Український журнал лісівництва та деревинознавства

Вплив факторів зовнішнього середовища на стан поверхні термомодифікованої деревини ясеня у полівінілацетатних клейових з’єднаннях

Адріан Кіндзера, Богдан Кшивецький, Андрій Спірочкін, Юрій Лакида, Денис Зав’ялов
Завантажити статтю
Анотація

Метою роботи було дослідження полівінілацетатних клейових з’єднань «термічно модифікована деревина ясеня/сосна» щодо змін стану поверхні термічно модифікованої деревини ясеня (що корелюються із зміною міцності зразків) за умов тривалого впливу зовнішніх факторів. Тестові зразки клейових з’єднань розміщувалися на стенді для зовнішньої експозиції. З тримісячною періодичністю вони вилучалися із стенду для фіксування деструктивних змін поверхні термічно модифікованої деревини за допомогою скануючої електронної мікроскопії, оцінки змін її змочуваності та тривалості проникнення крапель води в структуру (шляхом фіксування зміни значень кутів змочування в часі), а також встановлення змін міцності клейових з’єднань. Встановлено, що фотохімічне пошкодження термічно модифікованої деревини ясеня є «пусковим механізмом» її подальших деструктивних змін. Зразки після літніх періодів експозиції, характеризувалися більш вираженими деструктивними змінами термічно модифікованої поверхні та суттєвим зниженням міцності клейових з’єднань (від 6,56 МПа до 6,05 МПа після першого циклу та від 5,93 МПа до 5,62 МПа після другого). Дослідження показали, що внаслідок каскаду деструктивних механізмів, структура термічно модифікованої деревини ясеня після 24 місяців витримки в природних умовах, зазнала поверхневих пошкоджень на глибину 0,05-0,2 мм (в той час як міцність клейового з’єднання зменшилась з 7,12 МПа до 5,13 МПа), поверхня стала більш гідрофільною, що призвело до скорочення часу проникнення води в її структуру. Відповідно, кут змочування на такій поверхні досягнув θ = 17° вже через 480 с, тоді як на поверхні термічно модифікованої деревини ясеня, що не піддавалася впливу природним факторам, аналогічного значення було досягнуто лише через 570 с

Ключові слова

зовнішні фактори, температурно-вологісні навантаження, сонячна радіація, скануюча електронна мікроскопія, деструктивні міни, кут змочування, проникнення крапель води

ЦИТУВАТИ
Kindzera, A., Kshyvetskyi, B., Spirochkin, A., Lakyda, Yu., & Zavialov, D. (2025). Influence of environmental factors on the surface condition of thermally modified ash wood in polyvinyl acetate adhesive joints. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 16(3), 26-39. https://doi.org/10.31548/forest/3.2025.26
Використані джерела
  1. DSTU EN 205:2014. (2014). Adhesives for glueing wood which is not subjected to power loads. A method for determining the strength of a lap joint during longitudinal shear tension. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=73788.
  2. EN 927-3:2006. (2006). Paints and varnishes – coating materials and coating systems for exterior wood. Retrieved from https://store.uni.com/en-927-3-2006.
  3. Gaff, M., Kubovský, I., Sikora, A., Kačíková, D., Li, H., Kubovský, M., & Kačík, F. (2023). Impact of thermal modification on color and chemical changes of African padauk, merbau, mahogany, and iroko wood species. Reviews on Advanced Materials Science, 62(1), article number 20220277. doi: 10.1515/rams-2022-0277.
  4. Godinho, D., Araújo, S.d.O., Quilhó, T., Diamantino, T., & Gominho, J. (2021). Thermally modified wood exposed to different weathering conditions: A review. Forests, 12, article number 1400. doi: 10.3390/f12101400.
  5. Horbachova, O., Mazurchuk, S., Lomaha, V., Buiskykh, N., Matviichuk, A., & Marchenko, N. (2025). Identifying patterns in the resistance of thermally modified ash wood to weathering. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(12(133)), 6-15. doi: 10.15587/1729-4061.2025.322368.
  6. Jones, D., & Sandberg, D. (2020). A review of wood modification globally – updated findings from COST FP1407. Interdisciplinary Perspectives on the Built Environment, 1, 1-31. doi: 10.37947/ipbe.2020.vol1.1.
  7. Kačík, F., Výbohová, E., Jurczyková, T., Eštoková, A., Kmeťová, E., & Kačíková, D. (2025). Impact of thermal treatment and aging on lignin properties in spruce wood: Pathways to value-added applications. Polymers, 17, article number 238. doi: 10.3390/polym17020238.
  8. Kshyvetskyy, B., Kindzera, D., Sokolovskyy, Ya., Somar, H., & Sokolovskyi, I. (2023). Prediction of the strength of oakwood adhesive joints bonded with thermoplastic polyvinyl acetate adhesives. Chemistry & Chemical Technology, 17(1), 110-117. doi: 10.23939/chcht17.01.110.
  9. Kshyvetskyy, B., Kindzera, D., Sokolovskyi, I., Storozhuk, V., Mayevska, O., Somar H., & Kindzera, A. (2024). Features of the formation of cohesive and adhesive strength by non-structured and structured polyvinyl acetate films during wood gluing. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 3, 89-97. doi: 10.32434/0321-4095-2024-154-3-89-97.
  10. Lunguleasa, A., & Spirchez, C. (2025). Influence of thermal treatment on properties of ash wood. Forests, 16, article number 155. doi: 10.3390/f16010155.
  11. Mamonová, M., Ciglian, D., & Reinprecht, L. (2022). SEM analysis of glued joints of thermally modified wood bonded with pur and pvac glues. Materials, 15, article number 6440. doi: 10.3390/ma15186440.
  12. Mastouri, A., Azadfallah, M., Kamboj, G., Rezaei, F., Tarmian, A., Efhamisisi, D., Mahmoudkia, M., & Corcione, C.E. (2023). Kinetic studies on photo-degradation of thermally-treated spruce wood during natural weathering: Surface performance, lignin and cellulose crystallinity. Construction and Building Materials, 392, article number 131923. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2023.131923.
  13. Meger, J., Kozioł, C., Pałucka, M., Burczyk, Ja., & Chybicki, I. (2024). Genetic resources of common ash (Fraxinus excelsior L.) in Poland. BMC Plant Biology, 24, article number 186. doi: 10.1186/s12870-024-04886-z.
  14. Niklewski, J., van Niekerk, P.B., & Marais, B.N. (2023). The effect of weathering on the surface moisture conditions of Norway spruce under outdoor exposure. Wood Material Science & Engineering, 18(4), 1394-1404. doi: 10.1080/17480272.2022.2144444.
  15. Pinchevska, O., Sedliačik, J., Zavialov, D., Lakyda, Y., Baranova, O., Lobchenko, H., & Oliynyk, R. (2022). Insulating wood wool panels using low-grade pine wood. Acta Facultatis Xylologiae Zvolen, 64(1), 15-24. doi: 10.17423/afx.2022.64.1.02.
  16. Rabko, S., Kozel, A., Kimeichuk, I., & Yukhnovskyi, V. (2021). Comparative assessment of some physical and mechanical properties of wood of different scots pine climatypes. Scientific Horizons, 24(2), 27-36. doi: 10.48077/scihor.24(2).2021.27-36.
  17. Stocks, J.J., Metheringham, C.L., & Plumb, W.J. (2019). Genomic basis of European ash tree resistance to ash dieback fungus. Nature Ecology & Evolution, 3, 1686-1696. doi: 10.1038/s41559-019-1036-6.
  18. Tkach, V., Rumiantsev, M., Luk’yanets, V., Kobets, O., Poznіakova, S., Obolonyk, I., & Sydorenko, S. (2020). Common ash (Fraxinus excelsior L.) in Ukrainian forests and its successful natural regeneration. Forestry Studies, 73, 26-42. doi: 10.2478/fsmu-2020-0012.
  19. Ugovšek, A., Šubic, B., Starman, J., Rep, G., Humar, M., Lesar, B., & Lozano, J.I. (2018). Short-term performance of wooden windows and facade elements made of thermally modified and non-modified Norway spruce in different natural environments. Wood Material Science & Engineering, 14(1), 42-47. doi: 10.1080/17480272.2018.1494627.
  20. Vidholdová, Z., Reinprecht, L., & Pánek, M. (2023). The effect of outdoor weathering of thermally modified spruce and pine woods on their surface properties. Acta Facultatis Xylologiae Zvolen, 65, 23-34. doi: 10.17423/afx.2023.65.1.02.
  21. Zelinka, S.L., Altgen, M., Emmerich, L., Guigo, N., Keplinger, T., Kymäläinen, M., & Thybring, E.E. (2022). Review of wood modification and wood functionalization technologies. Forests, 13(7), article number 1004. doi: 10.3390/f13071004.
  22. Zlahtič, M., & Humar, M. (2016). Influence of artificial and natural weathering on the hydrophobicity and surface properties of wood. BioResources, 11(2), 4964-4989. doi: 10.15376/biores.11.2.4964-4989.