Учебный центр «Крисмас+»

ПРИГОТОВЛЕНИЕ И АПРОБИРОВАНИЕ АНТИПИРЕНОВ

ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ

Автор: Кочемасова Евгения, 11 кл.

МБОУ СОШ №29 г. Самара

Руководитель: Еременко Е.В.

В огне не горит и в воде не тонет

(русская загадка)

Ответом на эту загадку будет - лед. Наше исследование дает второй ответ - это дерево. Дерево не тонет, наше дерево не будет и гореть.

Трудно назвать какую-нибудь отрасль народного хозяйства, где древесина не использовалась бы в том или ином виде, и перечислить изделия, в которых древесина не является составной частью. По объему использования и разнообразию применения в народном хозяйстве с ней не может сравниться никакой другой материал.

Огонь является едва ли не самым жестоким, коварным и беспощадным убийцей древесины в мире, но к встрече с ним можно подготовиться, именно это и обусловило актуальность нашего исследования, а изучение химического состава, строения и морфологических особенностей играет важную роль в правильном и рациональном использовании.

Целью работы явилось создание составов, придающих огнестойкость дереву

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:

-изучить физические свойства древесины;

-познакомиться с химическим составом;

-получить антипирены различного состава в условиях школьной лаборатории;

-апробировать качество полученных образцов.

Физическими называют такие свойства древесины, которые наблюдаются при взаимодействии её с внешней средой и не приводят к изменению состава и целостности древесины. Данные свойства характеризуются внешним видом древесины (цвет, блеск, текстура), плотностью, влажностью, гигроскопичностью, теплоёмкостью и другими.

Древесина — это продукт биологического, а именно растительного происхождения.

Она представляет собой очень сложный комплекс, как в анатомическом, так и в химическом отношении (таблица 1).

Таблица 1.

Содержание органических веществ в древесине разных пород

Существенным недостатком древесных материалов является их легкая воспламеняемость. Для предупреждения возгорания деревянных элементов следует предусматривать соответствующие конструктивные меры:

 необходимость удаления дерева от источников нагревания, устройство перегородок из несгораемых материалов (бетона, кирпича и т. п.),

 покрытие деревянных частей слоем малотеплопроводного минерального материала (асбестового, пористой штукатуркой и т. п.).

Для предохранения от огня поверхность деревянных конструкций покрывают огнезащитными красочными составами или пропитывают огнезащитными веществами.

Стены любого помещения лучше обшивать вагонкой, это получается красиво и очень прочно, вагонка из сосны и ели используется для ремонта внутри помещений, такая популярность и послужила главной причиной для выбора объекта. Для проведения эксперимента мы взяли образцы сосновых древесных брусков 5х5 см (рис.1). Затем их обрабатывали составами, предотвращающие горение, проверяли качество обработки путем поджигания брусков.

Ход работы:

1.Подготовить состав.

2.Обработать брусок.

3.Высушить

4.Поджечь

5.Оценить качество обработки

Рис.1 Сосновый брусок

Составы для пропитки

Состав №1

Пропитать дерево в течение 4-5 дней в растворе

-квасцы 6 г

-сульфат цинка (II) ZnSO₄ 2 г

-сульфат меди (II) СuSO₄ 1 г

-вода H₂O 20 г

Состав №2

-Na₂SiO₃ 10 г

-воды 40 г

-хлорида аммония (NH₄Cl) 5 г

- хлорида магния (MgCl₂) 5 г

-хлорида кальция (CaCl₂) 5 г

Обработанное таким образом дерево не загорается даже при сильном огне.

Состав №3 по Герарду:

-фосфат аммония (NH4)₃PO₄ 10 г

-борная кислота H₃BO₃ 1 г

-вода Н₂О 100 г

Способ №4 по патентованному способу Ферреля

-сульфат алюминия Al₂(SO4)₃ 1260 г

-щавелевая кислота HOOC—COOH 57г

-вода 4,5л

Такой состав предохраняет дерево и его окраску от порчи и пятен

Способ №5 по исследованиям Технологического музея в Вене:

А-сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ 70 г

-тетраборат натрия (бура) Na₂B₄O₇•10H₂O 50 г

-силикат натрия Na2SiO3 1 г

-вода Н₂О 879 г

Б-силикат натрия Na₂SiO₃ 5 г

-хлорид цинка(II) ZnCl₂ 2 г

-хлорид аммония NH₄Cl 80 г

-тетраборат натрия (бура) Na2B4O7•10H2O 57 г

-вода Н₂О 568 г

Определенной огнестойкости можно также достигнуть много-кратным нанесением растворов соответствующих солей на поверхность дерева.

После обработки образцов и тщательной просушки, мы их подожгли. Все бруски выдержали испытание.

Заключение.

В результате проведенного исследования мы пришли к следующим выводам:

1.Внешний вид древесины определяется ее цветом, блеском, текстурой и макроструктурой.

2.Древесина - это продукт растительного происхождения, по химическому составу представляющий собой сложный комплекс, состоящий в основном из органических веществ различного состава и структуры.

3.Чтобы придать дереву огнестойкость можно обработать его различными составами, которые защищают дерево и дают возможность более широкого его использования

4.Все составы, приготовленные в ходе исследования, защитили древесину от возгорания

Еще наши предки строили дома и бани из этого материала, а также мебель и посуду. Из поколения в поколения этот материал не выходил их производства, а только приобретал все больше положительных откликов. Древесными конструкциями пользуются в каждой семье и в каждом доме. И, конечно, многовековой опыт применения древесины не пройдет даром. Древесное производство не исчезнет никогда. Но для этого мы должны следить за природой, регулируя посадку и вырубку деревьев.

Источники информации в литературе и Интернете:

1. Азаров, В.И. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник для студ. вузов / В.И. Азаров, A.B. Буров, A.B. Оболенская. СПб: СПбГЛТА, 1999. -630

2. Гомонай М.В. Технология переработки древесины: Учебное пособие. - М.: МГУЛ (Московский государственный университет леса), 2002.

3. Никитин В.П. «Физика и химия высокомолекулярных соединений, химия древесины и целлюлозы» Часть 2 «Химия древесины», Ленинград 1975.

4. Никитин Н. И., Химия древесины и целлюлозы, М. - Л., 1962;

5. Строительные материалы и изделия: Учебник для инж.-экон. спец. строит, вузов. — 5-е изд., перераб. и доп. Изда-тельство «Высшая школа», 1976

6. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. – М.; Издательство: " Академия" Переплет: твердый, 2004, 266 с.

7. http://www.znaytovar.ru/gost/1/GOST_2806789.html

8. http://www.drevesinas.ru/woodstructura/

9. http://build-experts.ru

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для проведения комплексной оценки состояния окружающей среды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников IX Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»