Мытищи, г. Москва и Московская область, Россия
Мытищи, г. Москва и Московская область, Россия
Для улучшения свойств древесины широко используется ее термическая обработка. К таким технологическим процессам относятся сушка и термическое модифицирование. Термомодифицирование – это нагрев древесины без доступа кислорода, сопровождающийся ее термической деструкцией. Термически модифицированная древесина может использоваться в качестве конструкционных и отделочных материалов. Это ставит задачу определения ее теплофизических, физико-химических, биологических и декоративных свойств, а также их изменения при термической обработке. В статье приведены результаты экспериментально-расчетных исследований цветовых характеристик древесины березы, их изменение в процессе термического модифицирования. Термодеструкция является сложным многостадийным физико-химическим процессом. Термическое разложение материала вызывает изменение его состава, структуры, что сопровождается изменением его свойств. Древесину можно рассматривать как многокомпонентный композиционный материал, состоящий из гемицеллюлозы, целлюлозы, лигнина и др. компонентов. Каждый из компонентов разлагается в своем диапазоне температур, что обуславливает многостадийность процесса термической деструкции. Степень термической деструкции материала определяется кинетикой протекания каждой стадии и степенью ее завершенности. Кинетика термического разложения древесины может быть определена по результатам термогравиметрических экспериментов. В статье предложена модель определения цветовых характеристик древесины как функции степени завершенности отдельных стадий термической деструкции. Для идентификации использована модель разложения цвета на RGB составляющие была выполнена идентификация цвета образцов исходной древесины березы в RGB координатах. Определены параметры термического воздействия, позволяющие получить древесину с заданной степенью термического разложения. Проведена термообработка образцов и идентификация их цвета. Исследована зависимость RGB параметров от времени и интенсивности термообработки. Получены в явном виде эмпирические соотношения для определения идентифицирующих характеристик цвета как функций степени завершенности стадий термодеструкции в системах RGB и LAB.
древесина, термическое модифицирование, идентификация цвета, цветовые характе- ристики, кинетические параметры.
Для улучшения свойств древесины широко используется ее термическая обработка, одним из видов которой является термическое модифицирование. Термомодифицирование – это нагрев древесины без доступа кислорода, сопровождающийся ее термической деструкцией. Термически модифицированная древесина может использоваться в качестве конструкционных и отделочных материалов. Это ставит задачу определения ее теплофизических, физико-химических, биологических и декоративных свойств, а также их изменения при термической обработке.
1. Ермоченков, М.Г. Прогнозирование свойств термически модифицированной древесины / М.Г. Ермоченков // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. – 2010. – № 4 (73). – С. 111–115. (10)
2. Жигунов, С.В. Тепломассообмен и кинетика термодеструкции при высокотемпературном нагреве композиционных материалов: дис... канд. техн. наук 05.14.05. /С.В. Жигунов. – М.: МГУЛ, 1990. – 184 c. (6)
3. Кислицын, А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы. – М.: Лесная пром-сть, 1990. – 312 с. (8)
4. Кувик, Т.Е. Кинетика термической деструкции древесины в приложении к прогнозированию свойств термомодифицированной древесины/ Т.Е. Кувик // Четвертая Международная научно-практическая конференция «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ». – М.: МГАУ, 2011. Т. 2. – С. 144 – 148. (9)
5. Шведов, Б.А. Энерго- и массообмен в материалах тепловой защиты многоразовых ракетнокосмических систем: дисс. … докт. техн. наук / Б.А. Шведов. – М.: МЛТИ, 1990. – 542 с. (2)
6. Bekhta P, Niemz P (2003): Effect of high temperature on the changes in colour, dimensional stability and mechanical properties of spruce wood. Holzforsch, 57, (5), s. 539-546.
7. Calonego WF, Durgante Severe ET, Furtado EL (2010) Decay resistance of thermally-modified Eucalyptus grandis wood at 140°C, 160°C, 180°C, 200°C and 220°C. Bioresour Technol 101:9391-9394
8. Esteves B, Pereira H (2009) Wood modification by heat treatment: a review. Bioresources 4(l):370-404
9. Slopiecka, Katarzyna; Bartocci, Pietro; Fantozzi, Francesco. Thermogravimetric analysis and kinetic study of poplar wood pyrolysis / 3rd International Conference on Applied Energy (ICAE) Perugia, ITALY, 2011. - APPLIED ENERGY, 2012. – Vol. 97. – Is. - Pp. 491-497.
10. Grieco, Enrico; Baldi, Giancarlo. Analysis and modelling of wood pyrolysis / CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE, 2011. – Vol. 66. - Is. 4. - Pp. 650-660.
