Furfurylace dřeva a její dopad na vybrané fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva

Bc. Dominik Bejšák

Master's thesis

Furfurylation of wood and its impact on selected physical and mechanical properties of wood

Abstract:

V teoretické části práce byla shrnuta problematika modifikace, furfurylace, ohybu, vlhkosti a chemického složení dřeva. V praktické části byl zkoumán vliv teploty a času vytvrzování při furfurylaci smrkového dřeva na vybrané mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti. První zkoumanou oblastí byly ohybové vlastnosti, které byly stanoveny metodou čtyřbodového ohybu. V rámci ohybové zkoušky byly vyhodnocovány modul pružnosti, mez úměrnosti a mez pevnosti. Kromě mechanických vlastností byl řešen také dopad na makroskopickou a chemickou strukturální hladinu dřeva. Na závěr byl řešen vztah modifikovaného dřeva k vodě, a to pomocí standardní zkoušky nasákavosti. Pro zobecnění dosažených výsledků je možné uvést, že teplota a čas vytvrzování při furfurylaci mají zásadní vliv na některé výsledné vlastnosti. Při nedostatečném času pro vytvrzení dochází ke zhoršení většiny vlastností dřeva a při delší době vytvrzování za vyšší teploty dochází jak k negativnímu vlivu na dřevo v podobě zhoršení mechanických vlastností, tak k pozitivnímu vlivu, kterým je snížení nasákavosti. Prokázal se vliv na chemické složení dřeva. Výsledky práce mohou sloužit při návrhu postupu furfurylace vhodného jak z hlediska vlastností dřeva, tak z ekonomického hlediska.

Abstract:

The theoretical part of the thesis summarized the issues of modification, furfurylation, bending, moisture and chemical composition of wood. In the practical part, the influence of temperature and curing time during furfurylation of spruce wood on selected mechanical, physical and chemical properties was investigated. The first area investigated was bending properties, which were determined by the four-point bending method. The bending test evaluated the modulus of elasticity, the limit of proportionality and the bending strength. In addition to the mechanical properties, the impact on the macroscopic and chemical structural level of the wood was also addressed. Finally, the relationship of the modified wood to water was determined using a standard water absorption test. In order to generalise the results obtained, it can be stated that the temperature and curing time during furfurylation have a major influence on some of the resulting properties. Insufficient curing time leads to a deterioration of most of the wood properties and longer curing times at higher temperatures have both a negative effect on the wood in terms of deterioration of mechanical properties and a positive effect in terms of reduction of water absorption. The effect on the chemical composition of the wood has been demonstrated. The results of the work can be used to design a furfurylation process suitable both in terms of wood properties and economically.

Keywords

Chemická modifikace, Furfurylace, Fyzikální vlastnosti, Mechanické vlastnosti, Modul pružnosti, Mez úměrnosti, Mez pevnosti

Keywords

Chemical modification, Furfurylation, Physical properties, Mechanical properties, Modulus of elasticity, Limit of proportionality, Bending strength

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Adam Sikora, Ph.D.
• Reader: František Kačík, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme:
Wood Engineering