Tepelná modifikace dřeva 2. díl – Ochrana dřeva změnou chemické báze

Chemické změny v základní skladbě dřeva

Částečným rozkladem hemicelulóz při tepelné modifikaci dřeva výrazně klesá počet sorpčních míst na -OH skupinách. Zkrácením řetězců celulózy, zvýšenou krystalizací a zvětšenými krystaly narůstá počet vazeb mezi jednotlivými polymerními řetězci celulózy přes -OH skupiny a tedy i tímto způsobem klesne počet sorpčních míst. Dojde také ke zvětšení počtu vazeb mezi ligninem a hemicelulózami.

Takto snížená schopnost dřeva absorbovat vodu vede až k poloviční rozměrové nestálosti, ale také k výraznému snížení rovnovážné vlhkosti dřeva. Má-li neupravené dřevo v pokojových podmínkách vlhkost 10-12%, tepelně modifikované dřevo bude mít vlhkost jen 5-7%. Sníženou vlhkostí dřeva je změněn celý průběh sorpční izotermy a také již nelze aplikovat klasický nomogram pro stanovení rovnovážné vlhkosti dřeva v závislosti na vzdušné vlhkosti a teplotě prostředí. Mez hygroskopicity je tím pádem také výrazně snížena.

Modifikace vs. Dřevokazní škůdci

Photocredit:

Veškeré materiály uvádí, že tepelná modifikace zvyšuje ochranu dřeva proti biotickým činitelům. Např. ThermoWood uvádí, že tepelnou modifikací se dřeviny ze třídy odolnosti 2 a 3 posouvají do třídy odolnosti 1.

Obecně je redukcí vlhkosti ve dřevě pod 12% výrazně snížena pravděpodobnost napadení dřeva biotickými škůdci. Dalším faktorem přispívajícím k odolnosti dřeva je rozklad hemicelulóz jako potravy pro dřevokazné houby. Hemicelulózy jsou totiž nejsnáze štěpitelnými cukry ve dřevě a tedy nejrychlejšími a nejsnadnějšími zdroji energie.

Dalším možným způsobem ochrany dřeva proti dřevokazným houbám je eliminace kyslíku vázaného ve dřevě. I houby totiž potřebují kyslík ke svému životu a rozmnožování. Nejstabilnější složkou dřeva je lignin, ale i na něm jsou po tepelné modifikaci zaznamenány výrazné změny. V modifikovaném dřevě dochází ke zvýšení hladiny obsahu uhlíku, což bylo vysvětleno ztrátou kyslíku v acetylových, karboxylových a hydroxylových skupinách v aromatickém systému ligninu.

Bude Vás zajímat: 7 tipů na ochranu dřeva

Zvýšením hladiny obsahu uhlíku také vznikají nové toxické extrakty (aceton, metanol), které způsobují částečnou rozpustnost ligninu ve vodě. Tyto extrahované látky mají vliv na celkové prostředí ve dřevě a tato modifikace je nejlépe vidět na změně PH. Např. Nemodifikovaná Pinus radiata má PH 5,0-5,5, po provedení tepelné modifikace kleslo její PH na 3,5-4,0. Změna PH je dalším důležitým faktorem pro napadení dřeva škůdci. Ostatní extrahované látky mají vliv např. na změnu štěpících enzymů dřevokazných hub.

Modifikované dřevo nevoní

Doprovodné látky obsažené v nemodifikovaném dřevě (např. silice, terpeny aj.) jsou procesem tepelné modifikace prakticky zničeny, což také ovlivňuje ochranu dřeva. Dřevokazný hmyz rozpoznává borovice podle vůně terpenů a určuje tak správné místo pro kladení vajíček. Vůně terpenu je však po tepelné modifikaci zcela odstraněna.

Dalším aspektem, který provází tepelnou modifikaci dřeva, je zápach připečeného či spáleného dřeva, který se objeví po ukončení procesu. Zápach sice po čase slábne, ale pravděpodobně nikdy nezmizí zcela, přestože jej lidský čich téměř nerozpozná. Vliv tohoto faktoru na působení škůdců nebyl doposud vědecky zkoumán, není však jedno z možných vysvětlení, že živým organizmům tento zápach skutečně připomíná oheň a pálící se dřevo a pud sebezáchovy jim velí se tomuto prostředí vyhnout?

V příštím a posledním dílu tohoto seriálu se zaměříme na konkrétní výsledky tepelné modifikace a dozvíte se, proti jakým škůdcům je tepelná modifikace dřeva účinná a proti kterým nepůsobí.