TP
P<>/A\ B; B
Gunilla Östberg, Finn Englund
Vattenbaserade
vattenawisande medel för
impregnering av trä
Water-based Water Repellents
for Treatment of Wood
Trätek
VATTENBA5ERADE VATTENAVVISANDE MEDEL FÖR IMPREGNERING AV TRÄ
Water-based Water Repellents for Treatment of Wood TräteknikCentrum, Rapport I 9105028 Nyckelord au toradiography penetration water-based water repellents weathering wood Storkholm j a n u a r i 1992
Rapporter från Trätek — Institutet för träteknisk forskning — är kompletta sammanställningar av forskningsresultat eller översikter, utvecklingar och studier. Publicerade rapporter betecknas med I eller P och numreras tillsammans med alla ut-gåvor från Trätek i löpande följd.
Citat tillätes om källan anges.
Reports issued by the Swedish Institute for Wood Technology Research comprise complete accounts for research results, or summaries, surveys and
studies. Published reports bear the designation I or P and are numbered in consecutive order together
with all the other publications from the Institute. Extracts from the text may be reproduced provided the source is acknowledged.
Trätek — Institutet för träteknisk forskning — be-tjänar de fem industrigrenarna sågverk, trämanu-faktur (snickeri-, trähus-, möbel- och övrig trä-bearbetande industri), träfiberskivor, spånskivor och plywood. Ett avtal om forskning och utveck-ling mellan industrin och Nutek utgör grunden för verksamheten som utförs med egna, samverkande och externa resurser. Trätek har forskningsenhe-ter, förutom i Stockholm, även i Jönköping och Skellefteå.
The Swedish Institute for Wood Technology Re-search serves the five branches of the industry: sawmills, manufacturing (joinery, wooden hous-es, furniture and other woodworking plants), fibre board, particle board and plywood. A research and development agreement between the industry and the Swedish National Boardfor Industrial and Technical Development forms the basis for the Institute's activities. The Institute utilises its own resources as well as those of its collaborators and other outside bodies. Apart from Stockholm, re-search units are also located in Jönköping and Skellefteå.
SAMMANFATTNING Sid 3 INLEDNING BAKGRUND PRGVNINGSMETODER P r o v m a t e r i a l Impregnering Vattenavvisande e f f e k t PROVADE BEHANDLINGAR Tal 1harts-fumarsyra L i n o l s y r a - m a l e i n s y r a a n h y d r i d övriga provade medel
7 7 9 10 RESULTAT T a l I h a r t s f u m a r s y r a och l i n o l s y r a -maleinsyraanhy dr i d T i l l s a t s av f u n g i n i d e r övriga provade medel
15 19 26 27 UTVÄRDERING AV UT0MHU5EXP0NERADE PROVER 30 UNDERSÖKNING AV DE VATTENAVVISANDE MEDLENS 31 FÖRDELNING I TRÄ A u t o r a d i o g r a f i m e t o d 31 R e s u l t a t 32 SLUTSATS, DISKUSSION REFERENSER SUMMARY 40 42 43
SAMMANFATTNING
En ny t y p av vattenbaserade vattenavvisande medel för behandling av trä har s t u d e r a t s .
För trä i utomhusanvändning används a l l t m e r B-impregnering som e t t komple-ment t i l l y t b e h a n d l i n g . En y t b e h a n d l i n g är o f t a s t i n t e tillräcklig för a t t förhindra v a t t e n a t t tränga i n i träunderlaget under en längre t i d s utom-husexponering. De nuvarande B-impregneringsmedlen är baserade på l a c k n a f t a med t i l l s a t s av vattenavvisande medel och f u n g i c i d e r . Den vattenavvisande t i l l s a t s e n fördröjer träets upptagning av v a t t e n . Även om en b r a i n i t i a l v a t t e n a v v i s n i n g erhålls med de lösningsmedelsbaserade medlen så är det välkänt a t t e f f e k t e n a v t a r e f t e r en t i d s åldring, ökade miljökrav gör a t t det s k u l l e vara fördelaktigt a t t ersätta dessa lösningsmedelsbaserade me-del med vattenbaserade. Även meme-del med bättre långtidseffekt är önskvärt. I d e t t a a r b e t e har några o l i k a vattenbaserade vattenavvisande medel under-sökts. Med två medel baserade på t a l l h a r t s r e s p e k t i v e l i n o l s y r a har en vattenavvisande e f f e k t uppnåtts som är bättre än med e t t k o m m e r s i e l l t lös-ningsmedel baserat medel, som använts som r e f e r e n s .
Medlen har också p r o v a t s med kommersiella f u n g i c i d e r t i l l s a t t a och b r a vattenavvisande e f f e k t har erhållits v i d låga k o n c e n t r a t i o n e r .
Av de övriga provade behandlingarna gav några o b e t y d l i g vattenavvisande e f f e k t medan andra gav e f f e k t men sämre än de t a l I h a r t s b a s e r a d e och l i n o l -syrabaserade medlen. Två o l i k a provningsförfaranden för undersökning av den vattenavvisande e f f e k t e n har använts och jämförts. Den ena är c y k l i s k doppning i v a t t e n / t o r k n i n g . I det andra förfarandet åldras och f r y s e s p r o -verna i Weather-o-Meter mellan c y k l e r n a av d o p p n i n g / t o r k n i n g . Det senare förfarandet gav en snabbare åldring av proverna, v i l k e t innebär a t t man kan få u t s l a g s g i v a n d e r e s u l t a t e f t e r en k o r t a r e p r o v n i n g s t i d .
Fördelning av de vattenbaserade vattenavvisande medlen i n u t i träet har s t u d e r a t s med a u t o r a d i o g r a f i . T i d i g a r e undersökningar har v i s a t a t t vax som är den v a n l i g a s t e vattenavvisande komponenten i de lösningsmedelsbase-rade medlen är ojämnt fördelat i n u t i träet e f t e r t o r k n i n g . Medlet baserat på t a l l h a r t s som impregnerats med e t t d u b b e l t impregneringsförfärande, v i -sade en jämn fördelning närmast den impregnerade y t a n . Det medel som v a r baserat på l i n o l s y r a v a r företrädesvis l o k a l i s e r a t t i l l märgstrålarna.
ANVÄNDA FÖRKORTNINGAR
KKBCl B e n s a l k o n i u m k l o r i d , a l k y l b e n s y l d i m e t y l a m m o n i u m k l o r i d LinMSA L i n o l s y r a som m o d i f i e r a t s med m a l e i n s y r a a n h y d r i d TFMSA T a l l f e t t s y r a som m o d i f i e r a t s med m a l e i n s y r a a n h y d r i d THF T a l l h a r t s som m o d i f i e r a t s med fumarsyra
WoM Weather-o-Meter WR Water r e p e l l e n t
För trä i utomhusanvSndning används a l l t m e r B-impregnering som e t t komple-ment t i l l y t b e h a n d l i n g . En y t b e h a n d l i n g är o f t a s t i n t e tillräcklig för a t t hindra v a t t e n a t t tränga i n i träunderlaget under en längre t i d i utomhusexponering. De v a n l i g a s t e Bimpregneringsmedlen som används består av v a t -tenavvisande medel och f u n g i c i d e r lösta i l a c k n a f t a . Det vat-tenavvisande medlet består v a n l i g t v i s av vax och någon t y p av a l k y d . Medlet förhindrar e l l e r fördröjer träets förmåga a t t t a upp v a t t e n (Banks 1973, V o u l g a r i d i s och Banks 1979, Razzaque 1982). På d e t t a sätt förhindras snabba fuktrörel-ser, som uppkommer genom u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g hos träet och därmed
s p r i c k b i l d n i n g och n e d b r y t n i n g . Fungicider tillsammans med vattenavvisande medel ökar beständigheten mot mikroorganismer. Behandlingen görs med e t t vakuum-/tryckimpregneringsförfärande. S n i c k e r i p r o d u k t e r som B-impregneras är främst fönster. För a t t k l a r a k l a s s B-impregnering e n l i g t Nordiska Trä-skyddsrådets (NTR) standard krävs en inträngning av impregneringsvätskan på minst 10 mm i s p l i n t v e d e n hos f u r u .
Även om en bra i n i t i a l v a t t e n a v v i s n i n g erhålls med de lösningsmedelsbase-rade medlen som f i n n s idag så är d e t välkänt a t t e f f e k t e n avtar e f t e r en t i d s åldring ( u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g ) ( M i n i u t t i m f l 1961, Banks och V o u l g a r i d i s 1980, V o u l g a r i d i s och Banks 1981, Banks 1982, V o u l g a r i d i s och Banks 1983). I en undersökning har dock en bra e f f e k t under en längre t i d observerats ( F e i s t och Mraz 1978). Man t r o r a t t en bidragande orsak t i l l försämringen är a t t man får en ojämn fördelning av d e t vattenavvisandde medlet i n u t i träet e f t e r t o r k n i n g e n . Det har v i s a t s i g a t t vaxet a n r i k a s i märgstrålarna (Banks 1984, L e v i , Coupe och Nicholson 1970). Det medför a t t v a t t e n , r e l a t i v t o b e h i n d r a t , kan tränga i n i områden med låg v a t t e n a v v i s -ning och orsaka sväll-ning som ger s p r i c k o r där n y t t v a t t e n kan tränga i n . På så sätt får man en g r a d v i s försämring av e f f e k t e n .
De a l l t m e r ökande miljökraven och höga kostnader för lösningsmedel såsom l a c k n a f t a gör a t t d e t s k u l l e vara en betydande fördel a t t ersätta de lös-ningsmedelsbaserade medlen med vattenbaserade. Vattenavvisande medel med bättre långtidseffekt än de nuvarande är också önskvärt.
Att använda v a t t e n som lösningsmedel kan vara en fördel eftersom v a t t e n sväller träets cellväggar, v i l k e t gör a t t tillförda k e m i k a l i e r har en ökad möjlighet a t t förankras i cellväggen. Detta beror dock på f a k t o r e r såsom m o l e k y l s t o r l e k , k o n f i g u r a t i o n m m som idag i n t e är k l a r l a g d a . V i d impreg-n e r i impreg-n g i l a c k impreg-n a f t a sväller i impreg-n t e träet och maimpreg-n får därför i impreg-n t e i impreg-n medlet i cellväggen utan d e t s i t t e r a n t a g l i g e n på cellväggsytan. Om k e m i k a l i e r n a förankras i cellväggen kan de förväntas ge beständigare och e f f e k t i v a r e skydd.
I en t i d i g a r e etapp av d e t t a arbete (Johansson m f l 1982) har en d e l nya idéer för vattenavvisande medel p r o v a t s . Några av dessa var vattenbaserade varav några medel gav en vattenavvisande e f f e k t som var likvärdig e l l e r bättre än dagens lacknaftabaserade. Dessa f o r m u l e r i n g a r var dock i n t e d i -r e k t a p p l i c e -r b a -r a i n d u s t -r i e l l t .
Avsikten med föreliggande arbete är a t t anpassa e t t av dessa vattenbaserade mevattenbaseradel, som g i v i t lovanvattenbaserade r e s u l t a t , så a t t d e t kan användas i n d u
-s t r i e l l t . Några nya typer av vattenba-serade medel har ock-så provat-s -samt kombination av de vattenavvisande medlen med b e f i n t l i g a f u n g i c i d e r . Med-lens fördelning i n u t i träet har s t u d e r a t s med a u t o r a d i o g r a f i .
Målsättningen med a r b e t e t har v a r i t a t t b i d r a t i l l u t v e c k l i n g e n av v a t t e n -baserade vattenavvisande medel med likvärdig e l l e r bättre e f f e k t än dagens lösni ngsmedelsbaserade.
A r b e t e t har f i n a n s i e r a t s gemensamt av S t y r e l s e n för t e k n i s k u t v e c k l i n g , KenoGard AB och Trätek.
BAKGRUND
I första etappen av a r b e t e t (Johansson m f l 1982) provades b l a e t t a n t a l vattenbaserade medel med avseende på vattenavvisande e f f e k t . Bra r e s u l t a t erhölls med e t t t a l l h a r t s m o d i f i e r a t med fumarsyra, som normalt används för h y d r o f o b e r i n g av papper, samt med vattenlösliga a l k y d e r som normalt används i vattenbaserade färger. B a r k e x t r a k t provades men gav sämre e f f e k t . Dessa är dessutom lösningsmedelsbaserade.
En nackdel med t a l l h a r t s e t är a t t det krävs en dubbel impregnering, först med t a l l h a r t s - f u m a r s y r a och sedan med aluminium. Aluminium b i l d a r olösliga komplex med t a l l h a r t s e t i n u t i träet v i l k e t gör a t t t a l l h a r t s e t i n t e lakas u t och en god vattenavvisande e f f e k t erhålls. E f f e k t e n var högre jämfört med e t t k o m m e r s i e l l t lösningsmedelsbaserat medel, som användes som r e
-f e r e n s .
En nackdel med de vattenbaserade alkyderna är a t t de är svära a t t kombine-ra med k a t j o n i s k a f u n g i c i d e r , v i l k e t är önskvärt.
Baserade på dessa r e s u l t a t valdes därför a t t fortsätta a r b e t e t med t a l l -h a r t s e t med i n r i k t n i n g e n a t t m o d i f i e r a d e t t a t i l l e t t enstegsförfärande v i d impregnering samt a t t prova y t t e r l i g a r e några nya t y p e r av vattenbase-rade system.
P r o v m a t e r i a l
P r o v m a t e r i a l e t som användes bestod av f u r u s p l i n t från e t t u t v a l t träd från norra Västerbotten. Endast de två första stockarna från rotänden använ-des. M a t e r i a l e t var i n t e v a t t e n l a g r a t .
Stockarna sågades och torkades därefter i v i r k e s t o r k e n l i g t e t t v i d Trätek u t a r b e t a t schema.
P r o v s t o r l e k e n v a r 150 x 70 x 5 mm e n l i g t f i g u r 1. V a n l i g t v i s användes 5 p r o v b i t a r för v a r j e behandling och dessa valdes slumpvis u r provmate-r i a l e t .
Proverna ändtätades före impregneringen med silicontätningsmassa (Casco).
70mm
F i g u r 1 . Prover för undersökning av vattenavvisande e f f e k t . Impregneri ng
Proverna vakuum-/tryckimpregnerades med vakuum 10 kPa ( u n d e r t r y c k ) under 15 minuter och därefter 1 MPa (övertryck) under 30 m i n u t e r . Proverna t o r -kade några dagar i k o n d i t i o n e r i n g s r u m med hög l u f t f u k t i g h e t för a t t und-v i k a s p r i c k o r (ca 75 % r e l a t i und-v l u f t f u k t i g h e t ) och därefter i l a b o r a t o r i e t v i d normal temperatur. En d e l prover torkades d i r e k t i l a b o r a t o r i e t . Vattenavvisande e f f e k t
Den vattenavvisande e f f e k t e n , WR-effekten (WR = water r e p e l l e n t ) , provades e n l i g t en metod som baseras på mätning av vattenupptagningen. Proverna k o n d i t i o n e r a d e s t i l l jämvikt v i d 20 "C och 65 % r e l a t i v l u f t f u k t i g h e t . Därefter doppades proverna i c i r k u l e r a n d e v a t t e n med konstant temperatur v i d 20 "C och viktökningen mättes e f t e r v i s s a t i d e r : 0,5, 1,5, 3,5, 6,5, 23,5, 30,5 och 70 timmar. Därefter torkades proverna och k o n d i t i o n e r a d e s t i l l jämvikt. Upprepade c y k l e r av u p p f u k t n i n g under 70 timmar, t o r k n i n g och k o n t i t i o n e r i n g , utfördes för a t t studera långtidseffekten.
Den vattenavvisande e f f e k t e n redovisas o f t a i l i t t e r a t u r e n som WR-effekt e n l i g t :
Vob
Vob = Viktökning för obehandlat m a t e r i a l i % Vb = " " behandlat " " "
på d e t t a sätt v i s a s e f f e k t e r n a r e l a t i v t obehandlade p r o v e r . Det har dock v i s a t s i g a t t obehandlade r e f e r e n s p r o v e r , kan ge ganska varierande r e s u l t a t v i d o l i k a p r o v n i n g a r . Av den anledningen redovisas här r e s u l t a t e n d i -r e k t som viktökning fö-r obehandlade och behandlade p-rove-r v i d doppning. Viktökningen redovisas v a n l i g t v i s e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . Tiden valdes därför a t t viktök-ningen är högst i början av provviktök-ningen och t i d e n ger en r e p r e s e n t a t i v jäm-förelse mellan o l i k a behandlingar. Exempel ges också på r e s u l t a t e f t e r 6,5 och 70 timmar i v a t t e n .
Förutom v a t t e n påverkar även U V - l j u s , värme och f r y s n i n g åldringshastighe-ten hos trämaterialet och dess behandling v i d utomhusexponering. För a t t öka påverkan u t s a t t e s därför proverna i några f a l l fÖr a c c e l e r e r a d åldring i WeatheroMeter (WoM) ( A t l a s Ci 65) mellan c y k l e r n a i provningen av v a t -tenavvisande e f f e k t e n . E f t e r en u p p f u k t n i n g s p e r i o d i 70 timmar f r y s t e s proverna d i r e k t v i d 10 "C. Därefter åldrades de i WoM e n l i g t e t t s t a n d a r -d i s e r a t program, ASTM G26, som innebär 72 timmar av omväxlan-de 102 minut e r s UVbesminutrålning (0,5 w/cm2) och 18 minuminuters UVbesminutrålning och v a minut minut e n -bedysning. Torra temperaturen i WoM under d r i f t är ca 42 "C. "Black pa-nel"-temperaturen är 63 "C. "Black papa-nel"-temperaturen är mätt på en s v a r t yta i samma p o s i t i o n som proverna.
E f t e r WoMåldring k o n d i t i o n e r a d e s proverna i g e n före nästa u p p f u k t n i n g s -p e r i od.
Vägning av proverna före och e f t e r åldring i WoM visade a t t de torkade be-t y d l i g be-t under perioden be-t r o be-t s den upprepade vabe-tbe-tenbedysningen.
PROVADE BEHANDLINGAR
E t t a n t a l vattenbaserade behandlingar har p r o v a t s , d e l s den behandling med t a l l h a r t s - f u m a r s y r a , som v i s a t s ge bra vattenavvisande e f f e k t i den första etappen av a r b e t e t , d e l s en d e l nya idéer.
Obehandlade prover och prover som impregnerats med e t t k o m m e r s i e l l t lös-ningsmedelsbaserat B-impregneringsmedel användes som r e f e r e n s e r .
T a l l h a r t s - f u m a r s y r a
T a l l h a r t s består av ca 15 o l i k a h a r t s s y r o r och framställs genom d e s t i n a -t i o n av -t a l l o l j a . För h y d r o f o b e r i n g av papper används b l a så k a l l a d förstärkt h a r t s , som är en r e a k t i o n s p r o d u k t av h a r t s och fumarsyra ( f i -gur 2 ) . Reaktionen ökar a n t a l e t k a r b o x y l s y r a g r u p p e r i h a r t s e t , v i l k e t Sr nödvändigt för a t t nå tillfredsställande fördelning och f i x e r i n g i pappe-r e t . Möjlighetepappe-rna a t t b i l d a svåpappe-rlösliga komplex med m e t a l l j o n e pappe-r ökapappe-r. N a t r i u m s a l t e t av t a l l h a r t s - f u m a r s y r a är r e l a t i v t vattenlösligt.
Behandling av trä med t a l l h a r t s f u m a r s y r a (THF) provades i föregående a r -bete med e t t tvåstegsförande. E f t e r impregnering av n a t r i u m s a l t e t av THF torkades proverna och omimpregnerades därefter med aluminium för a t t f i x e ra h a r t s e t som aluminiumkomplex i n u t i träet. R e l a t i v t höga mängder ( 1 0 p r o c e n t i g a vattenlösningar) provades där för a t t få u t s l a g s g i v a n d e r e s u l -t a -t . I föreliggande a r b e -t e provades behandlingen i -t r e k o n c e n -t r a -t i o n e r , 10, 5 och 1 % på impregneringslösningarna, för a t t se v i d v i l k e n h a l t tillfredsställande v a t t e n a v v i s n i n g kan erhållas.
COOH 'COOH
Figur 2» Reaktionsprodukt av levopimarsyra (en h a r t s s y r a ) och fumarsyra. För a t t s l i p p a e t t dubbelt impregneringsförfarande, har försök g j o r t s med a t t m o d i f i e r a d e s behandlingslösningen. THE löstes i ammoniak, som blanda-des med en ammoniakalisk kopparsulfatlösning. K o p p a r s a l t e t av THE kan för-väntas b i l d a s i n u t i träet e f t e r impregnering och t o r k n i n g när ammoniak av-går, och behandlingen bör ge samma e f f e k t som när en omimpregnering med alun görs.
Försök visade a t t i n d u n s t n i n g av en sådan f o r m u l e r i n g i provrör gav e t t vattenolösligt s a l t . E t t problem med THE som ammoniumsalt var a t t lös-ningen g e l a r v i d rumstemperatur, i motsats t i l l n a t r i u m s a l t e t av förening-en, som är vattenlöslig.
Att d e l v i s n e u t r a l i s e r a med n a t r i u m h y d r o x i d e l l e r a t t tillsätta i s o p r o p y l -a l k o h o l e l l e r d i e t y l e n g l y k o l t i l l lösningen g-av ingen förbättring. V i d högre temperatur, ca 60 °C, är blandningen h e l t löslig.
T i l l s a t s av ammoniakalisk koppar gav problem med a t t k o p p a r s a l t e t av THE föll u t i lösningen. Försök med THE t i l l v e r k a d av e t t renare t a l l h a r t s ( B e v i r o s 95, B e r g v i k ) gav ingen förbättring med avseende på utfällning när koppar blandades i lösningen. Analys av fällningen visade a t t i en lösning med 1 % THE och 0,5 % Cu f a l l e r 38 % u t (räknat på THE och Gu) 53 % av t i l l s a t t THE har f a l l i t u t och 6,7 % av t i l l s a t t koppar. T i l l s a t s av KKBCl ( k v a r t a r ammoniumförening) i högre h a l t än THF-halten, visade s i g för-h i n d r a utfällning av k o p p a r s a l t e t .
För a t t studera om den rena f o r m u l e r i n g e n utan KKBCl gav l i k a bra v a t t e n -avvisande e f f e k t som f o r m u l e r i n g e n med dubbelt impregneringsförfarande, provades den t r o t s a t t den i n t e var löslig v i d rumstemperatur. Impregner i n g e n g j o Impregner d e s däImpregnerföImpregner i vattenbad v i d ca 60 "C föImpregner a t t behålla f o Impregner m u l e r i n g e n löslig under impregneringen. Både det rena ammoniumsaltet av t a l l -h a r t s - f umarsyra oc-h med t i l l s a t s av koppar provades för a t t fastställa be-t y d e l s e n av a be-t be-t fälla u be-t s a l be-t e be-t i n u be-t i be-träebe-t.
Dessutom provades f o r m u l e r i n g e n med t i l l s a t s av KKBCl samt med en kommer-s i e l l t använd f u n g i c i d .
L i n o l s y r a - m a l e i n s y r a a n h y d r i d
En annan produkt som provades var l i n o l s y r a , som m o d i f i e r a t s med m a l e i n -syraanhydri d.
O l j o r som m o d i f i e r a t s med m a l e i n s y r a a n h y d r i d har under många år använts som komponent i ytbehandlingssystem.
Här modifierades r e n l i n o l s y r a med m a l e i n s y r a a n h y d r i d . M o d i f i e r i n g e n görs för a t t föra i n f l e r karboxylsyragrupper i l i n o l s y r a , v i l k e t gör den v a t -tenlöslig, som n a t r i u m - e l l e r ammoniumsalt, f i g u r 3. L i n o l s y r a är annars i n t e vattenlöslig och en r e l a t i v hydrofob förening som kan förväntas ge god vattenavvisande e f f e k t . L i n o l j a , som är glycerinförestrade omättade C-18-syror, b l a l i n o l s y r a , är e t t välkänt bindemedel för färg med bra vattenavvisande e f f e k t . L i n o l j a är dock i n t e vattenlöslig. M o d i f i e r i n g e n gjordes e n l i g t en b e s k r i v n i n g i l i t t e r a t u r e n (Rheineck och Khoe 1969) av förestrade f e t t s y r o r . L i n o l s y r a reagerades med m a l e i n s y r a a n h y d r i d v i d 200210 "C under 4,5 timmar i kvävgasatmosfär t i l l s a t t a l l m a l e i n s y r a -a n h y d r i d r e -a g e r -a t . H-alten t i l l s -a t t m -a l e i n s y r -a -a n h y d r i d v -a r 15 % ( v i k t ) -av l i n o l s y r a n . HOOC COOH COOH COOH COOH
Figur 3. L i n o l s y r a m o d i f i e r a d med m a l e i n s y r a a n h y d r i d . En av f l e r a möjliga r e a k t i onsprodukter.
Den m o d i f i e r a d e l i n o l s y r a n , LinMSA, provades d e l s i vattenlösning n e u t r a -l i s e r a d med ammoniak, d e -l s a n a -l o g t med t a -l -l h a r t s - f u m a r s y r a med ammoniaka-l i s k koppar för a t t fäammoniaka-lammoniaka-la u t vattenoammoniaka-lösammoniaka-ligt k o p p a r s a ammoniaka-l t av föreningen i n u t i träet. LinMSA gav, i motsats t i l l THF, inga problem med g e l n i n g och fäll-ning v i d t i l l s a t s av koppar, v a r v i d impregnering kunde göras v i d normal rumstemperatur.
Förutom r e n l i n o l s y r a provades även en t e k n i s k produkt av t a l l f e t t s y r a (Bevacid 2, B e r g v i k ) , som består av 63 % l i n o l s y r a och andra fleromättade f e t t s y r o r . M o d i f i e r i n g e n med m a l e i n s y r a a n h y d r i d g j o r d e s på samma sätt.
Zink provades som a l t e r n a t i v t i l l koppar för a t t fälla produkten i n u t i träet. Zink ger i motsats t i l l koppar en h e l t ofärgad behandling av träet. Med koppar b l i r träet svagt grönfärgat.
LinMSA-koppar provades även med t i l l s a t s av f u n g i c i d . Övriga provade medel
Förutom de b e s k r i v n a behandlingarna, som baseras på a t t fälla u t det v a t -tenlösliga vattenavvisande medlet i n u t i träet, provades y t t e r l i g a r e några behandlingar.
Tre kvartära ammoniumföreningar provades: Querton 0442, Querton s o j a , och
KKBCl. Produkterna är k a t j o n i s k a med v a r i e r a n d e längd på den hydrofoba
de-l e n av mode-lekyde-len.
Querton Q442 är en förening med två hydrofoba k o l k e d j o r som t i l l ca 95 % har en kedjelängd som är C^^-Cjs» ^'igur 4. Föreningen är i n t e h e l t vatten-löslig, v i l k e t gör a t t i s o p r o p y l a l k o h o l måste tillsättas för a t t få den löslig. Querton s o j a och Querton KKBCl är h e l t vattenlösliga p r o d u k t e r , som är mindre hydrofoba. Querton KKBCl h a r en k o l k e d j a med 50 % som 0^2 och 20 % som C^^, f i g u r 5. Querton s o j a är en produkt baserad på s o j a f e t t -syra . CH3 c r R—N—CH3 R R= C16-C18 alkyl CH3 C l + CH3 R= C8-C18 alkyl
Figur 4 . Querton Q 442- F i g u r 5. Querton KKBCl.
Kalium m e t y l s i l i k o n a t är en v a t t e n l b s l i g kommersiell p r o d u k t , som används
som vattenavvisande medel för p u t s och betong, f i g u r 6. Föreningen neutra-l i s e r a s av neutra-l u f t e n s k o neutra-l d i o x i d och b i neutra-l d a r m e t y neutra-l k i s e neutra-l s y r a , som uppges poneutra-lyme- polyme-r i s e polyme-r a näpolyme-r v a t t n e t t o polyme-r k a t b o polyme-r t . OH I CH3—SI O" K' I OH Figur 6. K a l i u m m e t y l s i l i k o n a t .
11
En paraffinemulsion (Casco) provades. P a r a f f i n e m u l s i o n e r används b l a för
temporär v a t t e n a v v i s n i n g v i d t ex t r a n s p o r t av v i r k e . Behandlingen används då som e t t y t s k i k t . Här provades möjligheterna a t t erhålla e t t mer perma-nent skydd genom a t t impregnera p r o v m a t e r i a l e t med emulsionen. Emulsioner är dock svåra a t t få i n i träet.
I t a b e l l 1 v i s a s en sammanställning av de provade f o r m u l e r i n g a r n a och v i l k a k o n c e n t r a t i o n e r som använts på impregneringslösningarna. Koncentra-t i o n e r n a som anges är k o n c e n Koncentra-t r a Koncentra-t i o n e n av de a k Koncentra-t i v a ämnena.
Tabellen delas i n i två d e l a r : Del 1 är den första omgången provningar där den vattenavvisande e f f e k t e n huvudsakligen p r o v a t s genom upprepade c y k l e r av doppning i 70 t i m m a r / k o n d i t i o n e r i n g v i d 65 % r . f . 20 °C. I d e l 2 har proverna åldrats i WoM mellan c y k l e r n a och därför provades en ny uppsätt-ning obehandlade och lösuppsätt-ningsmedelsbaserade p r o v e r .
TABELL 1 . Provade f o r m u l e r i n g a r och k o n c e n t r a t i o n e r på impregneringslös-n i impregneringslös-n g a r . Impregneri ngs-medel Förkortning K o n c e n t r a t i o-ner på impr-lösn % Anmärkning Del 1 Kommersiellt lösningsmedels-baserat medel Kalium m e t y l s i l i k o n a t T a l l h a r t s f u - marsyra/alu-mi ni um T a l l h a r t s -fumarsyra som ammoni umsalt T a l l h a r t s -fumarsyra/ koppar T a l l h a r t s -fumarsyra/koppar och KKBCl L i n o l s y r a m a l e i n s y r a -anhydri d/koppar L i n o l s y r a m a l e i n s y r a -anhydri d T a l l f e t t s y r a -malei nsyra-anhydri d/koppar Lösningsme-delsbaserad Si THF/Al 10 THF/Al 5 THF/Al 1 THE 12 ( t o r r h a l t ) 10 10 + 10 5 + 5 1 + 1 10 THF/Cu 9 + 1 THF/Cu/KKBCI 1 + 0 , 2 + 2 , 8 LinMSA/Cu LinMSA TFMSA/Cu 5 TFMSA/Cu 2 10 + 4 10 5 + 5 2 + 2 Kommersiell produkt i l a c k n a f t a . Dubbelimpregnering. Först med n a t r i u m s a l t e t av t a l l h a r t s - f u m a r s y r a i v a t t e n och e f t e r t o r k n i n g omimpregnering med alun KA1(S04)2 i v a t t e n . Den 10-procentiga lösningen f i l t r e r a d e s före impreg-n e r i impreg-n g . Harts 10 % Metanol 1,3 ?o Vatten 51 % IM NaOH 10 % 25 % NH3 27,7 % Impregneringen utfördes i vattenbad v i d ca 60 °C. Ammoniakalisk lösning. Kopparhalten i lösningen är något osäker eftersom mindre mängder föll u t .
Ammoniakalisk lösning
Som ammoniumsalt utan t i l l s a t s av koppar.
T a l l f e t t s y r a (Bevacid 2, B e r g v i k ) m o d i f i e r a d med M5A som l i n o l s y r a . MSA-h a l t 5 v i k t s p r o c e n t av t a l l f e t t s y r a n .
13 TABELL 1 . f o r t s . Impregnerings- Förkortning medel K o n c e n t r a t i o-ner på impr-lösn % Anmärkning T a l l f e t t s y r a - maleinsyraan-h y d r i d/koppar T a l l f e t t s y r a -malei nsyraan-hydri d/zink Querton KKBCI Querton Q442 Del 2 T a l l h a r t s - f u marsyra/alumi-nium L i n o l s y r a m a l e -i n s y r a a n h y d r -i d/ koppar Kommersinellt lösningsmedels-baserat medel T a l l h a r t s -fumarsyra /koppar KKBCI T a l l h a r t s f u - marsyra/Cup-r i n o l Tmarsyra/Cup-ryck L i n o l s y r a m a l e -i n s y r a a n h y d r -i d/ k o p p a r / M i t r o l 48 TFMSA/Cu 1 TFMSA/Cu 0,5 TFM5A/Zn 1 KKBCI Q442 P a r a f f i n e m u l s i o n Casco från Casco THF/Al LinM5A/Cu Lösningsme-delsbaserad 1 + 1 0,5 + 0,4 1 + 1 1 1 10 10 + 10 10 + 4 12 THF/Cu/KKBCI 0,5+0,4+3,4 THF/Cuprinol 1 + 4,2 LinMSA Cu/ M i t r o l 1+0,4+1,5 Koppar t i l l s a t t e s i form av ammonialkalisk CuO. Zink t i l l s a t t e s i form av am-moniakalisk z i n k s u l f a t . Mindre utfällningar kunde ses e f t e r t i l l b l a n d n i n g e n av lösningarna med Zn samt med Cu i 2 - p r o c e n t i g lös-ning . Vattenlösning Vattenlösning med 54 % i s o -p r o -p y l a l k o h o l som hjäl-p- hjälp-lösare .
Querton s o j a Cl Soja Vattenlösning
I t a b e l l 2 ges impregneringsdata. A n t a l p r o v b i t a r / f o r m u l e r i n g anges. Upptag-ning av impregneringslösUpptag-ningen anges i v i k t s - % av p r o v v i k t e n före impregne-r i n g . Mängden vattenavvisande medel i timpregne-räet anges, d v s e x k l u s i v e övimpregne-riga t i l l s a t s e r . Mängden är beräknad på v o l y m v i k t e n 490 kg/m^ på trä.
TABELL 2. Impregneringsdata. Behandling A n t a l prov-bi t a r Upptagning (medelvärde) Mängd vatten-avvisande me-del i trä kg/m^ Anmärkning Del 1 Obehandlade 10 Lösningsmedels- 5 baserad Si 5 THF/Al 10 5 THF/Al 5 5 THF/Al 1 5 THF 5 THF/Cu 5 THF/Cu/KKBCl 5 LinMSA/Cu 5 LinMSA 5 TFMSA/Cu 5 5 TFMSA/Cu 2 5 TFMSA/Cu 1 5 TFMSA/Cu 0,5 5 TFMSA/Zn 1 5 KKBCl 5 Q442 5 Casco 5 Del 2 Obehandlade 4 Lösningsmedels- 4 baserad THF/Al 3 THF/Cu/KKBCl 4 THF/Cuprinol 4 LinMSA/Cu/Mitrol 4 LinMSA/Cu 4 Soja 4 66 128 55 -»- 127 111 + 115 117 + 96 127 126 129 107 79 118 101 105 98 115 145 142 62 58 64 + 129 128 139 116 112 142 39* 63 27 27 6 62 56 6 52 39 29 10 5 2 6 7 7 34^ 31 3 8 6 55 7 V i t fällning på ytan e f t e r t o r k n i n g Impregnerades utan för-vakuum i vattenbad v i d ca 60"C Små p r i c k a r av utfäll-ningar på y t a n . Proverna k l e t i g a . Tor-kas av före vägning. Klumpar i lösningen e f t e r impregnering
* Mängden beräknad på t o r r h a l t e n av lösningen, i n t e på den vattenavvisande t i l l s a t s e n .
15
RESULTAT
Den vattenavvisande e f f e k t e n redovisas som viktökning hos prover som doppats i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . I r e -g e l har viktöknin-gen e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n använts. Tiden är v a l d , eftersom vattenupptagningen är högst under den första t i d e n e f t e r doppning, och t i d e n bedöms som r e l e v a n t för a t t utvärdera en behandling. Även v i k t -ökningen e f t e r 6,5 och 70 timmars doppning i v a t t e n ges som exempel för några behandlingar.
Innan r e s u l t a t e n som f u n k t i o n av o l i k a c y k l e r r e d o v i s a s , visas några exem-p e l exem-på vattenuexem-pexem-ptagningen v i d doexem-pexem-pning som f u n k t i o n av t i d e n under en c y k e l .
Halterna som anges i f i g u r e r n a är a l l t i d h a l t e n av den vattenavvisande t i l l s a t s e n , utom för det kommersiella lösningsmedelsbaserade medlet där t o r r h a l t e n ges, d v s mängden vattenavvisande medel, f u n g i c i d e r och andra t i l l s a t s m e d e l . Som v i s a t s i t a b e l l 2 var upptagning o l i k a för de o l i k a med-len varför h a l t e r n a i trä v a r i e r a r t r o t s a t t l i k a k o n c e n t r a t i o n e r o f t a an-vändes på impregneringslösningarna.
I f i g u r 7 v i s a s vattenupptagningen i v i k t s p r o c e n t , räknat på v i k t e n e f t e r k o n d i t i o n e r i n g under 70 timmar, som f u n k t i o n av t i d e n i v a t t e n . Kurvorna är från c y k e l 1, 2, 4, och 10 för obehandlat m a t e r i a l . För de t r e första k u r -vorna är a l l a mätpunkter (se under Provningsmetoder) med. I den streckade kurvan från c y k e l 10 är endast t r e mätpunkter mätta. Viktökningen är medel-värdet från 10 s t p r o v e r . I f i g u r e r n a 8 och 9 visas motsvarande kurvor för det lösningsmedelsbaserade, kommersiella medlet r e s p e k t i v e det vattenbase-rade medlet t a l l h a r t s f u m a r s y r a som omimpregnerats med aluminium. Orsaken t i l l a t t det vattenbaserade medlet b l i r b e t y d l i g t bättre med ökade c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g är i n t e känd. Även d e t lösningsmedelsbaserade medlet b l i r bättre e f t e r första c y k e l n men ger sedan r e l a t i v t konstant e f f e k t .
obehand at Tid timmar T Figur 7. T 1 T
20 40 60
Viktökning v i d doppning i v a t t e n v i d 20 "C för obehandlad furu-s p l i n t furu-som f u n k t i o n av t i d e n i v a t t e n e f t e r 1, 2, 4 r e furu-s p e k t i v e 10 c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g .
17 50H Viktsökning kommersiellt lösningsmedels baserat medel Tid timmar 1 20 40 60
Figur 8. Viktökning v i d doppning i v a t t e n v i d 20 "C för f u r u s p l i n t p r o v e r behandlade med e t t k o m m e r s i e l l t lösningsmedelsbaserat medel som f u n k t i o n av t i d e n i v a t t e n e f t e r 1, 2, 4 r e s p e k t i v e 10 c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . 50 H Viktsökning THF/Al 27kg/m3 Tid timmar 40 60
Figur 9. Viktökning v i d doppning i v a t t e n v i d 20 °C för f u r u s p l i n t behand-l a d med t a behand-l behand-l h a r t s - f u m a r s y r a / a behand-l u m i n i u m (dubbebehand-l impregnering) som f u n k t i o n av t i d e n i v a t t e n e f t e r 1, 2, 4 r e s p e k t i v e 10 c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g .
Spridningen mellan o l i k a p r o v b i t a r v i s a s i f i g u r 10 för obehandlat
(10 p r o v e r ) r e s p e k t i v e vattenbaserad t a l l h a r t s - f u m a r s y r a / a l u m i n i u m (5 pro-v e r ) . Resultaten är från c y k e l 4. Standardapro-vpro-vikelsen för propro-verna pro-v a r i e r a r från o l i k a provomgångar och för o l i k a c y k l e r . Som exempel kan nämnas a t t s t a n d a r d a v v i k e l s e n för obehandlade prover från c y k e l 4 och e f t e r 1,5 t i m mar i v a t t e n är 4,7. För prover behandlade med t a l l h a r t s f u m a r s y r a / a l u -minium är motsvarande värde 0,32.
50 H Viktsökning Obehandlat cykel 4 Tid timmar T H F / A l 20 40 60
F i g u r 10. Viktökning v i d doppning i v a t t e n v i d 20 "C för 10 s t prover av obehandlad f u r u s p l i n t och 5 s t prover behandlade med t a l l h a r t s -fumarsyra/aluminium (dubbel impregnering) som f u n k t i o n av t i d e n i v a t t e n från c y k e l 4.
19 T a l l h a r t s - f u m a r s y r a och I i n o l s y r a - m a l e i n s y r a a n h y d r i d
Resultaten från provningen av behandlingarna t a l l h a r t s f u m a r s y r a och l i -n o l s y r a - m a l e i -n s y r a a -n h y d r i d framgår av f i g u r 1 1 . Viktök-ni-nge-n e f t e r 1,5 timmars doppning i v a t t e n v i s a s som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r upp-f u k t n i n g / u t t o r k n i n g .
Obehandlade och prover behandlade med e t t k o m m e r s i e l l t lösningsmedelsbase-rat medel används som r e f e r e n s . Eftersom a l l a behandlingar g i v i t en bra e f f e k t som i n t e a v t a g i t e f t e r 13 c y k l e r f r y s t e s och åldrades proverna i WoM mellan följande t r e c y k l e r : 13-14, 14-15 och 15-16, som b e s k r i v i t s i a v s n i t t e t Provningsmetoder, för a t t öka påfrestningen.
För obehandlade prover minskade vattenupptagningen från l : a t i l l 2:a c y -k e l n . Det är v a n l i g t v i d p r o v n i n g a r som denna. Anledningen t i l l d e t t a är dock o k l a r . Därefter ökar vattenupptagningen mestadels under följande cyk-ler och man får en d r a s t i s k ökning e f t e r det a t t proverna åldras i WoM med föregående f r y s n i n g . Den ökning som sker före åldringen är däremot i n t e v a n l i g . Obehandlade prover brukar v i s a e t t r e l a t i v t konstant f u k t u p p t a g -ningsförlopp e f t e r några c y k l e r . Anledning t i l l ökningen är okänd men kan bero på a t t proverna b l i v i t angripna av mikroorganismer, som gör dem mer permeable. 60 ^ Viktsokning 1 5tim % 704 50 ^^0 4 304 2 0 4 ^0 Obehandlad LinMsQ/Cu 52 THF/A127 Lösnings- medels-baserad 39 kg. •^THF/Cu 56 Antal cykler
0 1 5 10 WoM WoM WoM
F i g u r 1 1 . Viktökning e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . T i l l prover behandlade med de vattenbaserade behandlingarna LinMSA/Cu och THF/Al (tvåstegs-impregnering) användes 1 0 - p r o c e n t i g impregneringslösning och för THF/Cu (enstegsimpregnering) 9 % med avseende på v a t t e n -avvisande medel. För d e t lösningsmedelsbaserade medlet redo-v i s a s t o t a l t o r r h a l t . E f t e r c y k e l 13 u t s a t t e s proredo-verna för a c c e l e r e r a d åldring (WoM) mellan c y k l e r n a (WoM).
De vattenhaserade behandlingar som v i s a s är t a l I h a r t s - f u m a r s y r a , som d e l s omimpregnerats med aluminium (tvåstegsferfarande), d e l s p r o v a t s i e t t en-stegsförfarande med koppar samt l i n o l s y r a - m a l e i n s y r a a n h y d r i d som koppar-s a l t . T i l l två av de vattenhakoppar-serade behandlingarna, THF/Al ooh LinMSA/Cu, har impregneringslösningen med samma k o n c e n t r a t i o n , 10 med avseende på det vattenavvisande medlet, använts och för THF/Cu 9 %,
Det kommersiella lösningsmedelshaserade medlet hade en t o r r h a l t på 12 %. A l l a t r e vattenhaserade medlen gav bra vattenavvisande e f f e k t jämfört med det kommersiella lösningsmedelshaserade medlet. T r o t s a t t ungefär l i k a k o n c e n t r a t i o n användes på impregneringslösingarna och l i k a impregnerings-f e r impregnerings-f a r a n d e användes, v a r i e r a d e upptagningen hos proverna b e t y d l i g t , varimpregnerings-för h a l t e n v a t t e n a v v i s a n d e medel i proverna är o l i k a . Upptagningen av THF v a r mer än dubbelt så hög i enstegsimpregneringen (THF/Cu, varm lösning) som i tvåstegsförfarandet (THF/Al). Den vattenavvisande e f f e k t e n v a r dock l i k värdig. R e s u l t a t e n v i s a r t y d l i g t a t t en god vattenavvisande e f f e k t kan e r -hållas med vattenhaserade medel.
E f t e r a t t proverna åldrats genom a t t f r y s a s och behandlas i WoM e f t e r c y -k e l 13 mins-kade e f f e -k t e n hos det lösningsmedelshaserade medlet r e l a t i v t mycket medan de vattenhaserade behandlingarna också blev sämre, men i n t e l i k a mycket.
I f i g u r e r n a 12 och 13 v i s a s motsvarande behandlingar e f t e r 6,5 och 70 t i m -mars doppning i v a t t e n . De vattenhaserade behandlingarna ger även då bra vattenavvisande e f f e k t . Man kan n o t e r a a t t de obehandlade proverna i n t e ger samma d r a s t i s k a ökning i v a t t e n u p p t a g n i n g som e f t e r 1,5 timmar i v a t -ten och som kan bero på angrepp av mikroorganismer.
Fortsättningsvis i r a p p o r t e n ges endast r e s u l t a t e n e f t e r 1,5 timmars dopp-n i dopp-n g , t r o t s a t t a l l a c y k l e r o m f a t t a r 70 timmars doppdopp-nidopp-ng. Det bedömdes i n t e m e n i n g s f y l l t a t t redovisa a l l a värden för a l l a behandlingar.
21 50 F i g u r 12. Viktsökning 6,5 tim Obehandlad Lösningsmedels-baserad 39 kg/m^ LinMSA/Lu 52 THF/Al 27 THF/Cu 56 10 kler Arrtal
WoM WoM WoM 15 Viktökning e f t e r 6,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . Obehandlade lösningsmedelsbase-r a d , THF/Al ( d u b b e l i m p lösningsmedelsbase-r e g n e lösningsmedelsbase-r i n g ) , THF/Cu (enstegsimplösningsmedelsbase-regnelösningsmedelsbase-ring) och LinMSA/Cu. E f t e r c y k e l 13 åldrades proverna mellan c y k l e r n a
(WoM). 50H 20-^ Viktsökning, 70 tim Obehandlad Lösningsmedels-baserad 39 kg/m' LinMSA/Cu 52 THF/Cu 56 10 THF/Al 27 Antal cykler - f - r • WoM WoM WoM
ii
F i g u r 13. Viktökning e f t e r 70 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . Obehandlade, lösningsmedelsbase-rade, THF/Al ( d u b b e l i m p r e g n e r i n g ) , THF/Cu (enstegsimpregnering) och LinMSA/Cu. E f t e r c y k e l 13 åldrades proverna mellan cyklerna (WoM).
I f i g u r 11 visades de vattenbaserade behandlingarna där föreningarna f i x e -rades i träet som m e t a l l s a l t e r av koppar r e s p e k t i v e aluminium. Dessa jämförs i f i g u r 14 med ammoniumsalterna av THF och LinMSA, d v s utan m e t a l l -j o n e r . T r o t s en mer än dubbelt så hög upptagning ger ammoniumsaltet av THF k l a r t sämre WR-effekt än THF/Al, f a k t i s k t något sämre även än det lös-ningsmedelsbaserade medlet.
För l i n o l s y r a - m a l e i n s y r a a n h y d r i d var s k i l l n a d e n o b e t y d l i g mellan koppar-h a l t i g a ockoppar-h k o p p a r f r i a lösningar. Den vattenavvisande e f f e k t e n v a r utmärkt i båda f a l l e n . Detta t y d e r på a t t någon annan mekanism än f i x e r i n g med koppar ger en v a r a k t i g e f f e k t . Det har dock i n t e undersökts här.
30- Vik-tsökning 1,5 timmar 20^ 10 MSA 39 THF 62 kg/m^ LinMSA/Cu52 THF/Al 27 5 Antal cykler — I 10
Figur 14. Viktökning e f e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . L i n o l s y r a - m a l e i n s y r a a n h y d r i d
(LinMSA) med och utan t i l l s a t s av koppar. T a l l h a r t s - f u m a r s y r a (THF) med och utan omimpregnering med aluminium. Impregnering med 10 p r o c e n t i g a impregneringslösningar med avseende på v a t -tenavvisande t i l l s a t s .
23 I f i g u r 15 visas behandling med t a l l h a r t s - f u m a r s y r a / a l u m i n i u m i t r e o l i k a k o n c e n t r a t i o n e r på impregneringslösningarna: 10, 5 och 1 Upptagningen med den 5procentiga lösningen v a r dubbelt så hög som när den 1 0 p r o c e n t i -ga lösningen användes, varför h a l t e n THF i proven är l i k a v i d dessa h a l t e r (27 kg/m^). Eftersom impregneringsförfärandet är l i k a , beror det a n t a g l i -gen på a t t lösnin-gens e-genskaper är o l i k a v i d o l i k a k o n c e n t r a t i o n e r . Med en 1-procentig lösning erhålls en b r a e f f e k t som är likvärdig den e f f e k t som d e t kommersiella lösningsmedelsbaserade medlet ger ( v i d 12 % t o r r -h a l t ) . obehandlad 30
H
20H
10 H Viktsökning 1,5 tim O THF/AL Lösnings-• medels-baserad 12% 10% Antal cykler 10F i g u r 15. Viktökning e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . Tre k o n c e n t r a t i o n e r på impregne-ringslösningen med t a l l h a r t s - f u m a r s y r a / a l u m i n i u m (dubbelimpreg-n e r i (dubbelimpreg-n g ) . För det lös(dubbelimpreg-ni(dubbelimpreg-ngsmedelsbaserade medlet redovisas t o t a l t o r r h a l t .
I f i g u r 16 v i s a s o l i k a k o n c e n t r a t i o n e r av t a l l f e t t s y r a m a l e i n s y r a a n h y d -r i d / k o p p a -r . T a l l f e t t s y -r a ä-r en t e k n i s k p-rodukt som t i l l s t o -r d e l bestå-r av l i n o l s y r a . Denna produkt är mer r e a l i s t i s k v i d användning i i n d u s t r i e l l skala än r e n l i n o l s y r a . Koncentrationen på impregneringslösningarna var 5, 2, 1 och 0,5 % och koppar användes i lösningarna. Behandling med 1 % pro-vades även med z i n k (Zn) i stället för koppar på motsvarande sätt i emmo-n i a k a l i s k lösemmo-niemmo-ng. Med z i emmo-n k i stället för koppar erhölls ofärgade p r o v e r . I diagrammet v i s a s viktökningen för en ny uppsättning obehandlade prover jämfört med de som v i s a t s i t i d i g a r e diagram. E f t e r andra cykeln är v i k t -ökningen för dessa r e l a t i v t k o n s t a n t , v i l k e t är det normala v i d mätning av vattenupptagni ng.
30H %
20H
10H
Viktsökning 1.5 tim TFMSA/Cu och TFMSA/Zn
Zn 1% obehandlad Lösningsmedels-baserad 12% Antal cykler — r -10
Figur 16. Viktökning e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . Fyra k o n c e n t r a t i o n e r av t a l l -f e t t s y r a - m a l e i n s y r a a n h y d r i d / k o p p a r samt en k o n c e n t r a t i o n där zink använts i ställer för koppar. För d e t lösningsmedels-baserade medlet redovisas t o t a l t o r r h a l t .
Med h a l t e r på 29 och 10 kg/m^ trä med avseende på t a l l f e t t s y r a m a l e i n s y r a -anhydrid erhålls en bra vattenavvisande e f f e k t jämfört med lösningsmedels-baserat medel. Lägre k o n c e n t r a t i o n e r ger sämre e l l e r ingen e f f e k t .
T i l l s a t s av KKBCl (kvartär ammoniumförening) t i l l impregneringslösningen med t a l l h a r t s - f u m a r s y r a / k o p p a r , förhindrade a t t k o p p a r s a l t e t av föreningen föll u t i lösningen v i d rumstemperatur. Impregneringslösningen bör kunna användas v i d normal temperatur, en fördel v i d h a n t e r i n g i i n d u s t r i e l l ska-l a . I f i g u r 17 visas t a ska-l ska-l h a r t s - f u m a r s y r a / k o p p a r med t i ska-l ska-l s a t s av KKBCska-l, där h a l t e n t a l l h a r t s - f u m a r s y r a v a r 1 % och KKBCl var 2,8 % i impregneringslös-ningen. I samma diagram v i s a s a t t ingen bidragande e f f e k t t i l l vattenav-v i s n i n g e n erhålls avattenav-v KKBCl impregnerad ensam i en 1-procentig lösning. En t y d l i g försämring av e f f e k t e n kan ses e f t e r åldring mellan cyklerna e f t e r c y k e l 8.
25 30H 20H 10H Viktsökning 1,5 tim. % obehandlad KKBCIV THF/Cu/KKBCl 6 kq/m' Antal cykler I T • t I t .
WoM WoM WoM 10
Figur 17. Viktökning e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . THF/Cu/KKBCl samt KKBCl. Åldring av proverna mellan c y k l e r n a e f t e r c y k e l 8.
Som v i s a t s i de t i d i g a r e diagrammen ( f i g u r 11-17) har ingen märkbar för-sämring i den vattenavvisande e f f e k t e n kunnat noteras e f t e r r e l a t i v t lång p r o v n i n g s t i d för en d e l behandlingar, 12 c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . När proverna åldrats e f t e r 13 c y k l e r , f i g u r 1 1 , genom a t t f r y s a s uppfukta-de, och därefter exponerats i WoM mellan c y k l e r n a , kunde en snabb försämr i n g ses. Föförsämrsök g j o försämr d e s föförsämr a t t se e f f e k t av åldförsämring om den utföförsämrdes försämr e -dan i början av provningen. I f i g u r 18 v i s a s r e s u l t a t e n från p r o v n i n g av obehandlade p r o v e r , prover behandlade med det kommersiella lösningsmedelsbaserade medlet samt de två vattenlösningsmedelsbaserade behandlingarna THF/Al ( d u b b e l -impregnering) och LinMSA/Cu impregnerade i 10-procentiga lösningar med av-seende på vattenavvisande medel. Åldring har här g j o r t s e f t e r v a r j e c y k e l u p p f u k t n i n g . R e s u l t a t e n v i s a r en snabb försämring av obehandlade och p r o -ver behandlade med lösningsmedelsbaserat medel redan e f t e r första c y k e l n . De två vattenbaserade behandlingarna visade en förbättrad e f f e k t mellan första och andra c y k e l n . Detta har också n o t e r a t s i de t i d i g a r e försöken men anledningen t i l l d e t t a är okänd. E f t e r andra c y k e l n ger de vattenbase-rade behandlingarna en kosntant vattenavvisande e f f e k t i y t t e r l i g a r e två c y k l e r .
Provning på d e t t a sätt med åldring mellan c y k l e r n a ger b e t y d l i g t högre på-f r e s t n i n g på proverna och därmed snabbare u t s l a g på beständigheten av o l i k a behandlingar, v i l k e t är en fördel ur t i d s y n p u n k t . Provningen är annars mycket tidskrävande. E f t e r åldring i WoM mörknade de f l e s t a prover-na b e t y d l i g t . Proverprover-na hade också b e t y d l i g t mera s p r i c k o r på den exponera-de ytan än e f t e r bara doppning i v a t t e n . Sprickorna uppkommer a n t a g l i g e n både av f r y s n i n g , UV-bestrålning och u t t o r k n i n g under exponeringen.
30
H
20 H 10- 6-Vikisökning 1,5 iim ObehandladLösni ngsmede Is-baserad 34 kg/m^
THF/Al 31 LinMSA/Cu 55
4 — T - 4 - 4 - Antal cykler
O WoM WoM WoM 5
Figur 18. Viktökning e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . Åldring genom f r y s n i n g och expo-n e r i expo-n g i WoM e f t e r v a r j e c y k e l u p p f u k t expo-n i expo-n g . Obehaexpo-ndlade, lös-ningsmedelsbaserade samt vattenbaserade THF/Al (dubbelimpregne-r i n g ) , LinMSA/Cu. Fö(dubbelimpregne-r d e t lösningsmedelsbase(dubbelimpregne-rade medlet (dubbelimpregne- redovi-sas t o t a l t o r r h a l t .
T i l l s a t s av f u n g i c i d e r
De båda vattenbaserade behandlingarna provades med t i l l s a t s av kommersiell a f u n g i c i d e r . I f i g u r 19 v i s a s t a kommersiell kommersiell h a r t s f u m a r s y r a med t i kommersiell kommersiell s a t s av C u p r i -nol Tryck (KenoGard) (THF/Cupri-nol), som är en kommersiell f u n g i c i d . Kon-c e n t r a t i o n av THF i impregneringslösningen var 1 %. Även THF/Cu/KKBCl utan f u n g i c i d provades v i d 0,5 % av THF i impregneringslösningen. L i n o l s y r a -maleinsyraanhydrid/koppar har p r o v a t s med t i l l s a t s av den kommersiell f u n g i c i d e n M i t r o l 48 (KenoGard) (LinMSA/Cu/Mitrol), också den som 1proc e n t i g impregneringslösning med avseende på LinMSA. I försöken har p r o v e r -na åldrats mellan v a r j e c y k e l u p p f u k t n i n g . Båda behandlingar-na ger b r a v a t t e n a v v i s a n d e e f f e k t , som är bättre än d e t kommersiella lösningsmedels-baserade medlet e f t e r l : a c y k e l n ( f i g u r 1 8 ) , t r o t s de låga h a l t e r n a . V i d denna r e l a t i v t låga h a l t , 6-8 kg/m3 av den vattenavvisande t i l l s a t s e n ses dock en försämring av e f f e k t e n e f t e r andra c y k e l n , jämfört med samma be-h a n d l i n g i 1 0 - p r o c e n t i g a lösningar. Bebe-handling med LinMSA/Cu i 10 %
kon-27 c e n t r a t i o n på impregneringslösningen gav prover som v i d u p p f u k t n i n g var mycket såpiga på y t a n . Detta märktes i n t e när behandlingen provades i låg k o n c e n t r a t i on. 40H 30 ^ 20 H Viktsökning 1,5 tim 10 ^ Obehandlad THF/Cu/KKBCI 3 kg/m^ LinMSA/Cu/MitroU THF/Cuprinol 8 4 - 4 - 4 -Antal cykler WoM V/oM WoM
F i g u r 19. Viktökning e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l e t c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . Åldring mellan c y k l e r n a . Vatten-baserade THF/Cu och LinMSA/Cu med t i l l s a t s av kommersiella f u n g i c i d e r . 1procentiga lösningar med avseende på v a t t e n a v v i -sande t i l l s a t s samt THF/Cu/KKBCl i 0,5 % lösning.
övriga provade medel
I f i g u r 20 v i s a s de nya behandli (Casco), k a l i u m m e t y I s i l i k o n a t (S och KKBCl. KKBCl har v i s a t s t i d i som jämförelse. P a r a f f i n e m u l s i o n t r o t s r e l a t i v t hög k o n c e n t r a t i o n mycket kladdiga på y t a n . Som för i n i träet. K a l i u m m e t y l s i l i k o n a t e f f e k t , 1 0 - p r o c e n t i g lösning pro föreningen på ytan e f t e r impregn en vattenavvisande e f f e k t som va medelsbaserade medlet. Q 442 är
ngarna som p r o v a t s , p a r a f f i n e m u l s i o n i ) och kvartära ammoniumföreningarna Q 442 gare ( f i g u r 17), men har här t a g i t s med en ger ingen bra vattenavvisande e f f e k t
, 10 ?o användes. Proverna var dessutom väntat har i n t e emulsionen l y c k a t s tränga
gav h e l l e r ingen bra vattenavvisande vades. Proverna hade utfällningar av e r i n g e n . Q 442 i 1-procentig lösning gav r likvärdig det kommersiella lösnings-r e l a t i v t hydlösnings-rofob och valösnings-r i n t e h e l t
vattenlöslig. Istället användes blandningen i s o p r o p y l a l k o h o l / v a t t e n 54/46 volymsprocent. KKBCl gav ingen vattenavvisande e f f e k t . I f i g u r 21 v i s a s r e s u l t a t e t för den kvartära ammoniumföreningen " s o j a " , som provats i 1-procentig vattenlösning. Denna v i s a s i en separat f i g u r eftersom den är provad med åldring mellan c y k l e r n a . Föreningen gav r e l a t i v t bra e f f e k t med hänsyn t i l l den låga k o n c e n t r a t i o n e n som användes.
30H
204
Viktsökning 1,5 tim. loH Obehandlad KKBCl 7 ka/n? 7 Si 63 Lösningsmedels-baserad 39 Antal cykler Figur 20. 5 10Viktökning e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l cykl e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . 10 % cyklösning av k a cykl i u m m e t y cykl s i cykl i -konat, 10 % p a r a f f i n e m u l s i o n (Casco), 1 % KKBCl och 1 % Q 442. För det lösningsmedelshaserade medlet redovisas t o t a l t o r r h a l t
29 40 4 304 20H
loH
Viktsökning 1,5 tim % Obehandlad Lösningsmedels-baserad 34 'kg/m^ Soja 7 4- 4-Antal cykler V^oM WoM WoMF i g u r 2 1 . Viktökning e f t e r 1,5 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l cyk-l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . Querton soja i 1 - p r o c e n t i g cyk- lös-n i lös-n g . Åldrilös-ng mellalös-n v a r j e c y k e l .
UTVÄRDERING AV UTOMHUSEXPONERADE PROVER
I det föregående a r b e t e t med vattenavvisande medel (Johansson m f l 1 9 8 2 ) redovisades försök där prover impregnerade med de nya vattenbaserade med-l e n ytbehandmed-lades och WoM-provades. Detta g j o r d e s för a t t se e f f e k t e n av medlens i n v e r k a n som u n d e r l a g på målning. S a m t i d i g t som dessa provningar utfördes placerades några av proverna utomhus för n a t u r l i g åldring.
Pro-verna placerades u t 8 1 0 4 1 4 . Därefter t o g s de ner tillfälligt 8 4 0 8 1 3 p g a
ombyggnad av p r o v p l a t s . 8 5 1 2 1 8 placerades proverna u t igen och en v i s u e l l
bedömning av y t o r n a är utförd 8 9 0 3 2 3 , d v s e f t e r 6 år och 7 månader
sam-manlagd utomhusexponering. I t a b e l l 3 v i s a s b e h a n d l i n g s t y p och provutseen-de. Inget av de målade proverna har försämrats t r o t s r e l a t i v t lång utom-husexponering. Proverna som i n t e y t b e h a n d l a t s e f t e r impregnering var på-t a g l i g på-t åldrade med myckepå-t s p r i c k o r . Någon markanpå-t s k i l l n a d mellan prover som dubbelimpregnerats med t a l l h a r t s - f u m a r s y r a / a l u m i n i u m , jämfört med de som impregnerats med t a l l h a r t s - f u m a r s y r a och bara doppats i aluminium, kunde i n t e observeras.
Någon s k i l l n a d kan ännu i n t e ses mellan akrylatmålade prover varken oimpregnerade e l l e r de som först impregnerats med d e t vattenbaserade med-l e t t a med-l med-l h a r t s - f u m a r s y r a / a med-l u m i n i u m , jämfört med det kommersiemed-lmed-la med- lösnings-medelsbaserade medlet Hylosan SNWR.
TABELL 3 . B e h a n Impregnering d 1 i n g y t b e h a n d l i n g Prov n r Utseende Akrylatfärg 1 - 1 6 - 4 I - 1 7 - 2 I I - 2 - 5 I I - 3 - 4 Inga s p r i c k o r i i _ i i _ i i _ T a l l h a r t s / a l u -minium Akrylatfärg 1 - 6 - 5 I - 7 - 5 I I - 3 - 5 I I - 6 - 4 Inga s p r i c k o r i i _ i i _ i i _ Hylosan SNWR Akrylatfärg 1 - 6 - 3 I - 7 - 4 I I - 2 - 2 I I - 3 - 1 Inga s p r i c k o r n _ T a l l h a r t s / a l u -minium 1 - 1 - 6 1 - 6 - 1 I - 7 - 1 I I - 1 - 3 I I - 2 - 1 Mycket s p r i c k o r i i _ i i _ i i _ i i _ T a l l h a r t s doppning i a l u -minium
-I - l l - l 1 - 1 6 - 5 I - 1 7 - 5 I I - 3 - 2 I I - 6 - 1 Mycket s p r i c k o r i i _ n _ i i _ i i _ T a l l h a r t s doppning i a l u -minium Akrylatfärg I - l - l 1 - 6 - 2 I - 7 - 3 I I - 1 6 - 4 I I - 1 - 5 L i t e s p r i c k o r Inga s p r i c k o r i i _ i i _31
om UNDERSÖKNING AV DE VATTENAVVISANDE MEDLENS FÖRDELNING I TRÄ
De vattenbaserade v a t t e n a v v i s a n d e medlens fördelning i n u t i träet har s t u -derats med a u t o r a d i o g r a f i . E t t ämnes fördelning i n u t i träet v i d impregner i n g kan beimpregnero dels på timpregneräets p o impregner s t impregner u k t u impregner och timpregneräelementens kemiska s t impregner u k -t u r , dels på ämne-ts och lösningsmedle-ts kemiska karak-tär. T i d i g a r e under-sökning (Banks 1984) har v i s a t a t t vax, som är den v a n l i g a s t e komponenten i t r a d i t i o n e l l a lösningsmedelsbaserade vattenavvisande medel, omfördelas under t o r k n i n g och är företrädesvis l o k a l i s e r a t t i l l märgstrålar. E f t e r s e de vattenbaserade medlen g e t t bra v a t t e n a v v i s a n d e e f f e k t och impregnering i v a t t e n ger andra förhållanden än när l a c k n a f t a används så ansågs d e t värdefullt a t t undersöka medlens fördelning.
A u t o r a d i o g r a f i m e t o d
A u t o r a d i o g r a f i är en välkänd metod inom medicinsk f o r s k n i n g för a t t detek-t e r a ämnens fördelning i detek-t ex b i o l o g i s k a vävnader och har m o d i f i e r a detek-t s för användning på trä av Banks (1984). Metoden har också använts av andra på trä t i d i g a r e i några a r b e t e n . Tekniken baseras på a t t ämnet som s k a l l de-t e k de-t e r a s märks r a d i o a k de-t i v de-t . Prover impregneras med den r a d i o a k de-t i v de-t märkde-ta impregneringslösningen och t o r k a s på v a n l i g t sätt. S n i t t t a s därefter av proverna och s n i t t e n täcks med en f o t o g r a f i s k f i l m . Den r a d i o a k t i v a strål-ningen svärtar f i l m e n och e f t e r en t i d s exponering och f r a m k a l l n i n g kan fördelning av ämnet s t u d e r a s .
P r o v m a t e r i a l e t bestod av s p l i n t v e d av t a l l , som i n t e v a t t e n l a g r a t s . Prov-s t o r l e k e n var 50 X 10 X 10 mm e n l i g t f i g u r 22. Ändytorna och t r e av längd-ytorna tätades med s i l i k o n (Casco) och en t a n g e n t i e l l y t a (mot kärnveden) lämnades öppen. Detta gjordes för a t t begränsa inträngningen av impregne-r i n g s m e d l e t t i l l en y t a . Impimpregne-regneimpregne-ringen gjoimpregne-rdes i vakuumexsiccatoimpregne-r v i d 16-20 kPa under 20 minuter och därefter i en tryckkammare v i d
0,5 - 0,6 MPa under 1-2 timmar.
Tre av längdytorna i ä t a d e t ^ Ändytorna Andytoma _ » 1 0 " i m , , ^ _ Z - — J t ä t a d e tätade , . l O " ~ I 10 mm ' 50mm
Figur 22. Prov som användes t i l l undersökning med a u t o r a d i o g r a f i .
De båda vattenbaserade medlen, THF/Al (dubbelimpregnering) och LinMSA/Cu, undersöktes. LinMSA provades även som r e n syra i xylen som lösningsmedel. Syran är i n t e löslig i v a t t e n . Aven n a t r i u m s a l t e t av LinMSA provades som mikroemulsion i l a c k n a f t a och v a t t e n . Försöken med samma förening i o l i k a lösningsmedel g j o r d e s för a t t se om någon s k i l l n a d i l o k a l i s e r i n g kunde ses när de o l i k a lösningsmedlen användes. De förändringar i LinMSA som görs för a t t få den löslig i o l i k a lösningsmedel är av mindre o m f a t t n i n g , men kan också tänkas påverka fördelningen.
Föreningarna g j o r d e s r a d i o a k t i v a genom a t t tillsätta små mängder l^C-märkt MSA v i d m o d i f i e r i n g av l i n o l s y r a och l^C-märkt fumarsyra v i d m o d i f i e r i n g av t a l l h a r t s . A k t i v i t e t e n på impregneringslösningarna var beräknad t i l l ca 10 j u c i / m l .
A u t o r a d i o g r a f i proverna preparerades på samma sätt som b e s k r i v s i Banks a r -bete (1984). E f t e r impregnering och t o r k n i n g av proverna preparerades r a d i a l s n i t t med 30 ^m t j o c k l e k . Tre p r o v b i t a r användes för v a r j e behand-l i n g . Några s n i t t av v a r j e behandbehand-ling behand-lakades under 30 minuter i v a t t e n innan a u t o r a d i o g r a f i n utfördes, för a t t se a t t i n t e någon omfördelning av medlen sker under prepareringsförfärandet som sker i v a t t e n samt för a t t lösa b o r t e v e n t u e l l t oreagerad MSA e l l e r fumarsyra.
S n i t t e n täcktes med en f o t o g r a f i s k emulsion ( I l f o r d K.5.) och exponerades i kylskåp. E x p o n e r i n g s t i d e n v a r i e r a d e för de o l i k a behandlingarna mellan 20-35 dagar p g a o l i k a nivåer av r a d i o a k t i v i t e t i proverna. Proverna framkallades e n l i g t en v a n l i g f o t o g r a f i s k process.
R e s u l t a t
I t a b e l l 4 ges impregneringsdata för proverna.
TABELL 4. K o n c e n t r a t i o n på impregneringslösningarna samt mängden av den vattenavvisande substansen i proverna e f t e r impregne-r i n g e n .
Vattenavvisande K o n c e n t r a t i o n av v a t t e n - Mängd vattenavvisande medel avvisande medel i impreg- medel i proverna
neringslösning, % kg/m^ THF/Al i v a t t e n 10 10 (dubbelimpr) LinMSA/Cu i v a t t e n 10 41 LinMSA i xylen 5 17 LinMSA/Cu i 10 42 mikroemulsion
För a t t k o n t r o l l e r a a t t behandlingarna med f o r m u l e r i n g a r n a utförts så a t t vattenavvisande e f f e k t erhållits, undersöktes även den vattenavvisande e f f e k t e n på några av proverna. Undersökningen g j o r d e s genom upprepade cyk-l e r av u p p f u k t n i n g genom doppning i v a t t e n under 8 timmar och t o r k n i n g v i d 40 °C under 16 timmar. Sex prover med v a r j e f o r m u l e r i n g användes.
I f i g u r 23 ges r e s u l t a t e t i viktökning e f t e r 8 timmar i v a t t e n som funk-t i o n av a n funk-t a l e funk-t c y k l e r u p p f u k funk-t n i n g / u funk-t funk-t o r k n i n g .
33 15 10^ 5- 3-Vikteökning 8 tim obehandlad LinMSA , Mikroemulsion 17 kg/nf LinMSA i Xylen 42 LinMSA/Cu 41 THF/A! 10 Antal cykler 1 — I — 10
Is
'2Ö
Figur 23. Viktökning hos p r o v b i t a r e f t e r 8 timmar i v a t t e n som f u n k t i o n av a n t a l c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g . THF/Al (dubbelimpregne-r i n g ) i v a t t e n , LinM5A/Cu i v a t t e n , LinMSA i x y l e n samt LinMSA i mikroemulsion.
De båda vattenbaserade THF/Al och LinMSA/Cu, gav l i k a bra vattenavvisande e f f e k t som t i d i g a r e . LinMSA i x y l e n gav en något sämre e f f e k t , men mSngden LinMSA i p r o v e t var också lägre p g a lägre upptagning. N a t r i u m s a l t e t av LinMSA i mikroemulsion gav däremot ingen bra vattenavvisande e f f e k t . I f i g u r 24 v i s a s de b i l d e r som erhölls v i d autoradiografiundersökningen. B i l d e r n a v i s a r r a d i a l s n i t t och den svärtning som syns är de områden där det vattenavvisande medlet är l o k a l i s e r a t .
T a l l h a r t s -fumarsyra/ aluminium
LinolsyraMSA/
koppar LinolsyraMSA i x y l e n LinolsyraMSA i mikroemulsion
F i g u r 24. Fördelning av vattenavvisande medel i c e l l s t r u k t u r e n hos trä 2,5 ggr.
I proven som impregnerats med THF/Al är medlet jämnt fördelat närmast den öppna y t a n , där impregneringsmedlet trängt i n . Medlet har bara trängt i n
08 2 mm, t r o t s d e t t a har behandlingen g e t t en utmärkt vattenavvisande
e f f e k t .
I f i g u r 25 v i s a s en förstorad b i l d från den impregnerade y t a n . Där syns t y d l i g t a t t medlet är jämnt fördelat i y t s k i k t e t . Det är t r o l i g t a t t man får en t o t a l b l o c k e r i n g av a l l a "öppna k a n a l e r i träet v i d det dubbla im-pregneringsförfarandet när THF f S l l s med aluminium, och a t t d e t t a ger den goda vattenavvisande e f f e k t e n . Detta kan dock i n t e fastställas eftersom tvärsnitt i n t e har s t u d e r a t s . Längre i n från den öppna y t a n f i n n s medlet på v i s s a ställen i märgstrålarna ( f i g u r 2 6 ) , och verkar där mestadels vara l o k a l i s e r a t t i l l märgstråleparenkymcellerna.
För d e t andra vattenbaserade medlet LinM5A/Cu, syns ingen jämn fördel-ning mellan märgstrålar och t r a k e i d e r . Merparten av medlet återfinns i märgstrålarna även om det i v i s s a områden f i n n s något i t r a k e i d e r n a , f i -gur 24. I prover impregnerade med LinMSA i x y l e n och som mikroemulsion återfanns största delen av medlen i märgstrålarna.
För LinMSA i x y l e n f i n n s det mesta i märgstråletrakeiderna ( f i g u r 27) medan man för LinMSA/Cu i vattenlösning i n t e kan se någon s k i l l n a d i l o k a l i -s e r i n g av medlet mellan parenkymcellerna och t r a k e i d e r n a i märg-strålarna ( f i g u r 2 8 ) . För samma förening som mikroemulsion verkar d e t mesta av med-l e t återfinnas i märgstråmed-leparenkymcemed-lmed-lerna ( f i g u r 2 9 ) .
Anledningen t i l l a t t medlen fördelar s i g o l i k a i d e t t a f a l l när samma förening med mindre m o d i f i e r i n g a r använts i o l i k a lösningsmedel, beror t r o l i g e n på d e l s föreningens och lösningsmedlets r e s p e k t i v e de o l i k a c e l -l e r n a s h y d r o f i -l a / h y d r o f o b a karaktär.
35
Figur 25. R a d i a l s n i t t av prov impregnerat med t a l l h a r t s f u m a r s y r a / a l u m i -nium (dubbelimpregnering) i v a t t e n . Ytan som var öppen v i d im-pregnering är nedåt i b i l d e n . Medlet än a n r i k a t v i d den öppna ytan och jämnt fördelat ca 2 mm i n i p r o v e t .
Figur 26. R a d i a l s n i t t av prov impregnerat med t a l l h a r t s f u m a r s y r a / a l u m i -nium ( d u b b e l i m p r e g n e r i n g ) i v a t t e n . L o k a l i s e r i n g av medlet t i l l märgstrålar längre i n i p r o v e t .
37
Figur 27. R a d i a l s n i t t av prov impregnerat med l i n o l s y r a m a l e i n s y r a a n h y d -r i d i x y l e n . Medlet ä-r l o k a l i s e -r a t t i l l mä-rgst-rålet-rakeide-r.
Figur 28. R a d i a l s n i t t av prov impregnerat med l i n o l s y r a m a l e i n s y r a a n h y d -r i d / k o p p a -r i vattenlösning. A n -r i k n i n g av medlet i mä-rgst-råla-r,
39
f i g u r 29. R a d i a l s n i t t av prov impregnerat med l i n o l s y r a m a l e i n s y r a a n h y d -r i d i mik-roemulsion. Medlet ä-r l o k a l i s e -r a t t i l l mä-rgst-råle- märgstråle-parenkymceller.
