (2:1حجم/حجم) به مدت 8 ساعت عصاره گیری شدند. فرایند اشباع با محلول انیدریداستیک و انیدریدفتالیک به روش خلاء و فشار در دمای 120 درجه سانتیگراد برای مدت زمان های 1، 2، 4 و 24 ساعت انجام شد. بعد از فرایند اصلاح، ابتدا نمونه ها به مدت 48 ساعت با استن و سپس به مدت 48 ساعت با آب مقطر آبشویی شدند. پس از عملیات آبشویی، نمونه ها در آون در دمایC ° 2±103 به مدت 24 ساعت خشک و توزین شدند. مقدار افزایش وزن (WPG)، ویژگی های فیزیکی چوب های اصلاح شده شامل رطوبت تعادل کاهش یافته (EMCR)، کارایی ضد رطوبت (MEE) و تر شوندگی با آزمون دینامیک زاویه تماس قطره آب به روش Sessile Drop اندازه گیری شد و با استفاده از آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز تجهیز شده با بازتابش کلی کاهش یافته (ATR-FTIR) تغییرات شیمیایی ایجاد شده بررسی شد.

بر اساس مطالعات ATR-FTIR، پیک مشاهده شده در عدد موجی cm-1 1732-1746 مربوط به ارتعاش کششی گروه کربونیل (C=O) تشکیل اتصالات استری در نمونه های اصلاح شده با هر دو نوع انیدرید را تایید می کند. نتایج نشان داد که اصلاح هر دو گونه چوبی با انیدریداستیک در مقایسه با انیدریدفتالیک در مدت زمان مشابه واکنش منجر به WPG و کارایی ضد رطوبت بیشتر می شود و الگوی تغییرات آن ها با مدت زمان واکنش متاثر از گونه بود. دستیابی به WPG کمتر در فرایند اصلاح با فتالات می-تواند ناشی از بزرگ تر بودن گروه عاملی فتالات در مقایسه با گروه عاملی استیل و بالطبع غیرقطبی تر بودن آن و نیز هیدرولیز پیوند استر حاصل از واکنش انیدریدفتالیک با گروه هیدروکسیل چوب در اثر آبشویی باشد. با این وجود، در WPG تقریبا برابر، تفاوتی بین کارایی ضدرطوبت چوب های اصلاح شده با دو نوع انیدرید مشاهده نشد. در فرایند استیلاسیون، چوب نویل در مقایسه با چوب صنوبر بهتر اصلاح شد ولی در فرایند اصلاح با فتالات، تفاوتی بین دو گونه چوبی مشاهده نشد. نتایج آزمون ترشوندگی نشان داد که مقدار زاویه تماس در چوب نویل پس از اصلاح با هر دو نوع انیدرید، افزایش یافت. در حالی که در چوب صنوبر، فقط نمونه اصلاح شده با انیدریدفتالیک با WPG زیاد، زاویه تماس بیشتری در مقایسه با نمونه شاهد داشت. نتایج همچنین نشان داد که در مقایسه با فرایند استیلاسیون، مقدار WPG چوب اصلاح شده با انیدریدفتالیک کم تر تحت تاثیر مدت زمان واکنش بود. این مسئله می تواند ناشی از واکنش پذیری کم تر گروه فتالیک با چوب در مقایسه با گروه استیل باشد.

تفاوتی بین کارایی ضدرطوبت چوب اصلاح شده با انیدرید زنجیر خطی کوتاه (انیدریداستیک) در مقایسه با انیدرید حلقوی (انیدریدفتالیک) در WPG مشابه وجود نداشت که بیانگر عدم تاثیرگذاری نوع انیدرید بر این ویژگی فیزیکی چوب است. همچنین، مقدار ترشوندگی سطح این نوع چوب های اصلاح شده علاوه بر مقدار جایگزینی گروه های هیدروکسیل می تواند تابعی از عوامل دیگر مانند کیفیت و نفوذپذیری سطح باشد.