Rys. 1. Barwa drewna osiki (a) oraz biokompozytu z drewna osiki w zależności od ilości dodanego do medium modyfikującego zielonego pigmentu (b-d)
Metoda i opis doświadczenia
Badania postanowiono przeprowadzić na drewnie drzew osiki (Populus tremula L.), które są uznane za gatunek szybko rosnący na terenie europejskim. Do modyfikacji drewna zdecydowano wykorzystać maltodekstrynę w roztworze wodnym z dodatkiem odpowiednich środków sieciujących i katalizujących. Uznano za słuszne by roztwór nasycający wtłaczać do tkanki drzewnej metodą próżniowo-ciśnieniową. Roztwór modyfikujący przygotowywano bezpośrednio przed nasycaniem poprzez rozpuszczenie maltodekstryny (typu S) w wodzie destylowanej zawierającej nadto wodny roztwór żywicy MT, będącej czynnikiem sieciującym z grupami hydroksylowymi oraz odpowiednie środki katalizujące. Składniki roztworu modyfikującego ustalono w oparciu o wcześniej przeprowadzone doświadczenia nad sieciowaniem maltodekstryny rozpuszczonej w wodzie [Kokociński 1998].
Proces nasycania drewna zrealizowano w autoklawie typu LI-25, stosując próżnię
(–0,09 MPa) i później nadciśnienie do 0,52 MPa. Bezpośrednio po nasyceniu próbki drewna poddano procesowi łagodnego suszenia do uzyskania wilgotności końcowej drewna 12%.
Po zakończeniu sezonowania z wytworzonego kompozytu pozyskano znormalizowane próbki do oznaczania gęstości, wilgotności, wytrzymałości na ściskanie podłużne i twardości (HB). Podobne rodzaje próbek pozyskano z drewna naturalnego osiki jako materiał kontrolny.
Wyniki doświadczeń i ich analiza
Wyniki przeprowadzonych pomiarów i oznaczeń zestawiono w tabeli 1. Analiza zebranych danych liczbowych dotyczących gęstości badanych materiałów wykazała, że do 1 m3 naturalnego drewna osiki można wprowadzić średnio około 175 kg powietrzno suchej masy substancji modyfikującej, co daje przyrost gęstości drewna aż o 34%. W skrajnych zaś przypadkach przyrost gęstości kompozytu wynosi od 14% do 52%. Ten, tak znaczący przyrost gęstości drewna zmodyfikowanego maltodekstryną, wpływa istotnie i korzystnie na porowatość kompozytu materiałowego. Średnia porowatość kompozytu drewno-biopolimer uległa bowiem obniżeniu o 12%. Z danych zebranych w tabeli 1 widać również, że aż o 29% do 34% wzrosła w porównaniu z drewnem naturalnym wytrzymałość kompozytu na ściskanie wzdłuż włókien. Jeszcze korzystniejszy przyrost właściwości drewna zmodyfikowanego maltodekstryną określono z pomiarów twardości poprzecznej metodą Brinella. Średnio bowiem twardość HB wzrosła aż o 43%. Z powyższych danych wynika, że drewno osiki po zmodyfikowaniu maltodekstryną charakteryzuje się właściwościami zbliżonymi do właściwości drewna twardych gatunków liściastych (tab. 2).
