Innovative Alkyd Emulsion Composition Enhanced With Nanosize Iron Oxides for the Protection of Thermally Treated Wood in Outdoor Conditions

Koksnei piemīt liels potenciāls lietošanai āra apstākļos, taču vides faktoru (saules starojums, mitrums, sēnes, kukaiņi utt.) iedarbības rezultātā tās virsma var viegli degradēties. Koksnes aizsardzība ir ļoti aktuāls pētījuma temats, un tas ir arī šī promocijas darba objekts. Galvenais darba mērķis ir iegūt emulsijas veida alkīda pārklājumu uz ūdens bāzes, uzlabot tā kompozīciju ar nepieciešamām piedevām, īpaši ar nanoizmēra sarkanā dzelzs oksīda pigmentu, kas var nodrošināt termiski modificētas koksnes dekoratīvo īpašību saglabāšanu āra ekspluatācijas laikā. Darbā zinātniskās literatūras apskatā apkopota informācija par galvenajiem koksnes noārdīšanos izraisošiem faktoriem un to ietekmi uz koksnes struktūru un īpašībām. Apskatīti koksnes aizsardzībai paredzētu pārklājumu veidi un izaicinājumi jaunu pārklājumu izstrādāšanā, kas radušies stingrāku noteikumu dēļ, kas ievērojami ierobežo organisko šķīdinātāju lietošanu un atbalsta zaļākas alternatīvas, piemēram, pārklājumus uz ūdens bāzes. Eiropā to nosaka Direktīva 2004/42/EC par gaistošo organisko savienojumu (GOS) saturu ierobežojumiem krāsās un pārklājumos.

Pirmajā darba eksperimentālajā daļā pētīta optimāla alkīda emulsijas kompozīcija un piedevu ietekme uz pārklājuma plēves īpašībām. Ņemtas vērā izmaiņas termiski modificētas koksnes ķīmiskajās un fizikālajās īpašībās, salīdzinot ar nemodificētu koksni. Pēc termiskās modifikācijas koksne kļūst hidrofobāka, un šīs izmaiņas noteiktas un analizētas, mērot virsmas enerģijas. Rezultāti parādīja, ka, paaugstinoties termiskās modifikācijas temperatūrai, samazinās koksnes virsmas enerģijas polārais komponents.

Otrajā darba eksperimentālajā daļā veikti mākslīgās un āra novecināšanas testi, lai noteiktu piemērotāko sarkanā dzelzs oksīda nanodaļiņu koncentrāciju, kas var nodrošināt labāko termiski modificētas koksnes aizsardzību pret fotodegradāciju. Rezultāti liecina, ka 8 % sarkanā dzelzs oksīda pigmentu koncentrācija ir efektīva koksnes virsmas aizsardzībai pret krāsas izmaiņām. Āra novecināšanas testa laikā alkīda emulsijas efektivitāte tika pārbaudīta, salīdzinot to ar alkīda pārklājumu uz šķīdinātāja bāzes. Rezultāti apstiprina, ka alkīda emulsija dod labāku termiski modificētas koksnes virsmas aizsardzību nekā pārklājums uz šķīdinātāja bāzes. Tas pierāda, ka, aizvietojot organisko šķīdinātāju ar ūdeni, var iegūt līdzvērtīgu produktu ar līdzīgu vai labāku efektivitāti termiski modificētas koksnes aizsardzībai āra ekspluatācijā.