Surface modification of birch and acetylated birch wood by silicone nanofilaments
Tid: Fr 2023-03-17 kl 10.00
Plats: Conference room Innoversum, RISE Research Institutes of Sweden, Drottning Kristinas väg 61, campus, Videolänk
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/67973390115
Språk: Engelska
Ämnesområde: Byggvetenskap, Byggnadsmaterial
Respondent: Haiyan Yin , Byggnadsmaterial, RISE Research Institutes of Sweden, Division Bioeconomy and Health, Material and Surface Design
Opponent: Professor Jan Van den Bulcke, Faculty of Bioscience Engineering, Department of Environment, Ghent University, Belgium
Handledare: Professor Magnus Wålinder, Byggnadsmaterial; Professor Agne Swerin, Karlstad University, Faculty of Health, Science and Technology, Department of Engineering and Chemical Sciences, Chemical Engineering; Tekn.Dr Andra Dédinaité, Yt- och korrosionsvetenskap, Ingenjörspedagogik
QC 20230223
Abstract
Den ökande medvetenheten om hållbarhet motiverar utvecklingen av byggmaterial från förnybara resurser. Kraven på träbaserade produkter med förbättrad beständighet, till exempel förbättrad vätskeavvisning och UV- och biologisk beständighet, är fortfarande en utmaning. Ytmodifiering av trä med ett superhydrofobt ytskikt är ett sätt att tackla utmaningen. I denna avhandling ytmodifierades träfanér av obehandlad och acetylerad björk med fluorerade eller icke-fluorerade silikon-nanofilament i gasfas. Resultat visade att björkproverna som ytmodifierats med de fluorerade silikon-nanofilamenten (F-SMB) uppvisade superamfifobicitet, alltså ytor som stötte bort vatten, etylenglykol och hexadekan med kontaktvinklar (CA) större än 150° och avrinningsvinkel (ROA) på mindre än 10°. Proverna av björk och acetylerad björk som modifierats med de icke-fluorerade silikon-nanofilamenten (SMB och SMAB) uppvisade superhydrofobicitet med statisk CA större än 160° för vatten och låg ROA även för prover preparerade med den kortaste reaktionstiden på 1 timme.
Det ytmodifierade träet uppvisade god vätningsbeständighet, analyserat genom flercykelmätningar med Wilhelmy-metoden. SMB visade ett lägre vattenupptag än det acetylerade träet medan SMAB visade det lägsta vattenupptaget, det vill säga en markant ökad vattenresistens, tack vare en kombinerad effekt av acetylering och ytmodifiering. Silikon-nanofilamenten bröts inte ned efter UV-bestrålning. Både den UV-bestrålade SMB och SMAB visade fortfarande god vätningsbeständighet med höga statiska CA och lågt vattenupptag. Den UV-bestrålade SMAB visade lägst vattenupptagningsförmåga.
SMB och F-SMB visade god resistens mot mögelpåväxt som uppträdde senare eller med mindre intensitet än påväxten på den obehandlade björken tack vare den förbättrade vattenavvisningen. All acetylerad björk visade en ännu bättre mögelresistens eftersom acetyleringen minskade fuktupptagningen i träsubstansen; medan ytmodifierad acetylerad björk uppvisade något sämre mögelbeständighet på grund av sidoeffekter från ytmodifieringarna. En kraftig blånad uppstod på alla obehandlade björkprover men nästan ingen blånad observerades på proverna av acetylerad och ytmodifierad acetylerad björk. De förkonditionerade och UV-bestrålade acetylerade träproverna visade också god mögelresistens. Fler utomhustester behöver dock genomföras för att ytterligare förstå resistensen mot mögel- och blånadspåväxt hos acetylerat trä.
Ytmodifieringarna av både obehandlad och acetylerad björk ger utmärkt vattenavvisning och motstånd mot vattenupptag, vilket visar potentialen hos sådant ytmodifierat trä i utomhusapplikationer.