Abstract
Changes of physical wood properties after ammonia gas phase treatment were tested. In order to cover the wide variability of the investigated parameter, nineteen different wood species were investigated. While density is more or less not affected, equilibrium moisture content at standard climate increases significantly for almost all species. Changes of differential shrinkage and swelling in radial and tangential direction are specific to species. While some species show increased swelling or shrinkage, for other species these values decline. In most cases, ammoniation leads to increased dimension stability in radial direction but to a reduction in tangential direction. So, anisotropy of swelling and shrinkage in general increases due to ammoniation. These results show that changed physical properties of such wood have to be considered concerning conditioning and dimensioning products therefrom.
Zusammenfassung
Es wurden physikalische Veränderungen von Holz nach Behandlung mit Ammoniak in der Gasphase (Räuchern) untersucht. Um die hohe Variabilität dieser Parameter abzudecken, wurden die Untersuchungen an neunzehn verschiedenen Holzarten durchgeführt. Während die Holzdichte durch die Behandlung weitestgehend nicht beeinflusst wird, zeigt sich für die Holzausgleichsfeuchte bei Normklima bei fast allen Holzarten ein signifikanter Anstieg. Veränderungen des differentiellen radialen und tangentialen Schwind- bzw. Quellmaßes sind stark von den Holzarten abhängig. Während einige Holzarten einen Anstieg des Schwind- bzw. Quellmaßes zeigen, weisen andere Holzarten eine Abnahme auf. In den meisten Fällen führt das Räuchern zu einer Zunahme der Dimensionsstabilität in radialer Richtung, aber zu einer Abnahme in tangentialer Richtung. Somit nimmt die Anisotropie des Schwind- bzw. Quellmaßes durch Räuchern zu. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Berücksichtigung dieser Veränderungen bei der Klimatisierung des Holzes und bei der Dimensionierung von daraus erzeugten Werkstoffen erforderlich ist.
Similar content being viewed by others
References
Amburgey TL, Johnson BR (1979) Comparing Ammoniation and Water-Repellent Preservative Treatments for Protecting Wood Window Units From Decay. For Prod J 29(2):23–28
Bariska M (1969) Plastifizierung des Holzes mit Ammoniak in Theorie und Praxis. Holz-Zentralblatt 95(84):1309–1311
Bariska M, Skaar C, Davidson RW (1969) Studies of the Wood-Anhydrous Ammonia System. Wood Sci 2(2):65–72
Bariska M, Skaar C, Davidson RW (1970) Water Sorption ‘Overshoot’ In Ammonia-Treated Wood. Wood Sci 2(4):232–237
Bariska M (1975) Collapse Phenomena in Beechwood during and after NH3-Impregnation. Wood Sci Technol 9:293–306
Bariska M, Popper R (1975) Ammonia sorption Isotherms of Wood and Cotton Cellulose. Wood Sci Technol 9:153–163
Barry AJ, Peterson FC, King AJ (1936) x-Ray studies of Reactions of Cellulose in Non-Aqueous Systems. I. Interaction of Cellulose and Liquid Ammonia. J Am Chem Soc 58(2):333–337
Besold G, Fengel D (1983a) Systematische Untersuchungen der Wirkung aggressiver Gase auf Fichtenholz, Teil 1: Begasungsversuche und Untersuchung der Extrakte. Holz Roh- Werkst 41:227–232
Besold G, Fengel D (1983b) Systematische Untersuchungen der Wirkung aggressiver Gase auf Fichtenholz, Teil 2: Veränderungen an den Polysacchariden und am Lignin. Holz Roh- Werkst 41:265–269
Besold G, Fengel D (1983c) Systematische Untersuchungen der Wirkung aggressiver Gase auf Fichtenholz, Teil 3: Sorptionsversuche, Festigkeitsprüfung und Erstellung eines Beurteilungsschemas. Holz Roh- Werkst 41:333–337
Gierlinger N, Schwanninger M (2007) The potential of Raman microscopy. Spectroscopy 21:69–89
Huang WY, Zhao M, Zhu HZ, Zhou X (2006) Structure of ramie treated by liquid ammonia. J Donghua Univ (English Edition) 23(1):103–107
Kalnin’š AJ, Darzin’š TA, Jukna AD, Berzin’š GV (1967) Physikalisch-mechanische Eigenschaften mit Ammoniak chemisch plastifizierten Holzes. Holztechnologie 8(1):23–28
Kollmann F (1982) Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe. Springer, Berlin Heidelberg New York
Lewin M, Roldan LG (1971) Effect of liquid anhydrous ammonia in the structure and morphology of cotton cellulose. J Polym Sci C Polym Sympos 36:213–229
Oniśko W, Matejak M (1971) Einfluß 25%iger Ammoniaklösung auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Holzes. Holztechnologie 12(1):45–54
Parameswaran N, Roffael E (1984) Kenntnisstand und Untersuchungsergebnisse zur Wirkung von Ammoniak auf Holzspäne. Holz Roh- Werkst 42:327–333
Parham RA, Davidson RW, de Zeeuw CH (1972) Radial-Tangential Shrinkage of Ammonia-Treated Loblolly Pine Wood. Wood Sci 4(3):129–136
Rasch D, Guiard V (2004) The robustness of parametric statistical methods. Psychol Sci 46(2):175–208
Stamm AJ, Loughborough WK (1935) Thermodynamics of the swelling of wood. J Phys Chem 39(1):121–132
Tinkler CK (1921) ‘‘Fumed’’ oak and natural brown oak. Biochem J 15(4):477–486
Trendelenburg R, Mayer-Wegelin H (1955) Das Holz als Rohstoff, 2. Auflage. Carl Hanser, München
Wardrop AB (1964) The structure and formation of the cell wall in xylem. In: Zimmermann MH (ed) The formation of wood in forest trees. Academic Press, New York London, pp 87–134
Weigl M, Pöckl J, Müller U, Pretzl H, Grabner M (2007) UV-resistance of ammonia treated wood. In: Hill CAS, Jones D, Militz H, Ormondroyd GA (eds) 3rd European Conference on Wood Modification. 15th–16th October 2007, Cardiff, UK
Weigl M, Gündüz M, Müller U (2009a) On the mechanical stability of ammonia treated wood. In: Hill CAS, Militz H (eds) 4th European Conference on Wood Modification. 27th–29th April 2009, Stockholm, Sweden
Weigl M, Kandelbauer A, Hansmann C, Pöckl J, Müller U, Grabner M (2009b) ,,Application of natural dyes in wood‘‘. In: Bechtold T, Mussak RAM (eds) Handbook of Natural Colorants. John Wiley & Sons, Inc., New York (in press)
Wimmer R (1994) Structural, chemical and mechanical trends within coniferous trees. In: Spiecker H, Kahle HP (eds) Modelling of tree-ring development – cell structure and environment workshop Proceedings. 5th–9th September 1994, Freiburg
Yatsu LA, Calamari TA, Benerito RR (1986) Conversion of Cellulose I to Stable Cellulose III. Text Res J 56(7):419–424
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Weigl, M., Pöckl, J. & Grabner, M. Selected properties of gas phase ammonia treated wood . Eur. J. Wood Prod. 67, 103–109 (2009). https://doi.org/10.1007/s00107-008-0301-1
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s00107-008-0301-1