Értekezés
Értekezés Értekezés
1. fejezet Bevezetés, elızmények és célkitőzések Az elmúlt idıszakban egyetemünk Faanyagtudományi Intézetben két diplomamunka is született a témában, s további kettı pedig folyamatban van, melyeknél, mint belsı konzulens segédkeztem, segédkezem a mai napig is. Vizsgálati eredményeimet a 2008 áprilisában megrendezésre került 5. Europäischer Thermoholz Workshop „Normung und Standardisierung von TMT” nemzetközi konferencián is publikáltam, ahol az aktuális téma a hıkezelt faanyagok szabványosítása volt. A „Vegyszermentes faanyagvédelem” projekt idén (2008 elején) került lezárásra, s így a hıkezelési menetrendre, mint „know-how”-ra vonatkozólag részleteket nem közölhetek a dolgozatomban. Az elmúlt évek kutatásainak köszönhetıen, és e projekt új eredményeként idén Magyarországon is megindulhat a hıkezelt faanyagok ipari gyártása. Egyetemünkön egy megújult, felújított hıkezelı laboratórium is átadásra került, ahol külön számítógépes központ segítségével már jó körülmények között folyhatnak a további kísérletek. Ezen elızményeken túlmenıen a dolgozat elsı részében a modifikációk tudományos és ipari vonatkozásait tekintem át, melyben a hıkezelést érintı kérdésekkel kiemelt fontossággal és részletességgel kívántam foglalkozni. E fejezet megírásánál kettıs cél vezérelt. Egyfelıl, pótolva a hazai szakirodalom hiányosságait többé-kevésbé átfogó képet kívántam nyújtani a modifikációkról, másrészt az összegyőjtött ismeretanyag elemzése lehetıvé tette számomra a kutatási irány megválasztását. A második részben a cser, bükk és nyár fafajokkal folytatott gombaállósági és egyéb vizsgálataim eredményeit értékelem azon tényeknek a tükrében, hogy e fafajok a hıkezelés következtében új tulajdonságokkal fognak rendelkezni és természetes állapotukban a gombakárosítókkal szemben kevésbé ellenállóak. Ezek alapján a kutatómunkám alapvetı célkitőzései tömören összegezve következık voltak: - a szakirodalom részletes áttekintésével a kezelési eljárásra és a kísérleti kezelı berendezés kivitelére vonatkozóan a kutató és fejlesztımunka irányának meghatározása és a fejlesztés koordinálása - a kialakított berendezés segítségével új, a gyakorlatban is alkalmazható technológia kísérleti megalapozása a hazai lombosok száraz termikus modifikálására - a kidolgozott menetrendek hatásainak analitikus feltárása a nagy tömegben rendelkezésre álló, alacsony tartósságú bükk, nyár és cser faanyagok gombaállóságára és a felhasználás tekintetében fontos fizikai és mechanikai tulajdonságaira vonatkozóan - a hıkezelés hatására megváltozott tulajdonságok figyelembevételével meghatározni az így modifikált vizsgálati faanyagok felhasználási területét 2
2. fejezet A hıkezelés tudományos és ipari vonatkozásai 2. A hıkezelés tudományos és ipari vonatkozásai 2.1. A faanyag modifikálása Napjainkban a faanyagtudomány sokat emlegetett és szinte külön szakterületként tárgyalt ága a faanyag-modifikáció. E fogalom alatt röviden és tömören BOSSHARD (1984) nyomán a következıket érthetjük: „Olyan módosító eljárás, mely megváltoztatja a faanyag konstitúcióját azzal a céllal, hogy a felhasználás szempontjából a faanyag elınyös, új tulajdonságokra tegyen szert és ezzel alkalmazási területét szélesítse, új termékek elıállítását biztosítsa.” 1. ábra Famodifikációs eljárások és hatásmechanizmusuk (KRAUSE A.) Az eljárások között a szakirodalom külön tárgyalja a kémiai és az úgynevezett termikus modifikációt. Míg a kémiai modifikáció során különbözı anyagokat juttatnak a faanyagba, addig hıkezeléskor a mérsékelt hıhatás következtében bekövetkezı átalakulások járulnak hozzá, hogy új tulajdonságokkal ruházzuk fel alapanyagainkat. Természetesen e beavatkozásokat nem tehetjük meg kedvezıtlen következmények nélkül, azaz csak az egyes alaptulajdonságok rovására. Az érvek és ellenérvek, elınyök és hátrányok súlyozása az alkalmazási területektıl függıen változó. Itt szükséges megjegyeznem, hogy a hıkezelés és a gızölés technológiája a lezajló folyamatokat tekintve ugyan rokonok egymással, mégis különbséget kell tennünk e kettı között. A hıkezelés alapjait a gızölési technológiák eredményei szolgáltatták így történetileg közös gyökerekkel rendelkeznek, de útjaik mégis különváltak. KRAUSE alapján a faanyag-modifikációs eljárásokat a hatásmechanizmusuk alapján az 1. ábra szemlélteti. A legtöbb eljárás abban egyezik, hogy a fa hidrofil -OH (hidroxil-) csoportjain keresztül történik a módosítás. Amíg pl. acetilezés esetén szubszitúciós reakcióba hozzák ıket, vagy furfurilezés esetén ún. blokádok jönnek létre közöttük, addig a termikus kezelésnél egész egyszerően lehasadnak ezek az -OH csoportok. 2.2. Kémiai modifikáció E témakör kapcsán az 1. ábrához kapcsolódóan fontosnak tartom, hogy röviden, néhány mondattal kitérjek a kémiai modifikációkra is. A kémiai módosítások az ágensek kovalens kötései szerint lehetnek éter, észter, acetálok. Az aromás, alifás ágensek éter, míg dikarbonsav jelenlétében észterként kötıdnek a fa reakcióaktív OH- csoportjaihoz. Az ún. „Single site reaction” során egyoldali kötések képzıdnek melléktermékek lehasadásával a 3
- Page 1 and 2: Horváth Norbert A termikus kezelé
- Page 3 and 4: Kivonat A disszertáció legfıbb c
- Page 5 and 6: Tartalomjegyzék 1. Bevezetés, el
- Page 7: 1. fejezet Bevezetés, elızmények
- Page 11 and 12: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 13 and 14: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 15 and 16: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 17 and 18: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 19 and 20: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 21 and 22: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 23 and 24: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 25 and 26: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 27 and 28: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 29 and 30: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 31 and 32: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
- Page 33 and 34: 3. fejezet Vizsgálatokról 3. A vi
- Page 35 and 36: 3. fejezet Vizsgálatokról Figyele
- Page 37 and 38: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.2. H
- Page 39 and 40: 3. fejezet Vizsgálatokról 24. áb
- Page 41 and 42: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.4. A
- Page 43 and 44: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.4.2.2
- Page 45 and 46: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.4.2.4
- Page 47 and 48: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.4.3.
- Page 49 and 50: 3. fejezet Vizsgálatokról meg: ah
- Page 51 and 52: 4. fejezet Vizsgálati eredmények
- Page 53 and 54: 4. fejezet Vizsgálati eredmények
- Page 55 and 56: 4. fejezet Vizsgálati eredmények
- Page 57 and 58: 4. fejezet Vizsgálati eredmények
2. fejezet A hıkezelés tudományos és ipari vonatkozásai<br />
2. A hıkezelés tudományos és ipari vonatkozásai<br />
2.1. A faanyag modifikálása<br />
Napjainkban a faanyagtudomány sokat emlegetett és szinte külön szakterületként<br />
tárgyalt ága a faanyag-modifikáció. E fogalom alatt röviden és tömören BOSSHARD (1984)<br />
nyomán a következıket érthetjük:<br />
„Olyan módosító eljárás, mely megváltoztatja a faanyag konstitúcióját azzal a céllal,<br />
hogy a felhasználás szempontjából a faanyag elınyös, új tulajdonságokra tegyen szert és<br />
ezzel alkalmazási területét szélesítse, új termékek elıállítását biztosítsa.”<br />
1. ábra Famodifikációs eljárások és hatásmechanizmusuk (KRAUSE A.)<br />
Az eljárások között a szakirodalom külön tárgyalja a kémiai és az úgynevezett<br />
termikus modifikációt. Míg a kémiai modifikáció során különbözı anyagokat juttatnak a<br />
faanyagba, addig hıkezeléskor a mérsékelt hıhatás következtében bekövetkezı átalakulások<br />
járulnak hozzá, hogy új tulajdonságokkal ruházzuk fel alapanyagainkat. Természetesen e<br />
beavatkozásokat nem tehetjük meg kedvezıtlen következmények nélkül, azaz csak az egyes<br />
alaptulajdonságok rovására. Az érvek és ellenérvek, elınyök és hátrányok súlyozása az<br />
alkalmazási területektıl függıen változó. Itt szükséges megjegyeznem, hogy a hıkezelés és a<br />
gızölés technológiája a lezajló folyamatokat tekintve ugyan rokonok egymással, mégis<br />
különbséget kell tennünk e kettı között. A hıkezelés alapjait a gızölési technológiák<br />
eredményei szolgáltatták így történetileg közös gyökerekkel rendelkeznek, de útjaik mégis<br />
különváltak. KRAUSE alapján a faanyag-modifikációs eljárásokat a hatásmechanizmusuk<br />
alapján az 1. ábra szemlélteti. A legtöbb eljárás abban egyezik, hogy a fa hidrofil -OH<br />
(hidroxil-) csoportjain keresztül történik a módosítás. Amíg pl. acetilezés esetén szubszitúciós<br />
reakcióba hozzák ıket, vagy furfurilezés esetén ún. blokádok jönnek létre közöttük, addig a<br />
termikus kezelésnél egész egyszerően lehasadnak ezek az -OH csoportok.<br />
2.2. Kémiai modifikáció<br />
E témakör kapcsán az 1. ábrához kapcsolódóan fontosnak tartom, hogy röviden,<br />
néhány mondattal kitérjek a kémiai modifikációkra is. A kémiai módosítások az ágensek<br />
kovalens kötései szerint lehetnek éter, észter, acetálok. Az aromás, alifás ágensek éter, míg<br />
dikarbonsav jelenlétében észterként kötıdnek a fa reakcióaktív OH- csoportjaihoz. Az ún.<br />
„Single site reaction” során egyoldali kötések képzıdnek melléktermékek lehasadásával a<br />
3
Change language