[go: up one dir, main page]

RU2309039C2 - Способ обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности древесины, а также материал, полученный этим способом - Google Patents

Способ обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности древесины, а также материал, полученный этим способом Download PDF

Info

Publication number
RU2309039C2
RU2309039C2 RU2004132872A RU2004132872A RU2309039C2 RU 2309039 C2 RU2309039 C2 RU 2309039C2 RU 2004132872 A RU2004132872 A RU 2004132872A RU 2004132872 A RU2004132872 A RU 2004132872A RU 2309039 C2 RU2309039 C2 RU 2309039C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wood
carried out
materials
impregnation
catalyst
Prior art date
Application number
RU2004132872A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2004132872A (ru
Inventor
Мишель МАНЬ (FR)
Мишель МАНЬ
КАСМИ Сильхам ЭЛЬ (FR)
Касми Сильхам Эль
Максим ДЮПИР (FR)
Максим ДЮПИР
Мари МОРАР (FR)
Мари МОРАР
Карлос ВАКА-ГАРСИЯ (FR)
Карлос Вака-Гарсия
Софи ТЬЕБО-РУ (FR)
Софи ТЬЕБО-РУ
Жером ПЕЙДЕКАСТЕН (FR)
Жером Пейдекастен
Элизабет БОРРЕДОН (FR)
Элизабет БОРРЕДОН
Антуан ГАЗЕ (FR)
Антуан ГАЗЕ
Original Assignee
Лапейр
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лапейр filed Critical Лапейр
Publication of RU2004132872A publication Critical patent/RU2004132872A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2309039C2 publication Critical patent/RU2309039C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/54Preparation of carboxylic acid anhydrides
    • C07C51/56Preparation of carboxylic acid anhydrides from organic acids, their salts, their esters or their halides, e.g. by carboxylation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34Organic impregnating agents
    • B27K3/346Grafting onto wood fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K2200/00Wooden materials to be treated
    • B27K2200/10Articles made of particles or fibres consisting of wood or other lignocellulosic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249962Void-containing component has a continuous matrix of fibers only [e.g., porous paper, etc.]
    • Y10T428/249964Fibers of defined composition
    • Y10T428/249965Cellulosic
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971Of carbohydrate
    • Y10T428/31975Of cellulosic next to another carbohydrate
    • Y10T428/31978Cellulosic next to another cellulosic
    • Y10T428/31982Wood or paper
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971Of carbohydrate
    • Y10T428/31989Of wood
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/4935Impregnated naturally solid product [e.g., leather, stone, etc.]
    • Y10T428/662Wood timber product [e.g., piling, post, veneer, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу защиты древесины, позволяющему придать ей гидрофобный характер для повышения ее долговечности и стабильности размеров. Описан способ химической обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности куска древесины. Указанный материал пропитывают химическим агентом, содержащим углеводородные цепи, причем этот агент выбирают из смешанных ангидридов, содержащих первую углеводородную цепь R и вторую углеводородную цепь R1, где R или R1 представляет собой С24-карбоновую кислоту и R1 или R представляет собой насыщенную или ненасыщенную С624-жирную кислоту, за исключением смешанного ангидрида уксусной/бензойной кислоты, и указанный агент является пригодным для осуществления прививки за счет ковалентной связи множества углеводородных цепей на указанные материалы. Прививку осуществляют путем этерификации указанных лигноцеллюлозных материалов при помощи химического агента, выбранного из органических ангидридов. Пропитку осуществляют в присутствии основного катализатора или нейтрального, или слабого кислотного, а также в отсутствие катализатора путем погружения, орошения, в автоклаве. Обработку осуществляют при температуре от комнатной до 150°С, предпочтительно от 100 до 140°С. Также описано изделие на основе волокон из лигноцеллюлозного материала, в частности кусок древесины, полученное вышеописанным способом. Технический результат - предложенный способ позволяет получить лигноцеллюлозный материал, в частности кусок древесины, с однородными волокнами и гладким видом с коэффициентом поглощения 3,5% и коэффициентом набухания 3,5%. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к способу обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности древесины, а также к материалу, полученному этим способом.
В частности, оно относится к способу защиты древесины, позволяющему придать ей гидрофобный характер для повышения ее долговечности и стабильности размеров.
Известно, что в естественном состоянии древесина или, точнее, древесные волокна, находящиеся в контакте с влажной атмосферой, склонны впитывать воду. Это поглощение воды сопровождается набуханием.
Для удаления этой воды можно прибегнуть к сушке. Однако хотя стадия сушки и позволяет удалить воду из древесины, она нисколько не меняет естественный гидрофильный характер последней, так что кусок древесины при нахождении во влажном окружении снова может реабсорбировать воду, удаленную при сушке.
Для уменьшения или даже устранения гидрофильного характера древесины и для придания ей долговременной стабильности размеров (обычно на срок порядка десяти лет) разрабатываются технологии обработки.
Их можно отнести к двум большим семействам, различающимся между собой физическими способами термической обработки (обычно при температурах выше 150°C и способами физико-химической обработки, обычно при температурах ниже 120°C.
В настоящем изобретении рассматриваются способы физико-химической обработки.
Из этих физико-химических обработок известны, в частности, из ряда публикаций Arni et all., (Arni, 1961); Matsuzaki et all., способы, позволяющие синтезировать смешанные сложные эфиры из трифторуксусной среды. Эти способы не применимы в промышленных масштабах из-за необходимости использования токсичных растворителя и катализатора.
Дополнительные исследования, проведенные на древесных опилках, показали, что этерификация в присутствии сильного кислотного катализатора (добавляемого к собственной кислотности среды) позволяет придать этим опилкам гидрофобный характер. Этим исследованиям была посвящена следующая публикация Vaca-Garcia C;, Borredon M.E, 1999, Solvent-free fatty acylation of cellulose and lignocellulosic wastes. Part 2: reaction with fatty acids, Bioresource Technology, 70, 135-142.
Существенные недостатки этого способа, требующего присутствия кислотного катализатора, состоят в потере массы древесных опилок, причем эта потеря массы является результатом разрушения составляющих опилки биополимеров. Также можно заметить изменение цвета опилок после обработки.
Технология, подобная предыдущей, непереносима на кусок древесины. Действительно, было установлено, что молекулы гемицеллюлоз и целлюлоза частично гидролизуются, что влечет уменьшение молекулярной массы за счет формирования олигомеров, а также ухудшение механических свойств и внешнего вида обработанного куска древесины.
Настоящее изобретение направлено на устранение этих недостатков с помощью предлагаемого способа, который придает массиву дерева гидрофобный характер, при этом гарантируя стабильность размеров во времени, не вызывая ни растрескиваний, трещинноватостей, расколов, ни изменения цвета.
Таким образом, объектом настоящего изобретения является способ химической обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности, по меньшей мере, одного куска древесины, отличающийся тем, что указанные материалы пропитывают химическим агентом, содержащим углеводородные цепи, причем указанный агент выбирают из смешанных ангидридов за исключением смешанных ангидридов уксусной/бензойной кислоты, и указанный агент является пригодным для обеспечения прививки за счет ковалентной связи множества углеводородных цепей на указанные материалы.
Благодаря этому обеспечивается улучшение защиты на поверхности и в центре лигноцеллюлозного материала, в частности древесины, за счет изменения ее гидроксильных функциональных групп.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения дополнительно может быть использовано одно и/или другое из следующих положений:
- прививка осуществляется путем этерификации указанных лигноцеллюлозных материалов при помощи химического агента, выбранного из органических ангидридов,
- обработку проводят при температуре от комнатной до 150°С, предпочтительно от 100 до 140°С,
- органический ангидрид является смешанным ангидридом,
- смешанный ангидрид содержит первую углеводородную цепь R и вторую углеводородную цепь R1,
- R представляет собой С24-карбоновую кислоту, a R1 представляет собой насыщенную или ненасыщенную С624-жирную кислоту,
- R1 представляет собой С24-карбоновую кислоту, а R представляет собой насыщенную или ненасыщенную С624-жирную кислоту,
- смешанный ангидрид является смешанным ангидридом уксусной/октановой кислоты,
- пропитку осуществляют в присутствии основного катализатора,
- пропитку осуществляют в присутствии нейтрального катализатора,
- пропитку осуществляют в присутствии слабого кислотного катализатора,
- пропитку осуществляют в отсутствие катализатора,
- пропитку лигноцеллюлозных материалов проводят путем погружения,
- пропитку лигноцеллюлозных материалов проводят путем орошения,
- пропитку лигноцеллюлозных материалов проводят в автоклаве,
- способ обработки осуществляют на куске древесины, основа которого выбрана, в частности, из дуба, сосны, ели, курупиксы, эвкалипта.
Согласно другому аспекту изобретения оно также относится к куску древесины, обработанному согласно рассмотренному выше способу и отличающемуся тем, что лигноцеллюлозные волокна являются однородными и имеют гладкий вид.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения можно дополнительно использовать одно и/или другое из следующих положений:
- коэффициент поглощения обработанных лигноцеллюлозных волокон существенно близок к 3,5%,
- коэффициент набухания обработанных лигноцеллюлозных волокон существенно близок к 3,5%.
Другие характеристики и преимущества изобретения будут выявлены в нижеследующем описании одной из форм его осуществления, представленных в качестве неограничительного примера, и на приложенных чертежах.
Фигура 1 представляет собой картинку, полученную сканирующей электронной микроскопией (СЭМ) образца необработанной древесины; этот образец может быть взят в качестве контроля.
Фигура 2 представляет собой картинку, полученную сканирующей электронной микроскопией (СЭМ) образца древесины, прошедшей обработку способом, являющимся объектом изобретения, в присутствии сильного кислотного катализатора.
Фигура 3 представляет собой другую картинку, полученную сканирующей электронной микроскопией (СЭМ) образца древесины, прошедшей обработку способом, являющимся объектом изобретения, в присутствии сильного кислотного катализатора.
Согласно предпочтительному варианту осуществления способа, являющегося объектом изобретения, этот способ состоит в пропитке лигноцеллюлозных материалов, таких, в частности, как по меньшей мере один кусок древесины, химическим агентом, содержащим углеводородные цепи, причем указанный агент является пригодным для обеспечения прививки за счет ковалентной связи множества углеводородных цепей на указанные материалы.
Под углеводородной цепью понимают любую гетероалифатическую, гетероароматическую, алифатическую или ароматическую цепь.
Эту пропитку осуществляют при температуре от комнатной до 150°С, предпочтительно от 100 до 140°С.
Этот химический агент выбирают из органических ангидридов, предпочтительно из смешанных ангидридов.
Перед стадией пропитки химическим агентом указанных лигноцеллюлозных материалов (например, по меньшей мере, одного куска древесины) проводят стадию приготовления смешанного ангидрида.
Согласно первой методике: исходя из хлорангидрида кислоты и эфира карбоновой кислоты согласно следующей реакции:
Figure 00000001
Согласно варианту первой методики, заключающемуся в замене положений R и R1
Figure 00000002
Согласно второй методике: исходя из хлорангидрида кислоты и соли карбоновой кислоты согласно следующей реакции:
Figure 00000003
Согласно третьей методике: исходя из ангидрида карбоновой кислоты с прямой цепью и жирной кислоты согласно следующей реакции:
Figure 00000004
Радикалы R, R1 представляют собой алифатические цепи разной длины. В качестве неограничительного примера, длина R меньше длины R1.
R обозначает, например, С24-карбоновую кислоту (уксусную, пропионовую или масляную), тогда как R1 представляет собой насыщенную или ненасыщенную С624-жирную кислоту (например, капроновую, октановую или олеиновую).
Смешанные ангидриды могут быть использованы в чистом виде или в смеси и в этом случае могут происходить из смесей различных карбоновых кислот, из которых осуществляют синтез требуемого смешанного ангидрида.
Используя смешанный ангидрид, полученный согласно, по меньшей мере, одной из рассмотренных выше методик, осуществляют пропитку куска древесины таким образом, чтобы осуществить прививку смешанного ангидрида (например, ангидрида уксусной/октановой кислоты) на указанный кусок древесины, причем прививка заключается в этерификации древесины согласно следующей реакции:
Figure 00000005
Или, наоборот, в том, что касается роли R и R1
Figure 00000006
Также могут быть использованы другие методы этерификации согласно рассматриваемым далее реакциям:
Исходя из хлорангидрида кислоты; эта реакция является быстрой, но ее существенным недостатком является выделение HCl.
Figure 00000007
В качестве примера, хлорангидрид кислоты выбирают из октаноилхлорида, ацетоилхлорида.
Исходя из цетена; однако используемые в этом случае реагенты являются дорогостоящими, что снижает промышленный интерес.
Figure 00000008
В качестве примера, эту реакцию можно сочетать с использованием, например, октаноилхлорида.
Исходя из карбоновых кислот; однако эта реакция обладает низкой реактивностью и требует использования ко-реагентов: пиридина, DCC, TsCl, TFAA (DCC: N,N-дициклогексилкарбодиимид; TsCl: п-толуолсульфонилхлорид; TFAA: трифторуксусный ангидрид)
Figure 00000009
В качестве примера, используемые карбоновые кислоты выбирают из уксусной кислоты, октановой кислоты.
Исходя из эфиров карбоновых кислот (например, метилоктаноата, метилацетата); можно отметить, однако, что, когда R состоит из CH3, происходит выделение метанола (токсичного).
Figure 00000010
Смешанные сложные эфиры древесины могут быть получены либо
- в одну стадию путем смешивания реагентов, выбранных среди перечисленных выше;
- или в 2 стадии,
либо с двукратным повторением одного и того же типа реакции,
либо с проведением двух реакций двух различных семейств.
Кроме того, согласно одному из признаков изобретения эти реакции этерификации могут проходить в отсутствие катализатора или в присутствии основного или нейтрального катализатора (такого, например, как карбонат кальция, карбонат натрия, карбонат калия, соль жирной кислоты...), или со слабым кислотным катализатором, или с сильным кислотным катализатором, чье неблагоприятное воздействие на древесину минимизируют, используя очень слабые концентрации.
Далее приведены примеры осуществления способа по изобретению.
Пример 1: К 1 моль октановой кислоты добавляют 1 моль уксусного ангидрида. Смесь нагревают при перемешивании при температуре 140°С в течение 30 минут. Кусок древесины размером 10×10×10 см погружают в реакционную смесь и нагревают при 140°С в течение 1 ч. Затем смеси дают стечь с куска древесины и последний высушивают в вентилируемой печи.
Пример 2: К 1 моль октановой кислоты добавляют 1 моль уксусного ангидрида. Смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 60 минут. Кусок древесины размером 10×10×10 см погружают в реакционную смесь на 5 минут, затем смеси дают стечь. Затем кусок древесины помещают в печь на 1 ч при 120°С.
Значительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что используют смешанный ангидрид растительного происхождения, который является нетоксичным в отличие от соединений нефтехимического происхождения.
Этот особый выбор облегчает промышленное осуществление изобретения, поскольку упрощает обработку, имеющую целью защиту окружающей среды.
Вне зависимости от используемого способа обработки признаки этой обработки можно обнаружить a posteriori на лигноцеллюлозном материале (в нашем частном случае на куске древесины).
Могут быть использованы различные методики, позволяющие охарактеризовать обработку, которой был подвергнут лигноцеллюлозный материал, а именно определение присутствия различных углеводородных цепей, связанных через сложноэфирные функциональные группы, а также присутствие или отсутствие катализатора (и его тип).
Способ, позволяющий определить присутствие углеводородных цепей, заключается в обработке образца, полученного из куска древесины, раствором NaOH для гидролиза сложноэфирных функциональных групп и превращения углеводородных цепей в карбоновые кислоты. Последние затем идентифицируют обычными методами хроматографии, такими как ВЭЖХ, газовая хроматография и т.д.
Примером такой методики является получение смесей сложных эфиров, например ацетатов и октаноатов лигноцеллюлозного материала, исходя из куска древесины или из лигноцеллюлозного материала, гидроксильные функциональные группы которого были ацилированы, по меньшей мере, двумя различными углеводородными агентами.
Эта смесь сложных эфиров может быть охарактеризована следующим образом: образец древесины или лигноцеллюлозного материала, обработанного заявленным способом, измельчают до получения гранулометрии по меньшей мере 80 меш, затем помещают в колбу, содержащую водный раствор этанола (70%). После перемешивания в течение по меньшей мере 1 ч добавляют достаточное количество водного раствора NaOH (0,5 М) и продолжают перемешивание в течение 72 ч для полного омыления сложноэфирных функциональных групп. После фильтрования и отделения твердого осадка жидкость подкисляют до рН 3 с помощью водного раствора HCl (1 М) для превращения углеводородных соединений в соответствующие карбоновые кислоты. Затем жидкость анализируют с помощью газовой хроматографии (CPG) или высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) для разделения и идентификации различных карбоновых кислот, соответствующих присутствующим в обработанной древесине или лигноцеллюлозном материале сложноэфирным функциональным группам.
Далее представлены методики, позволяющие определить тип катализатора.
Так, первая методика состоит в определении количества экстрагируемых веществ. Эта методика позволяет наблюдать влияние различных обработок на экстрагируемые из древесины вещества (изначально присутствующие или возникающие при разрушении древесины). Обработанную и затем измельченную древесину подвергают экстракции с помощью нескольких растворителей с различными полярностями: воды, этанола, ацетона и циклогексана. Экстракции осуществляют с помощью аппарата Soxhlet.
В следующей таблице представлены количества веществ, экстрагируемых из образцов обработанной древесины после экстракции в Soxhlet с различными растворителями.
Потеря массы (%)после экстракции
Вода Этанол Ацетон Циклогексан
Без катализатора 14,8 11,9 12,2 6,3
Основной катализатор 17,1 16,2 10,6 1,8
Сильный кислотный катализатор 25,3 21,7 19,0 4,8
Как видно из таблицы, вне зависимости от используемого для экстракции растворителя эти результаты подтверждают визуальные впечатления: обработка в присутствии сильного кислотного катализатора (0,3 мол.% H2SO4), являющегося наиболее сильным разрушителем, приводит в конце реакции к формированию наибольшего количества экстрагируемых соединений. При значительных количествах сильной кислоты (0,3 мол.%) кусок древесины чернеет и проявляет склонность к разрушению и появлению внешних недостатков.
При микроскопии видно, что клеточные стенки волокон повреждены кислотным катализатором.
Так, сравнивая Фиг.2 с Фиг.1 с качественной точки зрения, можно констатировать, что поверхность древесины кажется отшлифованной с помощью проведенной обработки; эта поверхность древесины является однородной. Древесные (лигноцеллюлозные) волокна, видимые в микроскоп, кажутся интактными по сравнению с волокнами на Фиг.1. С одной стороны, продукт кажется подвергшимся своего рода протравке поверхности, которая, однако, позволила гомогенизировать поверхность благодаря прививке. Действительно, привитые цепи защищают волокна, что делает их неразличимыми под микроскопом.
Точно так же на Фиг.3 лигноцеллюлозные волокна кажутся голыми. Присутствие продукта значительно менее четкое, чем в предыдущем случае (Фиг.2); это логично, поскольку на фотографии показана внутренняя часть блока, обработанного способом по изобретению. Расслоение связано либо с обработкой, либо, вероятно, с разрывами волокон при разрезании.
С количественной точки зрения, величины поглощения и набухания обработанных и необработанных лигноцеллюлозных волокон представлены в следующей таблице.
Необработанные волокна Обработанные волокна
Поглощение,% 16 3,5
Набухание,% 6,5 3,5
Вторая методика заключается в анализе составляющих древесины. В зависимости от типа среды, в которой обработана древесина, не все биополимеры древесины подвергаются одинаковым разрушениям. Состав обработанной древесины может, следовательно, варьировать в зависимости от обработки. Эту методику называют ADF-NDF; она позволяет узнать пропорции целлюлозы С, гемицеллюлоз Н, лигнинов L, неорганического вещества ММ.
В следующей таблице собраны результаты анализа состава древесины дуба, обработанной смешанным уксусно-октановым ангидридом с различными типами катализаторов. Этерифицированные образцы подвергались омылению в соответствии с прописью анализа смешанных сложных эфиров древесины, затем промывались путем экстракции водой с помощью аппарата Soxhlet, после чего подвергались анализу по технологии ADF-NDF. Эта технология (Acid Detergent Fiber, Neutral Detergent Fiber) описана в работе VAN SOEST P.J. and WINE R.H. Determination of lignin and cellulose in acid-detergent fiber with permanganate J. Ass. Offic. Anal. Chem. 51(4), 780-785 (1968).
Природа обработки Катали-затор Экстра-гируемые вещества (%) Целлюлоза
(%)
Геми-целлюлозы
(%)
Лигнин
(%)
Разные
(%)
Зола
Необработанная древесина - 5,0 50,9 17,6 20,5 5,4 0,6
Сильный кислотный катализатор H2SO4
0,3 мол.%
22,4 49,7 14,7 8,5 4,4 0,3
Основной катализатор Na2CO3
0,3 мол.%
16,9 40,6 16,4 20,1 5,7 0,3
Без катализатора - 12,5 41,4 17,5 17,1 10,8 0,7
Таким образом, этот анализ позволяет отличить обработку с сильным кислотным катализатором от заявленных видов обработки. Действительно, наблюдается существенное показательное уменьшение количества лигнина и гемицеллюлоз. Кроме того, количество экстрагируемых водой в Soxhlet веществ оказывается наибольшим.

Claims (16)

1. Способ химической обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности, по меньшей мере, куска древесины, отличающийся тем, что указанные материалы пропитывают химическим агентом, содержащим углеводородные цепи, причем этот агент выбирают из смешанных ангидридов, содержащих первую углеводородную цепь R и вторую углеводородную цепь R1, где R или R1 представляет собой С24-карбоновую кислоту и R1 или R представляет собой насыщенную или ненасыщенную С624-жирную кислоту, за исключением смешанного ангидрида уксусной/бензойной кислоты, и указанный агент является пригодным для осуществления прививки за счет ковалентной связи множества углеводородных цепей на указанные материалы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что прививку осуществляют путем этерификации указанных лигноцеллюлозных материалов при помощи химического агента, выбранного из органических ангидридов.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку осуществляют при температуре от комнатной до 150°С, предпочтительно от 100 до 140°С.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что обработку осуществляют при температуре от комнатной до 150°С, предпочтительно от 100 до 140°С.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешанный ангидрид является смешанным ангидридом уксусной/октановой кислоты.
6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что пропитку осуществляют в присутствии основного катализатора.
7. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что пропитку осуществляют в присутствии нейтрального катализатора.
8. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что пропитку осуществляют в присутствии слабого кислотного катализатора.
9. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что пропитку осуществляют в отсутствие катализатора.
10. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что пропитку лигноцеллюлозных материалов проводят путем погружения.
11. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что пропитку лигноцеллюлозных материалов проводят путем орошения.
12. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что пропитку лигноцеллюлозных материалов проводят в автоклаве.
13. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что его осуществляют на куске древесины, основа которого выбрана, в частности, из дуба, сосны, ели, курупиксы, эвкалипта.
14. Изделие на основе волокон из лигноцеллюлозного материала, в частности кусок древесины, полученное способом по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что лигноцеллюлозные волокна являются однородными и имеют гладкий вид.
15. Изделие на основе волокон из лигноцеллюлозного материала, в частности кусок древесины, полученное способом по одному из пп.1-13, отличающееся тем, что коэффициент поглощения существенно близок к 3,5%.
16. Изделие на основе волокон из лигноцеллюлозного материала, в частности кусок древесины, полученное способом по одному из пп.1-13, отличающееся тем, что коэффициент набухания существенно близок к 3,5%.
RU2004132872A 2002-04-10 2003-04-09 Способ обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности древесины, а также материал, полученный этим способом RU2309039C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR02/04448 2002-04-10
FR0204448A FR2838369B1 (fr) 2002-04-10 2002-04-10 Procede de traitement de matieres lignocellulosiques, notamment du bois ainsi qu'un materiau obtenu par ce procede

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004132872A RU2004132872A (ru) 2005-06-10
RU2309039C2 true RU2309039C2 (ru) 2007-10-27

Family

ID=28459711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004132872A RU2309039C2 (ru) 2002-04-10 2003-04-09 Способ обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности древесины, а также материал, полученный этим способом

Country Status (19)

Country Link
US (2) US7790239B2 (ru)
EP (2) EP1657231A1 (ru)
JP (1) JP4137800B2 (ru)
CN (1) CN100480008C (ru)
AT (1) ATE327874T1 (ru)
AU (1) AU2003244734A1 (ru)
BR (1) BR0309011B1 (ru)
CA (1) CA2481555C (ru)
CY (1) CY1105171T1 (ru)
DE (1) DE60305678T2 (ru)
DK (1) DK1492653T3 (ru)
ES (1) ES2265574T3 (ru)
FR (1) FR2838369B1 (ru)
NO (1) NO333348B1 (ru)
PL (1) PL200844B1 (ru)
PT (1) PT1492653E (ru)
RU (1) RU2309039C2 (ru)
WO (1) WO2003084723A2 (ru)
ZA (1) ZA200407969B (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747643C2 (ru) * 2015-12-07 2021-05-11 Сас Вуду Процесс для частичного удаления лигнина и наполнения лигноцеллюлозного материала, а также структура композитного материала, получаемого с помощью этого процесса
US11656756B2 (en) 2018-02-09 2023-05-23 Sas Woodoo Touch detection device with touch interface made of composite material
US11820041B2 (en) 2017-06-07 2023-11-21 Sas Woodoo Process for supercritical or subcritical partial delignification and filling of a lignocellulosic material

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2838369B1 (fr) 2002-04-10 2004-07-02 Lapeyre Procede de traitement de matieres lignocellulosiques, notamment du bois ainsi qu'un materiau obtenu par ce procede
FR2889989B1 (fr) * 2005-08-30 2012-06-29 Rhodia Recherches & Tech Latex portant des fonctions ureido et composition le comprenant pour adhesion sur bois
FR2901728A1 (fr) * 2006-06-05 2007-12-07 Lapeyre Sa Utilisation d'un materiau resistant aux attaques des insectes xylophages
FR2901729A1 (fr) * 2006-06-05 2007-12-07 Lapeyre Sa Utilisation d'un materiau resistant au developpement des micro-organismes
FR2933090B1 (fr) * 2008-06-27 2011-01-21 Toulouse Inst Nat Polytech Enrobes non bitumeux pour revetements routiers
US9125403B2 (en) 2012-06-15 2015-09-08 Hycrete, Inc. Waterproofing and preservative compositions for organic material
WO2014195860A1 (en) 2013-06-03 2014-12-11 Chemconserve B.V. Modified wood fibres for manufacture in composites
EP3261498B1 (en) * 2015-02-24 2024-01-10 Albrecht Holdings LLC Method of reconditioning a fluid container
DE102019121069A1 (de) 2019-08-05 2021-02-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Behandlung von Holz

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB215722A (en) * 1923-05-07 1924-12-11 Progil Improved process of cold enamelling on wood, metal cement or like surfaces
RU2098268C1 (ru) * 1995-11-10 1997-12-10 Акционерное общество закрытого типа "Старый Невьянск" Способ получения уплотненной модифицированной древесины и изделий из нее
RU2143436C1 (ru) * 1997-12-24 1999-12-27 Алтайский государственный университет Способ получения сложных эфиров древесины

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58181604A (ja) * 1982-04-16 1983-10-24 大建工業株式会社 木質材の改質方法
JPS59209103A (ja) * 1983-05-12 1984-11-27 大建工業株式会社 木質材の改質方法
GB2157221A (en) * 1984-01-13 1985-10-23 Atomic Energy Authority Uk Improvements in or relating to liquid level sensing systems
DE3665677D1 (en) * 1985-01-21 1989-10-26 Stavelse Metaalbouw Pvba Method and apparatus for spray-impregnating materials
CN86102280B (zh) * 1986-04-08 1987-11-18 中国林业科学研究院木材工业研究所 马尾松木材的一种改性方法
JPS63147602A (ja) 1986-12-11 1988-06-20 大倉工業株式会社 改質木材の製法
JPH0681686B2 (ja) * 1990-10-01 1994-10-19 孝一 西本 改良アセチル化木材、及びその製造方法
WO1993006153A1 (fr) * 1991-09-19 1993-04-01 Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie 'novye Tekhnologii Sibiri' Matiere lignocellulosique modifiee, son procede d'obtention et composition d'obtention d'un materiau composite
FR2689131B1 (fr) 1992-03-30 1994-05-20 Oreal Procede de preparation de monoesters majoritairement en position 6' du d-maltose et leur utilisation dans les domaines cosmetique, bucco-dentaire, pharmaceutique et alimentaire.
GB9403509D0 (en) * 1994-02-24 1994-04-13 Bp Chem Int Ltd Acetylation of lignocellulosic materials
DK0680810T3 (da) * 1994-05-04 1999-04-26 Stichting Hout Research Shr Fremgangsmåde til acetylering af massivt træ
US5750677A (en) * 1994-12-30 1998-05-12 Eastman Chemical Company Direct process for the production of cellulose esters
US6146710A (en) 1996-05-29 2000-11-14 Windsor Technologies Limited Method of applying a powder coating to a length of a lignocellulosic material
US5981739A (en) 1996-09-26 1999-11-09 Bp Amoco Corporation Polyanhydride crosslinked fibrous cellulosic products and process for their preparation
US6406749B1 (en) 1998-03-18 2002-06-18 Windsor Technologies Limited Process for producing a modified lignocellulosic material
US6426118B2 (en) 1998-06-17 2002-07-30 Coating Development Group, Inc. Method for pressure treating wood
WO1999065615A1 (en) 1998-06-17 1999-12-23 Coating Development Group, Inc. Method for pressure treating wood
FR2838369B1 (fr) 2002-04-10 2004-07-02 Lapeyre Procede de traitement de matieres lignocellulosiques, notamment du bois ainsi qu'un materiau obtenu par ce procede
US7300705B2 (en) 2003-06-23 2007-11-27 Weyerhaeuser Company Methods for esterifying hydroxyl groups in wood
US20050136278A1 (en) 2003-12-17 2005-06-23 Hutter G. F. Method for making artificial pine heartwood

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB215722A (en) * 1923-05-07 1924-12-11 Progil Improved process of cold enamelling on wood, metal cement or like surfaces
RU2098268C1 (ru) * 1995-11-10 1997-12-10 Акционерное общество закрытого типа "Старый Невьянск" Способ получения уплотненной модифицированной древесины и изделий из нее
RU2143436C1 (ru) * 1997-12-24 1999-12-27 Алтайский государственный университет Способ получения сложных эфиров древесины

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of the american oil chemists' society, 1998, 75(2) 315-319. *
Вейганд-Хильгетанг. Методы эксперимента в органической химии. - М.: Химия, 1968, с.360. Dowson Bernard S.W. et al «Reacttivity of radiata pine sapwood towards carboxylic acid anhydrides», Holzforscnung, 1999, 53(2), 195-198. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747643C2 (ru) * 2015-12-07 2021-05-11 Сас Вуду Процесс для частичного удаления лигнина и наполнения лигноцеллюлозного материала, а также структура композитного материала, получаемого с помощью этого процесса
US11254026B2 (en) 2015-12-07 2022-02-22 Timothée BOITOUZET Process for partial delignification and filling of a lignocellulosic material, and composite material structure able to be obtained by this process
US11820041B2 (en) 2017-06-07 2023-11-21 Sas Woodoo Process for supercritical or subcritical partial delignification and filling of a lignocellulosic material
US11656756B2 (en) 2018-02-09 2023-05-23 Sas Woodoo Touch detection device with touch interface made of composite material
US11662899B2 (en) 2018-02-09 2023-05-30 Sas Woodoo Touch detection device with touch interface made of composite material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004132872A (ru) 2005-06-10
NO20044861L (no) 2004-11-09
JP4137800B2 (ja) 2008-08-20
CA2481555A1 (fr) 2003-10-16
ATE327874T1 (de) 2006-06-15
AU2003244734A8 (en) 2003-10-20
ZA200407969B (en) 2005-04-26
FR2838369A1 (fr) 2003-10-17
EP1492653B1 (fr) 2006-05-31
BR0309011B1 (pt) 2012-07-24
US8034462B2 (en) 2011-10-11
DK1492653T3 (da) 2006-10-09
WO2003084723A2 (fr) 2003-10-16
US20050163935A1 (en) 2005-07-28
EP1657231A1 (fr) 2006-05-17
AU2003244734A1 (en) 2003-10-20
JP2005527403A (ja) 2005-09-15
PL200844B1 (pl) 2009-02-27
PL371973A1 (en) 2005-07-11
EP1492653A2 (fr) 2005-01-05
FR2838369B1 (fr) 2004-07-02
CA2481555C (fr) 2012-01-03
ES2265574T3 (es) 2007-02-16
DE60305678D1 (de) 2006-07-06
CY1105171T1 (el) 2010-03-03
US20100291398A1 (en) 2010-11-18
BR0309011A (pt) 2005-02-01
CN100480008C (zh) 2009-04-22
CN1646278A (zh) 2005-07-27
WO2003084723A3 (fr) 2004-04-01
DE60305678T2 (de) 2007-05-31
PT1492653E (pt) 2006-10-31
US7790239B2 (en) 2010-09-07
NO333348B1 (no) 2013-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8034462B2 (en) Wood treated by impregnation with mixed anhydrides
Ramírez et al. Surface esterification of cellulose nanofibers by a simple organocatalytic methodology
AU2004202262B2 (en) Methods for esterifying hydroxyl groups in wood
Salim et al. Manufacturing of macroporous cellulose monolith from green macroalgae and its application for wastewater treatment
KR100209074B1 (ko) 소수성 수 비혼화 액체 흡수 방법
Kwon et al. Treatment effects of choline chloride-based deep eutectic solvent on the chemical composition of red pine (Pinus densiflora)
JP2008538338A (ja) 木食性昆虫による攻撃に耐性をもつ材料の使用
Barghoorn Sodium chlorite as an aid in paleobotanical and anatomical study of plant tissues
JP2008538374A (ja) 微生物の繁殖に対して抵抗力のある材料の使用
JPH056481B2 (ru)
Efanov Transformations of aspen wood and its principal components by O-acylation
US20230106916A1 (en) Method for chemically modifying a wood part
JPS6135208A (ja) 木質材の改質処理方法
JPH0322802B2 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160410