6.3. Влияние на пропитку технологических факторов

Получение удовлетворительных результатов при пропитке лесоматериалов зависит от способа пропитки, характера антисептика, его вязкости и температуры, степени применяемого давления, длительности периода пропитки и других технологических факторов.

Способ пропитки

Выбор способа пропитки имеет большое значения для удовлетворительной защиты древесины от разрушения. При этом способ антисептической обработки будет зависеть от целевой установки защитной обработки, условий эксплуатации пропитанной древесины, вида пропиточного состава и породы древесины; вида, формы, размеров пропитываемого сортимента, технических и экономических возможностей, экологических и санитарно-гигиенических требований и др. факторов.

В большинстве случаев методы пропитки с применением давления не только обеспечивают большую защиту древесины в период ее эксплуатации, но и являются более экономичными.

Тип пропитки под давлением также значительно влияет на проникновение антисептика в древесину. Например, при невысоких заданных конечных поглощениях антисептика методы ограниченного поглощения дают лучшее проникновение пропиточного раствора, чем методы полного поглощения.

Характер антисептика, его вязкость и температура

Тип антисептика может существенно влиять на легкость и качество пропитки древесины. При пропитке водорастворимыми солями обычно получают лучшее проникновение и поглощение, чем при пропитке антисептическими маслами в таких же условиях, а пропитка чистым креозотом обычно дает лучшие результаты, чем смесями креозота. Кроме того, при применении смесей креозота сопротивление проникновению повышается по мере увеличения содержания каменноугольной смолы или маслянистого нефтепродукта. По данным М.Хунта и А.Гэрратта, шпалы, пропитанные смесью, содержащей равное количество креозота и нефтяного масла, поглощали примерно на 10% меньше антисептика, чем такие же шпалы, пропитанные чистым креозотом, при одинаковых условиях пропитки. При увеличении содержания нефти в смеси до 90% поглощение было на 25% ниже, чем у шпал, пропитанных креозотом.

Разнообразие поглощений и проникновений при пропитке древесины различными антисептиками большей частью объясняется различиями в вязкости жидкостей, хотя большее проникновение водорастворимых антисептиков можно объяснить также и тем, что водные растворы поглощаются клеточными стенками, а антисептические масла – нет.

Существенные различия в вязкости раствора хлорида цинка, каменноугольного креозота, нефти и двух различных смесей креозота и нефти показаны на рис. 54.

Рис. 54 Соотношение вязкости и температуры раствора хлорида цинка, каменноугольного креозота, раствора креозот-нефть и нефти

Вязкость смесей креозота может изменяться в широких пределах в зависимости от вязкости применяемой каменноугольной смолы или нефти и их количества в смеси. В одинаковых условиях растворы токсических веществ в нефтяных маслах низкой вязкости должны проникать значительно глубже, чем более тяжелые и более вязкие нефтяные масла.

Вязкость антисептика зависит от его температуры. Это особенно характерно для антисептических масел, которые при обычных комнатных температурах имеют высокую вязкость, но при нагревании становятся менее густыми и более легко проникают в древесину. Однако установлено, что и для антисептиков минерального происхождения (например, хлорида цинка) даже небольшое понижение вязкости растворов, происходящее при повышении температуры, улучшает проникновение и увеличивает поглощение.

Изучение пропиток креозотом показало, что повышение температуры антисептика при неизменных других условиях улучшает проникновение, а также общее и конечное поглощение антисептика.

Если улучшение проникновения и поглощения, вызванное повышением температуры, является в основном результатом понижения вязкости антисептика, есть основания полагать, что нагрев самой древесины создает дополнительные благоприятные условия для пропитки.

Глубина проникновения тепла в древесину также может быть существенным фактором при ее пропитке. Это объясняется тем, что более холодные внутренние слои сортимента могут понижать температуру антисептика по мере проникновения его в древесину. Это особенно справедливо для трудно пропитываемых пород. Степень проникновения тепла в древесину зависти во время пропитки зависит от ряда переменных факторов, включая первоначальную температуру древесины, температуру антисептика, теплопроводность древесины, размер и проницаемость сортимента, длительность периода нагрева.

Температуры, применявшиеся ранее для пропитки древесины под давлением, колебались примерно от 71 до 85 С. Но для ядровой древесины и вообще для более трудно пропитываемых пород было установлено, что температуры от 87 до 98 С являются значительно более благоприятными как для пропитки водными растворами, так и антисептическими маслами.

К сожалению, при использовании большинства современных водорастворимых антисептиков следует избегать высоких температур, поскольку они могут вызывать нежелательные химические реакции в растворе антисептика до того, как он поступит в древесину.

На поверхности древесины смолистых пород, пропитанных водными антисептиками при высоких температурах, накапливается смола. Поскольку это явление очень нежелательно для последующей окраски древесины, то для материалов такого назначения не следует применять при пропитке высокие температуры.

Давление

Величина давления и его длительность являются важными факторами для пропитки древесины, хотя в диапазонах, применяемых в промышленной пропитке, они, вероятно, не играют той роли, какую играет температура антисептика. Имеющиеся экспериментальные данные указывают на то, что при повышении каждого из этих параметров давления конечные проникновение и поглощение повышаются.

Трудно точно установить то сочетание величины и длительности давления, которое наилучшим образом соответствует данному способу пропитки древесины, поскольку оно зависит от ряда факторов, таких, как заданное конечное поглощение, проницаемость древесины и возможные температуры антисептика. Исследования показали, что умеренные давления и продолжительность пропитки дают лучшие результаты, чем очень высокие давления и небольшая продолжительность пропитки.

Удлиненный период давления особенно важен для трудно проницаемых пород, поскольку он вызывает более глубокий прогрев древесины и этим облегчает проникновение антисептика.

Предел, до которого можно поднимать давление у различных пород сильно меняется и зависит от механической прочности древесины. Он также связан с размером сортиментов и более высок для крупных материалов, чем для мелких. Воздушно-сухую древесину безопаснее подвергать высокому давлению, чем сырые материалы или материалы, подвергнутые длительному нагреву. Это объясняется большей пластичностью сырой и горячей древесины и большей ее чувствительностью к короблению под давлением.

Лучшим способом избежать неприятных последствий для материалов, склонных к растрескиванию и коллапсу, можно, применяя умеренное давление, поддерживая высокую температуру и удлиняя период пропитки до тех пор, пока не будет получено требуемое поглощение.

В промышленной практике давления, применяемые для пропитки по методам полного поглощения, варьируют примерно от 7 до 14 атм. и зависят в основном от проницаемости древесины, но чаще всего применяют давления в пределах 8-12 атм. Для методов ограниченного поглощения они обычно бывают между 8 и 14 атм. и применяются в зависимости от предварительного воздушного давления и от свойств древесины.