Modificación térmica de la modificación de la madera (tratamiento térmico de la madera)
La modificación de la madera es el proceso de mejorar las propiedades de la madera. Utiliza medios químicos, biológicos o físicos para actuar sobre la madera para mejorar las propiedades deseadas de la madera durante el ciclo de servicio. Además, la madera modificada en sí no debe ser tóxica durante el ciclo de servicio y no liberar ninguna sustancia tóxica durante o después del ciclo de servicio.
Métodos de modificación de la madera.
Modificación química de la madera: los reactivos químicos reaccionan con los grupos hidroxilo del polímero de la pared celular de la madera, lo que da como resultado la formación de enlaces covalentes entre los reactivos y la matriz de la madera.
Modificación térmica de la madera: calentar la madera, lo que resulta en un cierto grado de degradación de los componentes de la madera, lo que resulta en la mejora deseada de las propiedades de la madera.
Modificación de la superficie de la madera: Se aplican agentes químicos, físicos o biológicos (enzimáticos) a la superficie de la madera para obtener la mejora deseada en las propiedades.
Modificación de Impregnación de Madera: Relleno de la matriz de madera con un material inerte (impregnante) para obtener el cambio de propiedades deseado.
Modificación de la compactación de la madera: la madera se cuece al vapor o se hierve en agua caliente para ablandarla, y luego se prensa en caliente a un espesor específico en una prensa caliente para mejorar la densidad y la resistencia de la madera.
Mecanismo de modificación térmica de la madera (carbonización de la madera)
La modificación térmica es el método de modificación de la madera más exitoso y económico entre los métodos de modificación de la madera hasta el momento.
La madera está compuesta por semifibras, celulosa, lignina y pequeñas cantidades de extractivos. La hemicelulosa tiene poca resistencia al calor y primero se degrada a alta temperatura para generar ácido acético libre, ácido fórmico y metanol, y el ácido orgánico liberado actúa como catalizador para acelerar la degradación de la hemicelulosa y la región amorfa de la celulosa. El grupo hidroxilo higroscópico en la madera se reduce significativamente, lo que reduce la higroscopicidad de la madera y aumenta la estabilidad dimensional. Con la degradación de la región amorfa de la celulosa, aumenta la proporción de la región cristalina, lo que también reduce la higroscopicidad de la madera y aumenta la estabilidad dimensional. Además, el aumento de conexiones laterales en la red de lignina durante el tratamiento térmico también aumenta la estabilidad dimensional.
La mejora en la durabilidad biológica de los materiales modificados térmicamente se debe a las siguientes razones
- Durante la degradación térmica de la madera, se generan sustancias ácidas como el ácido acético y el ácido fórmico, lo que afecta el proceso metabólico de las bacterias de descomposición en la madera tratada térmicamente, mejorando así la resistencia a la corrosión.
- Durante la degradación térmica de la madera, se producen una variedad de compuestos fenólicos y la vainillina puede prevenir o retrasar el crecimiento de hongos en descomposición.
- El aumento de la proporción de regiones cristalinas de celulosa limita o retrasa la degradación de cadenas moleculares largas de celulosa por oxidantes no enzimáticos y la difusión de oligosacáridos o monosacáridos solubles en la cavidad celular de la madera.
- Aumento de las conexiones laterales en el retículo de la lignina, dificultando la reacción de los oxidantes no enzimáticos y la degradación de la lignina por las enzimas ligninolíticas.
- La reducción de la higroscopicidad y la absorción de agua de los materiales modificados térmicamente no favorece la reproducción de parásitos y bacterias en descomposición.
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