خواص آب‌گریزی چوب عامل‌دار شده با انیدریدفتالیک در مقایسه با انیدریداستیک

سابقه و هدف: ویژگی‌های آب‌دوستی چوب یکی از عوامل محدودکننده برای کاربرد چوب در برخی مصارف به‌ویژه در فضای باز است. برای حفاظت چوب در مقابل جذب رطوبت از روش‌های پوشش‌دهی، اشباع با مواد شیمیایی آب‌گریز مختلف و یا روش‌های اصلاحی می‌توان استفاده کرد. در این تحقیق، تاثیر اصلاح شیمیایی چوب با استفاده از جایگزینی گروه‌های هیدروکسیل با گروه‌های عاملی حلقوی (گروه فتالات) و زنجیر خطی کوتاه (گروه استیل) بر خواص آب‌گریزی آن بررسی شد. مواد و روش‌ها: از قسمت برون‌چوب دو گونه صنوبر دلتوئیدس (Populous deltoides ) و نوئل ( Picea abies)، نمونه-هایی با قطر 48 میلی‌متر و ضخامت 5 میلی‌متر تهیه شد. قبل از عملیات اصلاح، نمونه‌ها با استفاده از حلال ترکیبی استون و اتانول ( 2:1حجم/حجم) به مدت 8 ساعت عصاره‌گیری شدند. فرایند اشباع با محلول انیدریداستیک و انیدریدفتالیک به روش خلاء و فشار در دمای 120 درجه‌سانتیگراد برای مدت زمان‌های 1، 2، 4 و 24 ساعت انجام شد. بعد از فرایند اصلاح، ابتدا نمونه‌ها به مدت 48 ساعت با استن و سپس به مدت 48 ساعت با آب مقطر آبشویی شدند. پس از عملیات آبشویی، نمونه‌ها در آون در دمایC ° 2±103 به مدت 24 ساعت خشک و توزین شدند. مقدار افزایش وزن (WPG)، ویژگی‌های فیزیکی چوب‌های اصلاح شده شامل رطوبت تعادل کاهش یافته (EMCR)، کارایی ضد رطوبت (MEE) و تر شوندگی با آزمون دینامیک زاویه تماس قطره آب به روش Sessile Drop اندازه‌گیری شد و با استفاده از آزمون طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز تجهیز شده با بازتابش کلی کاهش یافته ( ATR-FTIR) تغییرات شیمیایی ایجاد شده بررسی شد. یافته‌ها: بر اساس مطالعات ATR-FTIR، پیک مشاهده شده در عدد موجی cm-1 1732-1746 مربوط به ارتعاش کششی گروه کربونیل (C=O) تشکیل اتصالات استری در نمونه‌های اصلاح شده با هر دو نوع انیدرید را تایید می‌کند. نتایج نشان داد که اصلاح هر دو گونه چوبی با انیدریداستیک در مقایسه با انیدریدفتالیک در مدت زمان مشابه واکنش منجر به WPG و کارائی ضد رطوبت بیشتر می‌شود و الگوی تغییرات آن‌ها با مدت زمان واکنش متأثر از گونه بود. دستیابی به WPG کمتر در فرایند اصلاح با فتالات می-تواند ناشی از بزرگ‌تر بودن گروه عاملی فتالات در مقایسه با گروه عاملی استیل و بالطبع غیرقطبی‌تر بودن آن و نیز هیدرولیز پیوند استر حاصل از واکنش انیدریدفتالیک با گروه هیدروکسیل چوب در اثر آبشویی باشد. با این وجود، در WPG تقریبا برابر، تفاوتی بین کارائی ضدرطوبت چوب‌های اصلاح شده با دو نوع انیدرید مشاهده نشد. در فرایند استیلاسیون، چوب نوئل در مقایسه با چوب صنوبر بهتر اصلاح شد ولی در فرایند اصلاح با فتالات، تفاوتی بین دو گونه چوبی مشاهده نشد. نتایج آزمون ترشوندگی نشان داد که مقدار زاویه تماس در چوب نوئل پس از اصلاح با هر دو نوع انیدرید، افزایش یافت. در حالی‌که در چوب صنوبر، فقط نمونه اصلاح شده با انیدریدفتالیک با WPG زیاد، زاویه تماس بیشتری در مقایسه با نمونه شاهد داشت. نتایج همچنین نشان داد که در مقایسه با فرایند استیلاسیون، مقدار WPG چوب اصلاح شده با انیدریدفتالیک کم‌تر تحت تاثیر مدت زمان واکنش بود. این مسئله می‌تواند ناشی از واکنش‌پذیری کم‌تر گروه فتالیک با چوب در مقایسه با گروه استیل باشد. نتیجه‌گیری: تفاوتی بین کارائی ضدرطوبت چوب اصلاح شده با انیدرید زنجیر خطی کوتاه (انیدریداستیک) در مقایسه با انیدرید حلقوی (انیدریدفتالیک) در WPG مشابه وجود نداشت که بیانگر عدم تاثیرگذاری نوع انیدرید بر این ویژگی فیزیکی چوب است. همچنین، مقدار ترشوندگی سطح این نوع چوب‌های اصلاح شده علاوه بر مقدار جایگزینی گروه‌های هیدروکسیل می‌تواند تابعی از عوامل دیگر مانند کیفیت و نفوذپذیری سطح باشد.