NAZIV:
Mineralizacija lesa s spojinami na osnovi karbonatov za izboljšane bistvene značilnosti materiala Z4-9298
OPIS:
Les je zaradi svojih edinstvenih lastnosti vsestransko uporabljen trajnostni material, ki pa ima nekaj pomanjkljivosti. Je vnetljiv in gorljiv ter podvržen propadanju zaradi številnih dejavnikov (mikroorganizmi, vodo in ultravijolično sevanje). Gorljivost lesa lahko zmanjšamo s premazovanjem in dodajanjem zaviralcev gorenja ali z razvojem lesno-anorganskih kompozitov. Ker nekateri zaviralci pri gorenju izločajo strupene in rakotvorne snovi in je zato njihova uporaba prepovedana ali strogo nadzorovana, raziskovalci iščejo netoksične in »okolju prijazne« nadomestke. Ena od možnosti zaščite lesa pred gorenjem je modifikacija lesa z vgrajevanjem kovinskih karbonatov ali hidroksidov. Le-ti pri endotermnem razpadu sproščajo nestrupene in nevnetljive pline, CO2 ali H2O, ki razredčijo in ohladijo zmes vnetljivih produktov gorenja. Pred kratkim so razvili dva postopka vgrajevanja CaCO3 v strukturo lesa. Prvi temelji na izmenjavi CaCl2 v etanolu in NaHCO3 v vodi, drugi pa na alkalni hidrolizi dimetil karbonata v prisotnosti kalcijevih ionov znotraj celične stene. Glavni pomanjkljivosti obeh metod sta dolgotrajnost procesa in nastanek škodljivih stranskih produktov, kot sta NaCl in metanola. NaCl povzroča korozijo kovinskih elementov, ki so pogosto vgrajeni v lesene izdelke, medtem ko je drugi škodljiv za okolje.
V pričujočem projektu bomo z namenom da izboljšamo odpornost na ogenj in trajnost lesa razvili novo metodo vgrajevanja karbonatov (CaCO3, MgCO3 in SrCO3) in hidroksida (Al(OH)3) v strukturo lesa, ki temelji na globoki impregnaciji s topnimi organskimi spojinami. Princip delovanja je naslednji: ob prisotnosti vode predlagane vodotopne organske spojine v strukturi lesa razpadejo na karbonat/e ali hidroksid. Reakcija ne vodi do škodljivih stranskih proizvodov. Prednost novo predlaganega postopka, v primerjavi s tradicionalnim vgrajevanjem karbonatov, je enostavnost, ekološka sprejemljivost in učinkovitost. Glavni cilj projekta je pridobiti in poglobiti znanje o mineralizaciji lesa, oceniti vpliv predlaganega novega postopka mineralizacije na bistvene lastnosti lesa, predvsem na odziv na ogenj ter določiti mehanizme zaviranja gorenja mineraliziranega lesa. Impregnacija lesa bo potekala v tlačni posodi z menjavanjem podtlaka in nadtlaka. Za izbrani vrsti lesa (smreko in bukev) bomo določili: (i) optimalne parametre impregnacije za čim večji navzem impregnacijskega sredstva in čim globjo mineralizacijo, (ii) optimalen način sušenja impregniranih vzorcev lesa in (iii) optimalno formulacijo impregnacijskega sredstva. Ocenili bomo tudi primernost predlaganih impregnacijskih formulacij glede na njihovo učinkovitost in toksičnost. Pri vrednotenju mineralizacije lesa bomo uporabili napredno raziskovalno opremo: TG/DTA sklopljena z GC-MS, SEM, FE-SEM, µCT, FTIR, XRD, plinska sorpcija, konusni kalorimeter, itd.
Podoktorski raziskovalni projekt
Financiranje: Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije, ARRS
2018 0,5 FTE (B), 2019 1 FTE (B), 2020 0,5 FTE (B)
Povezava na SICRIS
V pričujočem projektu bomo z namenom da izboljšamo odpornost na ogenj in trajnost lesa razvili novo metodo vgrajevanja karbonatov (CaCO3, MgCO3 in SrCO3) in hidroksida (Al(OH)3) v strukturo lesa, ki temelji na globoki impregnaciji s topnimi organskimi spojinami. Princip delovanja je naslednji: ob prisotnosti vode predlagane vodotopne organske spojine v strukturi lesa razpadejo na karbonat/e ali hidroksid. Reakcija ne vodi do škodljivih stranskih proizvodov. Prednost novo predlaganega postopka, v primerjavi s tradicionalnim vgrajevanjem karbonatov, je enostavnost, ekološka sprejemljivost in učinkovitost. Glavni cilj projekta je pridobiti in poglobiti znanje o mineralizaciji lesa, oceniti vpliv predlaganega novega postopka mineralizacije na bistvene lastnosti lesa, predvsem na odziv na ogenj ter določiti mehanizme zaviranja gorenja mineraliziranega lesa. Impregnacija lesa bo potekala v tlačni posodi z menjavanjem podtlaka in nadtlaka. Za izbrani vrsti lesa (smreko in bukev) bomo določili: (i) optimalne parametre impregnacije za čim večji navzem impregnacijskega sredstva in čim globjo mineralizacijo, (ii) optimalen način sušenja impregniranih vzorcev lesa in (iii) optimalno formulacijo impregnacijskega sredstva. Ocenili bomo tudi primernost predlaganih impregnacijskih formulacij glede na njihovo učinkovitost in toksičnost. Pri vrednotenju mineralizacije lesa bomo uporabili napredno raziskovalno opremo: TG/DTA sklopljena z GC-MS, SEM, FE-SEM, µCT, FTIR, XRD, plinska sorpcija, konusni kalorimeter, itd.
Podoktorski raziskovalni projekt
Financiranje: Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije, ARRS
2018 0,5 FTE (B), 2019 1 FTE (B), 2020 0,5 FTE (B)
Povezava na SICRIS
TRAJANJE:
2018/07/01 - 2020/06/30
FINANCIRANJE:
ARRS
VEČ:
