Химия и производство: Консервирование дерева

     Для консервирования дерева применяются различные средства. Опишем изготовление некоторых из них.

Для пропитывания свежих, недавно срубленных деревьев консервирующим и предохраняющим от гниения средством является раствор медного купороса.

     В мешок помещают 3 кг медного купороса и подвешивают его для постепенного растворения в деревянную бочку, наполненную 100 л воды; затем в эту бочку, выставленную на солнце, опускают бревна или колья острым концом вниз. Вследствие испарения влаги с поверхности дерева происходит всасывание жидкости снизу. Процесс прекращают, когда верхние части бревен будут хорошо пропитаны, причем постоянный уровень жидкости в бочке поддерживается периодическим подливанием воды. После обработки дерево должно быть в течение некоторого времени тщательно просушено.

     Буб нашел, что прибавление хлорной ртути (сулемы) к медному купоросу не только повышает антисептические свойства последнего, но способствует также более продолжительной консервации. Смеси из сульфата меди, хлорного цинка и увеличить противогнилостную способность этой смеси и усилить ее продолжительную эффективность на значительно больший срок, необходимо добавить к смеси не менее 10% сулемы, причем дальнейшее увеличение количества сулемы еще более способствует сопротивляемости дерева атмосферным влияниям.

     По другому способу применяются вместо сулемы (хлорной ртути) фтористые и кремнефтористые соединения.

По другому способу особенно хорошо подходит для консервирования дерева смесь из 900 вес. ч. воды, 100 вес. ч. растворимого стекла (35-40° по Бомэ) и 1 вес. ч. сулемы.

Для предохранения от гниения дерева, находящегося частью в земле, частью на воздухе, рекомендуется следующий способ.

     Дерево обильно смазывается раствором, состоящим из 1250 г квасцов в 100 л воды. По истечении 24 часов дерево вымазывают мыльной водой из 7.5 кг обыкновенного мыла и 100 л воды, причем эту операцию повторяют несколько раз, если дерево обладает незначительной впитывающей способностью. Обработанное таким образом дерево не изменяется в течение нескольких годов, темнеет очень медленно и может быть окрашено любой краской.

По способу доктора Буб консервирующая смесь состоит из 1 вес. ч. ди- или тринитрофенола или крезола натрия и 1-10 вес. ч, нафталинсульфокислого цинка или фенолсульфокислого натрия.

Одним из распространенных средств, консервирующих дерево, является карболинеум. Ниже мы даем несколько рецептов карболинеума.

Тяжелого каменноугольного смоляного масла 4 вес. ч.

Легкого сырого древесного масла 8 вес. ч.

Тяжелого смоляного масла 1 вес. ч.

     Каменноугольное и древесное смоляные масла должны быть освобождены от карболовой кислоты и креозота, что достигается промыванием масла едким щелоком и дистилляцией.

Антраценового масла 10 вес. ч.

Канифоли 1 вес. ч.

     Помещают в железный котел и путем умеренного нагревания доводят массу до однообразной консистенции, затем прибавляют 1-2 вес. ч. каучукового раствора. Точное количество резинового или каучукового раствора устанавливается опытным путем в зависимости от той кроющей способности, которую желают придать карболинеуму. Смесь варят до тех пор, пока все не растворится. Когда растворение произойдет, прибавляют еще 50 г сырой стопроцентной карболовой кислоты, хорошо промешивают и помещают .готовый карболинеум в бочки для отстаивания. Карболинеум этот - темно-коричневой окраски, очень прочен и весьма пригоден для пропитки свай, шпал, телеграфных столбов и других бревен, которые в течение долгого времени подвергаются воздействию сырости.

     Для получения светлого карболинеума берут 3 вес. ч. канифоли и 15 вес. ч. светлого парафинового масла. Осторожно растапливают на небольшом огне в железном котле, после чего примешивают к составу 1 вес. ч. смоляного масла.

     Темный карболинеум можно получить по следующему рецепту:

Антраценового масла 10 вес. ч.

Канифоли 20 вес. ч.

Раствора каучука или раствора каучуковых отбросов 2 вес. ч.

Сырой карболовой кислоты 5 вес. ч.

Раствора хлористого цинка 50° по Бомэ 5 вес. ч.

     Растапливают на медленном огне антраценовое масло и канифоль, затем примешивают каучуковый раствор в варят до тех пор, пока все не растворится, после чего прибавляют карболовую кислоту и щелок хлористого пинка Прибавив последние два вещества, массу перемешивают до ее охлаждения.

Для консервирования мягких пород деревьев готовый древесный материал в виде свай, колов, брусьев и пр. пропитывают горячим раствором железного купороса, сушат и после этого помещают в горячую баню из растворимого стекла. В этой бане сейчас же начинается химический процесс:

     Раствор растворимого стекла образует с ранее впитанной деревом железной солью нерастворимый в воде силикат железа, который, плотно облегая внешнюю поверхность материала, охраняет его от разрушения, причем железная соль, впитанная древесными клетками, увеличивает продолжительность сопротивляемости дерева, Этот способ имеет то преимущество, что он не придает дереву никакого запаха, не изменяет его окраски и очень дешев.

Консервировать дерево можно также простым окуриванием, для чего подвергают его в течение 4-6 недель воздействию дыма. При окуривании в течение круглых суток равный результат достигается в половинный срок. Так как весь процесс здесь сводится лишь к получению дыма, то для топки пригодны главным образом зеленые смолистые суковатые деревья.

Мы должны упомянуть еще об очень интересны опытах Зейденшнура, которые имеют большое значение для предохранения построек и древесного материала о так называемых грибков, заражающих и разъедающих дерево с чрезвычайной быстротой. Опыты Зейденшнура установили, что освобожденное от своих кислых составных частей каменноугольное смоляное масло убивает эти грибки и является хорошим профилактическим средством в отношении возникновения таких грибков.

     Вопреки установившемуся мнению, что консервирующие дерево свойства смоляного, масла, изготовленного из каменноугольного дегтя, зависят только от содержания в нем фенола и его гомологов, Зейденшнур опытным путем доказал, присутствие кислых растворимых в натровом щелоке веществ в масле не является существенным. Для проверки было получено вытяжкой масло из давно пропитанных, но хорошо сохранившихся шпал. Масло было подвергнуто исследованию, которое подтвердило наличие только высококипящих частей (фракции) и полное отсутствие нафталина и легко улетучивающихся, в том числе и кислых составных веществ, которые, естественно, в течение известного времени вследствие испарения и выщелачивания внешней водой исчезли из шпал.

     Прочность шпал, отсутствие признаков какого бы то ни было гниения с полной очевидностью доказали, что консервирующие свойства следует отнести исключительно к присутствию в масле нейтральных, высококипящих веществ, а отнюдь не ее кислым составным частям.

     Вследствие этого состоящее только из нейтральных высококипящих веществ антраценовое масло в данном отношении несравненно лучше смоляного масла, которое богато кислыми составными частями. Зейденшнур испытывал также действие находящихся в нефти тяжелых углеводородов в целях определения их свойств для консервирования дерева, причем оказалось, что после отгонки бензина, керосина и солярового дистиллята остающийся остаток непригоден для дерева и что обработанное таким остатком дерево является едва прочнее, чем обыкновенное, ничем не пропитанное сырое дерево. Напротив, обнаружилось, что эти нейтральные углеводороды посредством обработки серой приобретя свойства, характеризующие их как средство, вполне пригодное для быстрого уничтожения разъедающих дерев грибков и являющееся, хорошим консервирующим составом, по своему действию процентов на 15-20 уступающим антраценовому маслу.

     Опытным исследованиям и обработке серой подвергались также пенсильванское сырое минеральное масло техасское сырое масло и различные сорта русского сырого масла. Эти масла нагревали приблизительно до 150°, прибавляли до 2% серы и повышали температуру до 280°, причем большое количество серы в виде сероводорода улетучивалось уже при 170-210°. Переходящий при 210-280° дистиллят соединяют с остатками. Смесь образует чистую, растворимую в хлороформе, бензоле и эфире жидкость.

     Весьма подходящим сырьем для такого антигрибкового консервирующего дерево средства является масло, извлекаемое из сырого керосина, известное за границей под кратким наименованием S-масла. Во всех странах и районах, где изготовление смоляных масел затруднительно, S-масло должно занять место смоляного масла при изготовлении антигрибковых и консервирующих древесные материалы средств.

В последнее время (1923 г.) с большим успехом применяют для пропитывания дерева сера и парафин, которые придают дереву большую устойчивость против химических и физических воздействий. Первые опыты с серой были произведены в американских соединенных штатах и дали прекрасные результаты. Пропитка серой дерева дала увеличение прочности и твердости так, например, сопротивление на разрыв соснового дерева (параллельно волокнам) увеличилось с 5.5 кг до 9.1 кг на см² . Таким образом, мягкие древесные породы благодаря обработке серой превращаются в плотный, прочный и химически инертный материал. Кроме того, такое дерево обладает высокими диэлектрическими качествами, а также исключительной способностью к полированию.

     Этот новый, практикуемый уже в Америке способ пропитывания удивительно прост и не требует никакой особой аппаратуры. Предназначенное для обработки дерево погружается в нагретую до 140-150° серу. Здесь дерево остается, пока не будет удалена вся влажность, что происходит в течение 5-6 часов. Затем дерево переносят (или понижают температуру первой бани) в серную баню с температурой 120-125°. Окончание пропитывания узнается по прекращению образования пузырьков.

     Применение вакуума или давление ведут к ускорению процесса, но не к улучшению продукта, так как изменение давления не оказывает никакого влияния на количество поглощенной деревом серы. Количество серы, поглощенное деревом, изменяется в зависимости от породы дерева. Так, например, тополь поглощает 76% серы, кипарис - 60%, пихта - 64%, красное дерево - 60-70%, дуб - 40%.

     Продолжительность пропитывания зависит от различных факторов, как, например, структуры клетки дерева, водного содержания и т. д. В среднем весь процесс продолжается 10-12 часов; в некоторых случаях продолжительность доходит до 24 часов.

     Опыты пропитывания парафином также были проведены в соединенных штатах. Поводом этим изысканиям послужила трудность получения устойчивого по отношению к действию кислот и щелочей. При этих опытах применялись следующие роды деревьев: сосна, ель, пихта, клен и кипарис. Парафин применялся или один или в смеси с крезолом вазелином, парафиновым маслом или льняным маслом. Наилучшие результаты дало пропитывание одним только парафином. Были поставлены опыты пропитывания дерева, которое было предварительно высушено, и у которого экстракцией были удалены растворимые составные части. Опыт показал, что такая обработка излишня. Практически пропитывание парафином производится следующим образом.

     Дерево помещают в парафиновую баню, нагретую до 71°, и медленно повышают температуру (в течение приблизительно 30 минут) до 105°. По достижении этой температуры снова медленно нагревают до 135°, что продолжается приблизительно три-четыре часа.

     Когда наступит полное прекращение выделения пузырей, дерево вынимают из ванны. Поглощение парафина у пористых пород доходит до 120%, у плотных лип - до 20%-На практике оказалось полезным после пропитывания при высокой температуре дерево еще раз погрузить в парафиновую ванну при 71° и оставить там приблизительно минут на 30.

     Обработанное таким образом дерево обнаруживает необычайно большую устойчивость по отношению к кислотам и щелочам. В этом случае также не требуется специальная аппаратура, нужна только соответствующих размеров ванна.

В последнее время (1923 г.) обращено также внимание на высокие дезинфицирующие свойства смоляных масел буковой смолы. Этот материал уже давно известен как консервирующее средство для дерева. Для пропитки дерева применяются фракции буковой смолы, кипящие при температуре выше 180°.