목재의 열변성(목재 열처리)
목재 개질은 목재의 특성을 개선하는 과정입니다. 화학적, 생물학적 또는 물리적 매체를 사용하여 서비스 주기 동안 목재의 원하는 특성을 향상시키기 위해 목재에 작용합니다. 또한, 개질된 목재 자체는 사용 주기 동안 무독성이어야 하며 사용 주기 중 또는 사용 후에 독성 물질을 방출하지 않아야 합니다.
목재 개조 방법
목재 화학적 변형: 화학 반응물은 목재 세포벽 중합체의 수산기와 반응하여 반응물과 목재 매트릭스 사이에 공유 결합이 형성됩니다.
목재의 열 변형: 목재를 가열하여 목재 구성요소를 어느 정도 열화시켜 원하는 목재 특성의 개선을 가져옴
목재 표면 개질: 원하는 특성 개선을 얻기 위해 화학적, 물리적 또는 생물학적(효소) 제제를 목재 표면에 적용합니다.
목재 함침 수정: 원하는 특성 변화를 얻기 위해 목재 매트릭스를 불활성 재료(함침제)로 채우는 것.
목재 다짐 개질: 목재를 찜 또는 뜨거운 물에 삶아 부드럽게 하고, 목재의 밀도와 강도를 향상시키기 위해 열간 프레스에서 지정된 두께로 목재를 열압착합니다.
목재의 열 변형 메커니즘(목재 탄화)
열개질법은 지금까지의 목재개질법 중 가장 성공적이고 경제적인 목재개질법이다.
목재는 반섬유, 셀룰로오스, 리그닌 및 소량의 추출물로 구성됩니다. 헤미셀룰로오스는 내열성이 좋지 않아 고온에서 먼저 분해되어 유리초산, 포름산, 메탄올을 생성하고, 방출된 유기산은 촉매로 작용하여 헤미셀룰로오스 및 셀룰로오스의 비정질 영역의 분해를 촉진한다. 목재의 흡습성 수산기가 현저히 감소하여 목재의 흡습성을 감소시키고 치수 안정성을 증가시킵니다. 셀룰로오스 비정질 영역의 열화로 인해 결정질 영역의 비율이 증가하여 목재의 흡습성을 감소시키고 치수 안정성을 증가시킵니다. 또한 열처리 중 리그닌 네트워크의 측면 연결이 증가하면 치수 안정성도 증가합니다.
열변성 물질의 생물학적 내구성 향상은 다음과 같은 이유 때문입니다.
- 목재의 열분해 과정에서 초산, 개미산 등의 산성 물질이 발생하여 열처리된 목재의 부패균 대사과정에 영향을 주어 내식성을 향상시킵니다.
- 목재의 열분해 과정에서 다양한 페놀화합물이 생성되며 바닐린은 부패균의 성장을 억제하거나 지연시킬 수 있습니다.
- 셀룰로오스 결정질 영역의 비율 증가는 비효소적 산화제에 의한 셀룰로오스의 긴 분자 사슬의 분해 및 가용성 올리고당 또는 단당류가 목재 세포 공동으로 확산되는 것을 제한하거나 지연시킵니다.
- 리그닌 세망의 측면 연결이 증가하여 비효소적 산화제의 반응과 리그닌 분해 효소에 의한 리그닌 분해를 방해합니다.
- 열 변형 물질의 흡습성 및 흡수성 감소는 부패하는 박테리아의 기생 및 번식에 도움이 되지 않습니다.
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