Научная статья на тему 'Исследование крашения древесины. 3. Крашение водными растворами солей металлов'

Исследование крашения древесины. 3. Крашение водными растворами солей металлов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
228
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Химия растительного сырья
Scopus
ВАК
AGRIS
CAS
RSCI

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Беляев Е. Ю., Соколов В. Л.

Показана возможность крашения древесины водными растворами солей металлов с целью замены ими синтетических красителей. Исследовано влияние концентрации и температуры красильного раствора на интенсивность окраски древесины. Светостойкость окрасок составляла от 2 до 4 баллов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Исследование крашения древесины. 3. Крашение водными растворами солей металлов»

Краткие сообщения

УДК 674.048 : 667.28

ИССЛЕДОВАНИЕ КРАШЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ. 3. КРАШЕНИЕ ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ

© Е.Ю. Беляев, В.Л. Соколов

Сибирский государственный технологический университет, пр. Мира, 82, Красноярск, 660049 (Россия) e-mail: sibstu@sibstu.kts.ru

Показана возможность крашения древесины водными растворами солей металлов с целью замены ими синтетических красителей. Исследовано влияние концентрации и температуры красильного раствора на интенсивность окраски древесины. Светостойкость окрасок составляла от 2 до 4 баллов.

Введение

Основную массу древесины, используемой для производства мебели, отделочных материалов и предметов интерьера, составляют хвойные породы, которые характеризуются сравнительно низкими декоративными свойствами. Наиболее часто для облагораживания древесины используется крашение. В настоящее время известны два основных направления при крашении: первое основано на применении синтетических красителей, второе - на использовании растворов реагентов, при взаимодействии с которыми изменяется цвет древесины [1, 2]. В ряде технологий необходимо глубокое (сквозное) крашение древесины. В данном случае синтетические красители не могут быть использованы применительно к крашению хвойной древесины, поскольку практически полностью отфильтровываются на ее поверхности. Кроме того, красители достаточно дороги, что объясняется сложностью технологии их производства.

В связи с этим второе направление при реализации в процессах крашения древесины представляется нам более перспективным. Сущность подхода заключается в том, чтобы рассматривать древесину в качестве одного из реагентов, используемых в процессе синтеза красителя. Основной задачей в данном случае является подбор второго реагента. Для этого необходимо рассмотреть некоторые вопросы химии составляющих древесины и химии красителей. В первых сообщениях [1, 2] нами приведены результаты исследований возможности крашения древесины водными растворами ароматических аминов и гидразинов. Окраска в описанном случае возникает в результате реакции конденсации реагентов с карбанильной группой компонентов, содержащихся в древесине. Продолжая исследования в данном направлении, нами была изучена возможность крашения древесины солями металлов.

Соли металлов представляют собой большую группу неорганических соединений, которая весьма условно может быть разбита на две части: соли, которые будут выступать в качестве окислителей (Na2Cr2O7, FeCl3, CuSO4), другие могут участвовать в реакциях комплексообразования. При этом атом металла входит в состав сопряженной системы и оказывает влияние на поглощение света. В качестве металлов-комплексообразователей в химии красителей наиболее часто используют хром, медь, никель, кобальт, железо, алюминий [3].

Значение сильных окислителей при крашении достаточно велико ввиду того, что хвойная древесина содержит достаточно много экстрактивных веществ, способных к окислению.

Экспериментальная часть

Крашение древесины осуществлялось путем пропитки образцов водными растворами реагентов. Концентрация растворов последних составляла 1-5%, температура - 90°С. Для изготовления образцов

Автор, с которым следует вести переписку.

148 Е.Ю. Беляев, В.Л. Соколов

использовалась древесина сосны, ели и лиственницы. После высушивания образцы подвергались испытаниям на светопрочность согласно ГОСТу 9733.1-83. «Материалы текстильные. Методы испытания устойчивости окраски к свету». Результаты исследований приведены в таблице.

Для оценки интенсивности получаемых окрасок нами была выбрана величина диффузного отражения (светлота поверхности). Для ее определения использовался фотоблескомер ФБ-2. Исследования проводились согласно методике, применяемой при исследовании лакокрасочных материалов [4]. При этом значение диффузного отражения неокрашенной древесины приравнивалось к нулю, таким образом, определялось изменение интенсивности окраски поверхности после обработки ее реагентом.

В результате обработки полученных данных можно разместить все исследуемые породы по убыванию интенсивности окрашивания в следующий ряд: лиственница > сосна > ель.

Для изучения влияния концентрации реагента (РеС13) и температуры раствора на интенсивность окраски нами был поставлен двухфакторный эксперимент. Температура раствора варьировалась в пределах 20-90°С, концентрация - 1-5%. Для исследований использовались образцы из сосны, лиственницы и ели.

Результаты крашения древесины хвойных пород водными растворами солей металлов

Реагент Цвет окраски Светопрочность, балл

сосна лиственница ель

Хлорид кобальта (II) Серо-коричневый Коричневый Серый 2

Нитрит натрия Светло-коричневый Кремовый Светло-коричневый 4

Сульфат хрома Коричневый Красновато-коричневый Светло-коричневый 2

Хлорид железа (III) Зеленовато-серый Серый Зеленовато-серый 4

Бихромат натрия Серовато-коричневый Зеленовато-коричневый Серовато-коричневый 4

Обсуждение результатов

Анализ результатов крашения показывает, что на интенсивность окраски древесины сосны и ели большее влияние оказывает концентрация реагента, меньшее - температура раствора. При крашении древесины лиственницы концентрация и температура красильной ванны оказывают практически равное влияние на интенсивность окраски.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что результаты крашения древесины хвойных пород определяются в основном содержанием экстрактивных веществ. Так, при нанесении равного количества раствора на поверхность образцов, изготовленных из заболонной и ядровой (спелой) древесины, отмечено более интенсивное окрашивание последних. Это особенно четко выражено при использовании сильных окислителей, таких как №2Сг207 и РеС13. Известно, что именно ядровая (спелая) древесина характеризуется большим содержанием экстрактивных веществ. Нами также отмечено, что цвет окраски зависит не только от породы древесины, но и от строения реагента. Данное обстоятельство, на наш взгляд, указывает на протекание реакций комплексообразования, в результате которой и происходит углубление цвета. Таким образом, крашение древесины с использованием солей металлов следует рассматривать как сложный процесс, в котором в результате протекания нескольких типов химических реакций происходит образование окрашенного соединения.

Необходимо заметить, что светопрочность полученных окрасок (2-4 балла) близка к величине данного показателя ряда синтетических красителей [5]. Дальнейшие исследования будут направлены на поиск новых реагентов, способных образовывать окрашенные соединения в реакциях с компонентами древесины.

Список литературы

1. Беляев Е.Ю., Суходолова А.П., Соколов В. Л., Ермолин В.Н. Исследование крашения древесины. 1. Крашение водными растворами аминов // Химия растительного сырья. 1998. №3. С. 55-57.

2. Беляев Е.Ю., Мелешко А.В., Соколов В.Л. Исследование крашения древесины. 2. Крашение водными растворами гидразинов // Химия растительного сырья. 1999. №4. С. 13-16.

3. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. М., 1977. 488 с.

4. Денисова С. Г., Мелешко А. В., Егоров В. В. Технология защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов: Методические указания к проведению лабораторных работ для студентов специальности 26.02. всех форм обучения. Красноярск, 1996. С. 46.

5. Кушнирская М. Ц. Крашение древесины в производстве мебели. М., 1973. С. 31.

Поступило в редакцию 13 июня 2002 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.