Чистов Илья Николаевич

Защита древесины композицией на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов

Специальность 05.23.05 «Строительные материалы и изделия»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете.

Научный руководитель: доктор технических наук,

Покровская Елена Николаевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Дмитрий Владимирович

технических наук, с.н.с

Александр Давыдович

Ведущая организация: Институт элементоорганических соединений

имени А.Н. Несмеянова РАН.

Защита состоится «21» декабря 2010г. в 12 час. на заседании диссертационного совета Д 212.138.02 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, г.Москва, Ярославское шоссе, д.26, ауд. 419УЛК

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан «17» ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Алимов Л.А.

Общая характеристика работы.

Актуальность.

В настоящее время возрастает использование древесины в строительстве. В России существует большое количество деревянных памятников архитектуры.

В процессе эксплуатации происходит старение и разрушение древесины. Основными причинами разрушения являются действие окружающей среды и механические нагрузки.

На сегодняшний день отсутствуют защитные составы для древесины, имеющие комплексное огне-, био-, влагозащитное действие, сохраняющееся длительное время. Разработка защитных составов для поверхностного модифицирования фосфорорганическими соединениями и полиуретанами исторической и современной древесины позволит более рационально использовать древесину, увеличить ее долговечность, а также сохранить памятники архитектуры.

Работа выполнена в соответствии с федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013гг.

Цель и задачи работы:

Основной целью работы явилась разработка защитных композиций на основе фосфорорганических соединений и полиуретанов для современной древесины и древесины исторических памятников. Для достижения поставленной цели нужно было решить следующие задачи:

- Обосновать возможность применения поверхностного адсорбционно-химического модифицирования для исторической и современной древесины с целью увеличения огне-, био-, влагозащитных свойств.

- Обосновать выбор компонентов для защитной композиции, обеспечивающей увеличение прочностных характеристик, а также огне-, био- и влагозащитных свойств при поверхностном модифицировании.

- Установить взаимодействие элементов композиции с целлюлозой и древесиной, возможный механизм защитного действия .

- Разработать защитную композицию на основе выбранных компонентов.

- Разработать ТУ для полученной защитной композиции.

- Осуществить опытно-производственное опробирование разработанной композиции.

Научная новизна работы:

Обоснована возможность создания длительного эффекта комплексной защиты древесины и материалов на ее основе путем поверхностного модифицирования сначала эфирами фосфористой кислоты, оказывающими биозащитное действие, а затем полиуретанами пониженной горючести, способствующими влагозащите и стойкости в атмосферных условиях. Защитное действие обусловлено химическим связыванием реакционно-способных гидроксильных групп древесины при взаимодействии с эфирами фосфористой кислоты по принципу реакции переэтерифркации, гидроксильные группы, не прореагировавшие с эфирами фосфористой кислоты, взаимодействуют с полиуретанами с образованием уретановых групп.

Установлено, что происходит поверхностное химическое модифицирование древесины. Методами ИК-спектроскопии и элементного анализа установлены схемы реакций, протекающих при поверхностном модифицировании исторической и современной древесины фосфорорганическими соединениями и полиуретанами со сниженной горючестью (ФОС-ПУ).

Методом рентгено-спектрального анализа установлено наличие минерализации солями кальция и алюминия компонентов лигноуглеводного комплекса древесины при длительном контакте с грунтами. Методом Фурье ИК-спектроскопии и элементного анализа установлена схема реакции взаимодействия целлюлозной компоненты древесины свай с солями кальция грунтов при длительном контакте.

Микологическими и аналитическими исследованиями установлена зависимость прочности на сжатие вдоль волокон исторической древесины свай от содержания целлюлозы, жизнеспособных спор биоразрушителей, а также химически связанного кальция.