The Use of Nanosized ZnO in Compositions for Wood Protective Treatment
Open Access
- 5 July 2022
- journal article
- research article
- Published by M.V. Lomonosov Northern (Arctic) Federal University in Lesnoy Zhurnal (Forestry Journal)
- No. 4,p. 173-184
- https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-173-184
Abstract
Естественная структура древесины может выступать как матрица для модифицирования наночастицами различной химической природы. Цель работы – получение нанокомпозита на основе древесины путем ее модифицирования составами из отработанного растительного масла и наночастиц оксида цинка и исследование свойств этого нанокомпозита. В качестве объектов изучения были выбраны образцы древесины березы повислой. Масляной основой разрабатываемых пропиточных составов служило оставшееся после приготовления пищи рафинированное подсолнечное масло, наполнителем и модификатором – наноразмерный порошок оксида цинка. Для синтеза наночастиц оксида цинка применяли золь-гель метод, дающий узкий интервал распределения частиц по размерам. Как исходное вещество для синтеза наночастиц ZnO использовали нитрат цинка Zn(NO3)2·6H2O, как осадитель – водный раствор аммиака. Синтезированные наночастицы оксида цинка не содержали примесей и имели форму близкую к сферической, а их размер не превышал 20 нм. Размер агломератов частиц оксида цинка составлял не более 100 нм, что позволяло им легко проникать в полости древесного материала. Для модифицирования древесины готовили устойчивую суспензию синтезированного нанопорошка оксида цинка в отработанном подсолнечном масле. Обработку образцов древесины осуществляли методом горяче-холодной пропитки. Установлено, что использование наноразмерного оксида цинка ускоряет процесс высыхания покрытия из растительного масла, повышает прочность такого покрытия и его устойчивость к внешним воздействиям. Применение разработанных составов улучшает гидрофобные свойства древесины, ее влаго- и водостойкость, а также уменьшает разбухание в тангенциальном и радиальном направлениях. Выбрана оптимальная дозировка наноразмерного оксида цинка в составах на основе отработанного растительного масла для защитной обработки древесины березы – 0,1 %. Пропиточные составы на основе отработанного растительного масла обладают низкой токсичностью и их использование позволяет утилизировать отходы пищевого производства. Для цитирования: Томина Е.В., Дмитренков А.И., Жужукин К.В. Использование наноразмерного ZnO в составах для защитной обработки древесины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 4. С. 173–184. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-173-184Keywords
This publication has 18 references indexed in Scilit:
- Substantiation of the Interaction Mechanism of Wood Components and WaterLesnoy Zhurnal (Forestry Journal), 2017
- Determination of In Situ Esterification Parameters of Citric Acid-Glycerol Based Polymers for Wood ImpregnationJournal of Polymers and the Environment, 2017
- Effect of oil impregnation on water repellency, dimensional stability and mold susceptibility of thermally modified European aspen and downy birch woodJournal of Wood Science, 2016
- Influence of surface modification of wood with octadecyltrichlorosilane on its dimensional stability and resistance against Coniophora puteana and moldsCellulose, 2016
- A mild method of wood impregnation with biopolymers and resins using 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride as carrierChemical Engineering Research and Design, 2015
- Improving the UV and water-resistance properties of Scots pine (Pinus sylvestris) with impregnation modifiersEuropean Journal of Wood and Wood Products, 2014
- Wood surface protection with different alkoxysilanes: a hydrophobic barrierCellulose, 2013
- Effect of pH on ZnO nanoparticle properties synthesized by sol–gel centrifugationJournal of Alloys and Compounds, 2010
- Synthesis of nanocrystalline ZnO powder via sol–gel route for dye-sensitized solar cellsSolar Energy Materials and Solar Cells, 2008
- Modification of mass transfer properties in poplar wood ( P. robusta ) by a thermal treatment at high temperatureEuropean Journal of Wood and Wood Products, 2004