Kinetische Feuchteverformungsmessungen an chemisch modifiziertem Holz

Zusammenfassung

Es wurden kinetische Feuchteverformungsmessungen zwischen Trocknung und Wasserlagerung an unbehandeltem und chemisch modifiziertem Holz in der transversalen Richtung durchgeführt, um den Einfluß der unterschiedlichen Polarität und der Molekülgröße der eingeführten Molekülgruppen auf den zeitlichen Verlauf der Feuchteverformung zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden die Hydroxylgruppen des Holzes mit vergleichbar kleinen aber weniger polaren, mit bedeutend größeren aber stärker polaren und mit größeren und weniger polaren Molekülgruppen versetzt, wobei der Acylierungsgrad quantitativ verfolgt wurde. Es wurde eine kinetisch bedingte, funktionelle Abhängigkeit der Verformungsgeschwindigkeit von der Qualität der eingebrachten Funktionsgruppen festgestellt. Die von den sorptiv aktiven Molekülgruppen abhängige Abnahme der spezifischen Feuchteverformungsgeschwindigkeit folgt der Reihe Hydroxyl-, Azetyl-, Phthalyl- und Monomethylphthalylgruppe. Als Bewertungsmaß für die Feuchteverformungsvergütung wurde die relative, transversale Formänderungsarbeit verwendet. Diese ermöglichte eine quantitative Bewertung der vorgenommenen Modifizierungen sowohl untereinander als auch gegenüber dem unbehandelten Holz. Der Vergütungsmechanismus der einzelnen Modifizierungen wurde diskutiert, wobei besonders auf die Feuchtevergütung durch Quellungsverzögerung eingegangen wurde. Der Einfluß der in das Holz eingebrachten Funktionsgruppen auf die Kinetik der Feuchteverformungsanisotropie wurde untersucht und Vermutungen hinsichtlich des Anisotropiemechanismus angestellt.

Abstract

Kinetic measurements of the swelling and shrinking of untreated and chemically-modified wood in the transverse plane were carried out in order to investigate the influence of various polarities and the volume of the introduced molecular group on the process of swelling and shrinking over time. To achieve this end, the hydroxyl groups of the wood were substituted with relatively small, but weakly polarized molecular groups, with significantly larger and strongly polarized molecular groups and with larger and weakly polarized molecular groups, and the degree of esterification was determined quantitativelly. It was found that the speed of swelling and shrinking is functionally dependent on the quality and kinetic characteristics of the function groups used. The decrease in the specific rate of shrinking and swelling, which is dependent on the sorptionally active molecular groups, follows the pattern: hydroxyl, acetyl, dibasic phthaloyl and monomethylphthaloyl groups. The relative, transverse deformation energy is used as a measure for the dimensional stabilization. This allows a quantitative evaluation of the above-mentioned modifications not only among themselves, but also as opposed to untreated wood. The mechanism of dimensional stabilization due to the modifications used is discussed with special reference to the dimensional stabilization due to the retardation effect. The influence of the function groups introduced into the wood on the kinetics of the shrinking and swelling anisotropy is studied, and a hyptothesis regarding the mechanism of anisotropy is made.