Химия в деревообработке

Древесина во все времена была и продолжает оставаться ценнейшим для строительства материалом, а в ряде случаев – незаменимым. Как и любому другому стройматериалу, ей свойственны свои плюсы и минусы.

Древесина обладает массой достоинств, среди которых: высокопрочность и сравнительно небольшая плотность, устойчивость к воздействию агрессивных сред и биосовместимость с людьми и животными, малая теплопроводность и большие акустические характеристики, возможность создавать гнутоклееные конструкции и т.д. При всем этом, есть у нее и недостатки, например, подверженность гниению и поражению насекомыми, сгораемость и ухудшение характеристик под влиянием разных внешних воздействий (влаги, температурных показателей, атмосферных условий…). Поэтому одной из главных задач деревообработки является максимальное задействование положительных сторон данного материала и, вместе с тем, уменьшение отрицательных факторов. Это, в свою очередь, позволяет гарантировать экономическую эффективность конструкций из дерева в определенных строительных и эксплуатационных условиях.

С большинством природных недостатков древесины можно легко справиться, используя специальные химические средства. Поэтому химия в деревообработке имеет огромное значение.

Защитить древесину от различных негативных факторов помогают, главным образом, краски, лаки и антисептики, а также растворители, грунтовки, огнезащиты, отбеливатели и др. Краски не только предотвращают гниение, но и освежают внешний вид. Лаки стоят на пути растрескивания, придают матовость или глянцевый вид, препятствуют выцветанию. Антисептические средства не дают появиться плесени, убивают бактерии.

Выбирая и в дальнейшем используя то или иное химическое средство, необходимо строго соблюдать правила, указанные в инструкции, и меры безопасности. Ведь один препарат может применяться, например, для внутренней обработки, другой – только для внешней. Комбинированные антисептические средства в виду своей токсичности подходят лишь для внешней обработки.

Популярная химия для деревообработки

Сейчас давайте обратим внимание на ряд химических реактивов, которые имеют место в обработке древесины.

Формалин. Это водный раствор метаналя, стабилизированный метиловым спиртом, не имеющее цвета прозрачное жидкое вещество (допустим легкий желтый оттенок).

Задействуется формалин в качестве антисептика при консервировании биоматериалов. С его помощью дерево эффективно защищают от насекомых. Он является источником широкого ряда консервантов древесины.

Из-за токсичности формалина, использовать его необходимо с осторожностью.

Карбамид (мочевина). Амид угольной кислоты в виде кристаллической массы белого цвета. Хорошо растворяется в воде, в частности, в той, которая в связанной форме находится в древесине. А это говорит о том, что пропитка его водным раствором позволяет подсушить материал, убрав частично древесную влагу на гидрофильную мочевину.

Карбамид является модификатором, проникающим в клетки древесины, он проявляет химическую активность по отношению к структурным элементам этого биологического материала, изменяет его физические и эксплуатационные характеристики. Пропитка древесины мочевиной повышает ее устойчивость к гниению. Кроме того, данная субстанция вступает в реакцию с такими элементами древесного полотна, как лигнин, ГМЦ и экстрактивные вещества. Благодаря этому древесный массив не только сохраняет старые положительные качества, но и приобретает новые.

Мочевина химически нейтральна, опасности людям и животным не несет.

Бихромат калия (калий двухромовокислый). Оранжево-красная кристаллическая масса, не слеживается, в воде растворяется хорошо.

Водный раствор этого реагента – отличное средство для пропитки несущих балок полов, нижних венцов и т.д., которые в большой степени подвержены сырости. После такой обработки древесина становится зеленоватой. Окись хрома, которая образуется в результате, надежно защищает от гниения и поражения личинками насекомых.

При работе с бихроматом калия обязательно учтите его высокотоксичность, используйте СИЗ для защиты кожи и дыхательных путей. Примечательно, что после высыхания раствора исчезает опасность для здоровья.

Бихромат натрия (натрий двухромовокислый). Представляет собой неорганическое хим. соединение, натриевую соль дихромовой кислоты в виде гигроскопичной кристаллической массы. Кристаллы не слеживаются, цвет может варьироваться от светлого оранжевого до темно-красного.

Стоит отметить применение данного вещества при сооружении деревянных мостов. Его совместно с медным купоросом задействуют для выполнения антисептических мероприятий (глубокая местная пропитка под давлением). Данный состав не вымывается из древесины в ходе эксплуатации конструкции. Сами же мосты приобретают зеленоватый оттенок, становятся стойкими к биоразрушению, на металлические элементы значительного коррозионного воздействия не происходит.

Важно знать! Двухромовокислый натрий может нанести вред коже, слизистым и органам дыхания. Для ограждения последних от негативного влияния необходимо использовать спецодежду и респиратор. Чтобы защитить кожу рук, их нужно перед началом работы смазать специальным составом (парафин и ланолин в соотношении 3 к 1, плюс небольшое количество фенола), а после хорошенько промыть 5%-ным раствором гипосульфита натрия.

Хлорид железа (железо хлорное). Данное вещество является средней солью 3-хвалентного железа и хлороводородной кислоты. Внешне выглядит как мягкая ржаво-коричневая масса, образованная кристаллами.

В деревообработке хлорное железо служит протравой. Крашение древесины с его помощью, как и с задействованием иных протрав, не дает вуали, текстура древесины через такое покрытие просматривается. Само покрытие выходит глубоким и равномерным, а окрас – прочным, водо- и светоустойчивым.

Цвет, который придает данный реагент, зависит от породы древесины: у дуба и ивы появляется сине-серый окрас, у ореха – темно-синий, у бука – серый, у клена – серо-коричневый, у красного дерева – серо-фиолетовый.

Хлорное железо в определенной степени опасно для человека. Может поразить кожу и слизистые, а также органы дыхания и пищеварения. Чтобы этого избежать, важно использовать в работе СИЗ.

Сульфат меди (медный купорос). Ярко-синяя кристаллическая гигроскопичная масса с металлическим привкусом, состоящая из прозрачных частиц. Отлично растворяется в воде, насыщенных растворах хлороводородной кислоты, разведенном спирте.

Одна из сфер применения медного купороса – деревообработка, в частности, пропитка древесины. Это еще одна популярная протрава массива дерева. Задействуется преимущественно для дуба, ивы и ореха, окрашивает их в коричневый цвет.

Данный материал не горюч, опасности пожара и взрыва не несет. По степени влияния на человека принадлежит ко 2-му классу опасности.

Сульфат железа (железный купорос). Неорганическое вещество, гигроскопичное, не летучее, без запаха, с вяжущим металлическим привкусом. Состоит из прозрачных кристаллов (в массе – голубовато-зеленого цвета). Хорошо растворяется в воде. Токсичностью обладает сравнительно низкой.

В деревообработке железный купорос служит популярной протравой. Его растворы разной концентрации (1 %, 4-5 %) применяются для обработки древесины различных пород, создают в результате от сиреневато-серого и розового до темно-серого и черного разновидностей окраса.

Калий марганцовокислый (марганцовка). Темно-фиолетовая, практически черная кристаллическая масса. В воде растворяется, образуя яркий малиновый раствор.

В деревообработке марганцовку используют, главным образом, для интенсификации естественного коричневого/бурого цвета древесины. Как краситель отлично справляется со своими функциями совместно с сернокислой магнезией в одинаковых пропорциях, разведенными в горячей воде.

Дерево, обработанное марганцовокислым калием, становится изначально вишневым, а позже коричневым. В дальнейшем под влиянием солнечных лучей происходит осветление.

Еще один способ задействования марганцовки – для подделки под орех березы.

При работе с разными ее концентрациями важно помнить о возможной опасности для слизистых и ЖКТ.

Фторид натрия (натрий фтористый). Белая/светло-серая порошкообразная масса, слабо растворяющаяся в воде.

Фтористый натрий является смертельным ядом для грибов и насекомых, разрушающих дерево, поэтому активно применяется в качестве антисептика. Примечательно, что он не наносит вреда железу и может использоваться в деревянно-железных конструкциях. А вот с такими материалами, как мел, известь, цемент и ряд других, компоновать это вещество недопустимо, поскольку при его взаимодействии с солями кальция происходит полная утрата эффекта по отношению к вредителям.

Учтите, что натрий фтористый может быть вымыт из обработанной древесины водой. Чтобы это предупредить, необходимо нанести дополнительное покрытие, например, лак, краску или мастику.

Не забывайте и о токсичности данного материала. Во время работы обеспечьте хорошее вентилирование и используйте средства индивидуальной защиты.

Натрий кремнефтористый. Выглядит данное соединение как белый мелкокристаллический порошок (возможно, с серым или желтым оттенком). В воде растворяется сверх плохо, поэтому как отдельный древесный антисептик применяется очень редко. Чаще, к нему додают соду или аммиак, в результате чего этот реактив трансформируется во фтористый натрий.

Как видим, химия в деревообработке является важнейшим участником для достижения различных целей. Она эффективно устраняет или зримо ограничивает негативное влияние на качество конструкций из дерева, минимизирует опасность гниения, возгорания, вреда от насекомых и т.д. Обойтись без нее в современной деревообрабатывающей промышленности нельзя, но применять каждое химическое вещество необходимо, строго соблюдая рекомендации.

Используйте химию для деревообработки правильно – и положительный результат не заставит вас долго ждать!