Naslov Postojanost poliakrilatnih nanopremaza na toplinski modificiranom drvu
Naslov (engleski) Durability of polyacrylate nanocoatings on thermally modified wood
Autor Josip Miklečić
Mentor Hrvoje Turkulin (mentor)
Član povjerenstva Boris Ljuljka (predsjednik povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Zagrebu Fakultet šumarstva i drvne tehnologije Zagreb
Datum i država obrane 2016-10-14, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana BIOTEHNIČKE ZNANOSTI Drvna tehnologija
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 620 - Ispitivanje materijala. Elektrane. Ekonomika energije
Sažetak Toplinski modificirano drvo zaštićeno prozirnim premazima još je uvijek podloţno površinskoj razgradnji uslijed djelovanja vanjskih utjecaja. U ovom radu istraţena je mogućnost povećanja postojanosti prozirnih premaza na toplinski modificiranom drvu dodavanjem nanoĉesica TiO2 i ZnO u poliakrilatni vodeni premaz. Nemodificirani i toplinski modificirani uzorci bukovine površinski neobraĊeni i obraĊeni s devet sustava poliakrilatnih vodenih premaza izlagani su ubrzano i prirodno vanjskim okolišnim utjecajima. Provedena su mjerenja boje, sjaja, pojave pukotina, ljuštenja i plijesni, mehaniĉkih i toplinskih svojstva, transmitancije premaza i kemijskih promjena.Provedeno istraţivanje pokazalo je da toplinska modifikacija bukovine smanjuje gustoću, povećava kiselost, izrazito smanjuje polarnu komponentu slobodne površinske energije, povećava udio lignina, vodenog i otapalnog ekstrakta. Dodatak ZnO nanoĉestica imao je veći utjecaj na svojstva tekućeg poliakrilatnog vodenog premaza od TiO2 nanoĉestica. Dodatak ZnO nanoĉestica povećao je viskoznost premaza uz povećanje pH vrijednosti. TiO2 i ZnO nanoĉestice povećale su ĉvrstoću, modul elastiĉnosti i staklište, a smanjile istezanje poliakrilatnog vodenog premaza. Dodatkom TiO2 i ZnO nanoĉestica u pliakrilatni vodeni premaz smanjila se promjena boje sustava toplinski modificirano drvo premaz tijekom prirodnog i ubrzanog izlaganja, ali je i dalje bila vrlo izraţena i jasno vidljiva ljudskom oku. Bolji uĉinak stabilizacije promjene boje postignut je s TiO2 nanoĉesticama i povećanjem koncentracije nanoĉestica. Predobrada toplinski modificiranog drva otopinom HALS spojeva nije bila uĉinkovita u zaštiti od promjene boje tijekom prirodnog i ubrzanog izlaganja. Dodatak pigmenata u premaze s nanoĉesticama TiO2 i ZnO najviše je stabilizirao promjenu boje toplinski modificiranog drva tijekom ubrzanog izlaganja, a tijekom prirodnog izlaganja pigmenti su povećali stabilnost boje uzoraka drva obraĊenih premazima s ZnO nanoĉesticama. Dodatak TiO2 i ZnO nanoĉestica u poliakrilatni vodeni premaz nije smanjio kemijske promjene sustava toplinski modificirano drvo premaz tijekom prirodnog i ubrzanog izlaganja, dok su se kemijske promjene smanjile kombinacijom pigmenata i nanoĉestica TiO2 i ZnO. Ekstraktivne tvari pridonijele su većoj promjeni boje toplinski modificiranog drva na višoj temperaturi (212 C) tijekom ubrzanog izlaganja, što je vidljivo i na promjeni vrpce na 1595 cm-1.
Sažetak (engleski) Thermally modified wood protected by a transparent coating is still susceptible to surface degradation due to influence of environmental factors. In this paper, the possibility of increasing the durability of transparent coating on thermally modified wood by adding TiO2 and ZnO nanoparticles in waterborne polyacrylate coating was analysed. Unmodified and thermally modified beech wood samples uncoated and coated with nine waterborne polyacrylate coatings were exposed to environmental influences. Measurements of color, gloss, cracking, peeling and mildew, mechanical and thermal properties, coatings transmittance and chemical changes were conducted.This study showed that the thermal modification beech reduced density, increased acidity, markedly reduced the polar component of surface free energy, increased the content of lignin, water and solvent extract. Addition of ZnO nanoparticles had a greater impact on the properties of waterborne polyacrylate coating than TiO2 nanoparticles. Addition of ZnO nanoparticles increased the viscosity and pH of coating. TiO2 and ZnO nanoparticles increased strength, modulus of elasticity and glass transition temperature, and reduced stretching of waterborne polyacrylate coating. Addition of TiO2 and ZnO nanoparticles in waterborne polyacrylate coating reduced colour change of thermally modified wood - coating system during natural and accelerated exposure, but it was still very pronounced and clearly visible to the naked eye. Better stabilization effect of colour change was achieved with TiO2 nanoparticles and with increasing the concentration of nanoparticles. Pretreatment of thermally modified beech wood with HALS compounds did not protect thermally modified beech wood against colour change during natural and accelerated exposure. Adding of pigments in coatings with TiO2 and ZnO nanoparticles stabilised colour of thermally modified beech wood during accelerated exposure the most and during natural exposure pigments increased colour stability of wood samples coated with coating with ZnO nanoparticles. Addition of TiO2 and ZnO nanoparticles in waterborne polyacrylate coating did not reduce chemical changes of thermally modified wood coating system during natural and accelerated exposure, while the chemical changes were reduced with combination of pigments and TiO2 and ZnO nanoparticles. Extractives contributed to the higher colour change of thermally modified wood at a higher temperature (212 C) during accelerated exposure, which was also visible in change of peak at 1595 cm-1.
Ključne riječi
toplinski modificirano drvo
titanijev dioksid
cinkov oksid
nanoĉestice
poliakrilatni premaz
razgradnja drva
Ključne riječi (engleski)
thermally modified wood
titan dioxide
zinc oxide
nanoparticles
polyacrylate coating
wood degradation
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:108:653168
Studijski program Naziv: Drvna tehnologija Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski doktorski Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje biotehničkih znanosti, polje drvna tehnologija (dr. sc.)
Vrsta resursa Tekst
Opseg 185
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2017-01-13 14:17:02