به دلیل ایجاد پیوند عرضی ثبات ابعادی قابل ملاحظهای در چوب ایجاد میکند و در برابر قارچ مولد پوسیدگی سفید مقاومت چوب را بالا میبرد اما در برابر قارچ مولد پوسیدگی قهوه ای زیاد مقاوم نیست.
در سیانواستیلاسیون(اصلاح الکلی) نیاز به کاتالیزور قلیایی برای واکنش بین چوب و اکریلونایتریل میباشد.
شکل ۱۹- واکنش چوب با اکریلو نیتریل
یک گروه هیدروکسیل آبگیری میشود و چوب سیانواستیله میشود.
β-پروپیولاکتون با چوب توسط کاتالیست اسید و قلیا دو پیوند متفاوت را تولید میکند.
شکل ۲۰- واکنش β-پرپیولاکتون با چوب
واکنش β-پرپیولاکتون با چوب در هنگام استفاده از کاتالیزور اسیدی، پیوند اتری و در هنگام استفاده از کاتالیزور قلیایی پیوند استری را نتیجه میدهد.
بهبود مقاومت پوسیدگی و ثبات ابعادی به وسیله اصلاح با این ماده مشاهده شده است. به علت خواص سرطان زای این ترکیب تحقیقات در این مورد گسترده نشده است .
۱-۲-۱۹-خواص چندسازه اصلاح شده
همانطورکه پیشتر بیان شد، اصلاح شیمیایی چوب واکنش شیمیایی بین برخی از بخشهای فعال اجزای تشکیل دهنده چوب ( گروههای هیدروکسیل سلولز، همی سلولز و لیگنین) با یک ماده شیمیایی است که در نهایت منجر به ایجاد پیوند بین چوب و ماده شیمیایی میگردد (جیهانت[۳۶] و همکاران، ۲۰۰۷). گروههای هیدروکسیلی فعال ترین محل انجام واکنشها میباشند و به دلیل ایجاد پیوندهای هیدروژنی با آب در ناپایداری ابعادی چوب و همچنین در انتشار آنزیم های عوامل مخرب بیولوژیک به چوب، مانند قارچ ها و ایجاد شرایط مساعد زیستی برای میکروارگانیسمها نقش دارند که با استیلهکردن این گروههای هیدروکسیل واکنش داده و از میزان جذب آب کاسته میشود.
استیله کردن میتواند گزینه مناسبی برای اصلاح ویژگی های تخته فیبر با دانسیته متوسط باشد در جریان فرایند استیله کردن ساختار شیمیایی الیاف تغییر مینماید و با توجه به شدت تیمار استیلاسیون میزان جذب رطوبت کاهش مییابد در نتیجه کاهش و یا حتی توقف جذب رطوبت، سبب ثبات ابعاد تخته مورد نظر در هنگام قرارگرفتن در محیط مرطوب میشود.
در استفاده از بعضی از چسبها مثل فنلفرمآلدهید که استحکام آن به شکل پیوند هیدروژنی با گروههای هیدروکسیل مواد سلولزی دارد و چون استیله کردن باعث کاهش این گروههای هیدروکسیل میشود، بنابراین اتصال بین چسب و مواد لیگنوسلولزی به صورت مناسب ایجاد نشده و مقاومت های مکانیکی پایینتری به دست میآید.
مقدار خیس شدن سطح با زاویه تماس قطره اندازهگیری میشود و هرچه زاویه تماس قطره که بین سطح تماس و قطره ایجاد میشود بیشتر باشد میزان خاصیت خیس کنندگی کمتر است. استیله کردن باعث افزایش زاویه تماس قطره با سطح ماده استیله شده میشود.
انیدریدپروپیونیک در مقایسه با انیدریداستیک در یک WPG برابر زاویه تماس قطره را بیشتر افزایش میدهد و از خیس شدن چوب با چسب میکاهد و این باعث میشود که از مطلوبیت چسبندگی ایجاد شده کاسته شود.
در صنعت چوب پلاستیک از پلیمرهای متفاوتی استفاده میشود که این پلیمرها غیرقطبی هستند(چوب یک ماده قطبی است و قطبیت آن به دلیل وجود گروههای هیدروکسیل است). و درساخت چند سازههای چوب پلاستیک باید به شکلی این دو را که غیر همجنس هستند در کنار همدیگر جفت کنیم. استیله کردن با کاهش تعداد گروههای هیدروکسیل در اثر واکنش با آنها از قطبیت چوب میکاهد و باعث افزایش سازگاری بین چوب و پلیمرهای غیرقطبی میشود.
استیله کردن صرفاً به معنای استفاده از یک ماده استیلدار برای ورود به چوب نیست و ممکن است که ماده فاقد استیل باشد. مانند کتن (این ماده سمی است و در صنعت استفاده نمی شود و همچنین قابلیت انفجار دارد).
۱-۲-۲۰-انواع پوسیدگی
در طبیعت تعداد بیشماری از قارچها وجود دارند که اکثر مواد آلی را مورد حمله قرار می دهند. چوب و مواد لیگنوسلولزی از آن جمله موادی هستند که بوسیله گروهی از قارچهای مولد پوسیدگی تخریب میگردند. قارچها از نظر تغذیه جز موجودات جذب کننده محسوب میشوند. به علت عدم توانایی قارچها در فتوسنتز واینکه این دسته از موجودات نیازمند کربن میباشند، نیاز خود به کربن را از طریق متابولیسم دیگر موجودات برطرف میکنند. به همین جهت قارچها از موادغذایی موجود در چوب و مواد لیگنوسلولزی همچون پلیساکاریدها، سلولز، همیسلولز و لیگنین که بخش عمده ساختمان چوب و مواد لیگنوسلولزی را تشکیل میدهند، استفاده مینمایند. البته قارچها مواد نشاستهای موجود در پارانشیمهای چوبی که جز غذایی یک گیاه محسوب میشوند را نیز مورد حمله قرار میدهند. ضمناً نیتروژن که به مقدار کم در چوب وجود دارد(۱/۰ تا ۳/۰ درصد) نیاز قارچ برای پوسیدگی را فراهم میسازد(مهرآوران، ۱۳۷۲).
بطورکلی قارچهایی که در چوب زندگی میکنند و از مواد موجود در آن تغذیه میکنند را قارچهای چوبزی[۳۷] گویند. این قارچها از نظر روش تغذیه به دو گروه کاملاً متفاوت تقسیم می شوند:
۱- قارچهایی که دربافت چوب زندگی می کنند، خواه بصورت پارازیت خواه بصورت ساپروفیت از مواد ذخیره داخل سلولها و یا از بقایای پروتوپلاسم آنها تغذیه می نمایند. اما این گروه از قارچها هرگز قادر به تغذیه از مواد تشکیلدهنده غشای سلولهای چوبی (لیگنین و سلولز) نیستند. اغلب قارچهای رنگ کننده چوب[۳۸] جز این گروه هستند.
۲- قارچهایی که چوبخوارند. این قارچها خواه پارازیت باشند خواه ساپروفیت ، بوسیله آنزیم های مخصوصی (هیدرولانزوها و فنلوااکسیدازها)غشای سلولهای چوبی را تجزیه کرده و لااقل یکی از ماده اصلی آن را مورد تجزیه قرار می دهند (پارساپژوه، ۱۳۸۲). این گروه از قارچها را می توان به ۳ دسته تقسیم کرد.
۱-پوسیدگی قهوهای[۳۹] ۲- پوسیدگی سفید[۴۰] یا رشتهای ۳- پوسیدگی نرم[۴۱]
۱-۲-۲۱-پوسیدگی قهوهای
قارچهای مولد پوسیدگی قهوهای شامل بخشی از مهمترین نابودکننده های چوبآلات نهایی می باشند. تمام حملههای قارچی با جوانه زدن یک اسپور و یا بوسیله سرایت میسیلینیومهای یک تکهچوب آلوده آغاز میشود. همچنانکه ریسه قارچ راه خود را بدرون سلولهای چوبی باز می کند، بوسیله آنزیم های مترشحه باعث حلشدن بخشی یا تمامی مواد ساختاری چوب شده و آنها را به عنوان غذا جذب می کند. پوسیدگی قهوهای در وهله اول به سلولز حمله میکند.و همچنانکه پیشروی میکندرنگ چوب بدلیل باقی ماندن نسبت بیشتری مواد رنگین بیشتری از جمله تاننهاو دیگر مواداستخراجی تیرهتر میشود.و هیچگونه اثری بر روی لیگنین چوب ندارد. همچنانکه مقدار بیشتری از اسکلت انعطافپذیر سلولز نابود میشود،چوب ابتدا همکشیده، سپس ترک خورده و دست آخر فرومیپاشد. چوب دراین حالت ترد و شکننده میشود.پوسیدگی بسیاری از خواص چوب را تحت تاثیر قرار میدهد. حتی هنگامیکه پوسیدگی خیلی کم است، مقاومت چوب را تغییر میدهد و چوب سختی خود را از دست داده و ترد و شکننده میشود. درحقیقت این تغییر مقاومت چوب یک روش مناسب برای تشخیص پوسیدگی است. همچنین نفوذپذیری نیز تحت تاثیر قرار می گیرد. سازههای چوبی که در معرض قارچ قرار میگیرند، سریعتر مرطوب میشوند و مدت زمان بیشتری طول میکشد تا خشک شوند. هنگامیکه مرطوبند، نرم بوده و به سادهگی میشکنند. وقتی خشک میشوند به حالت پودر درمیآیند. اغلب بدلیل نرمی حاصله چوبآلات پوسیده برای حمله حشرات نیز مستعدتر می باشند (حسینی، ۱۳۸۶).
پوسیدگی قهوهای به دو دسته تقسیم می شوند:
۱- پوسیدگی خشک
فعالیت پوسیدگی خشک در رطوبت ۲۰ تا ۴۰ درصد و دمای ۲۳ درجه سانتیگراد جایی که تهویه هوا ضعیف و رطوبت بالاست. این نوع پوسیدگی قرنهاست که شناخته شده است و خسارات غیر قابل محاسبهای بوجود آورده است. پوسیدگی خشک توسط گرایان یا قارچ خانگی که سابقاً با نام علمی Merlulios معروف بود، ایجاد میشود. اگرچه این دوگونه قارچی در چوب خشک نمیرویند، ولی رشتههای ویژهای دارند که به کمک آن رطوبت را از چوب در حال پوسیدگی به قسمتی از چوب که خشک است حمله میکنند، که این ویژگی این قارچ را از دیگر قارچها متمایز میسازد. این قارچ در سوزنیبرگان تعداد زیادی اسپور قرمز آجری تولید می کند.
۲- پوسیدگی مرطوب
قارچ خزینه (قارچ سرداب ها یا قارچ معادن[۴۲]) با نام سربلا[۴۳] ، نسبت به پوسیدگی خشک بیشتر شایع بوده و در محیطهایی با رطوبت ۴۰ تا ۵۰ % فعالیت میکنند. چوب مورد حمله تر بسیار تیره و در واقع سیاه است. واکثراً سطح چوب دست نخورده و سالم نشان میدهد (حسینی، ۱۳۸۶).
شکل ۲۱- قارچ مولد پوسیدگی قهوهای
۱-۲-۲۲-پوسیدگی رشتهای یا سفید
قارچهای عامل این نوع پوسیدگی به طور کاملاً نامساوی به هر دو ماده اصلی چوب (لیگنین و سلولز) حمله می کنند، لیگنین را بطورکامل از بینبرده و سلولز را تغییرشکل میدهند. این دسته از قارچهایی که عامل پوسیدگی سفیدند، بیشتر از گروه بازیدیومیستها بوده و از تمام ساختمان چوب استفاده کرده وداخل حفرات سلول و تمام اجزا تشکیل دهنده دیواره سلولی رشد میکنند. با پیشرفت پوسیدگی، چوب سبکتر و به ظاهر بافتش رشتهای میشود. درطی فعالیت قارچ عامل پوسیدگی، چوب سبکتر و روشنتر و به ظاهر بافتش رشتهای می شود. در طی فعالیت قارچ عامل پوسیدگی، چوب به توده ای از تارها و رشته های سفید تبدیل می شود و کاهش وزن چوب ممکن است نهایتاً از ۹۵% تجاوز نماید. پوسیدگی سفید غالباً مختص پهنبرگان میباشد. که دلیل آنرا میتوان اینگونه بیان نمود که اکثر قارچهای مولد پوسیدگی سفید در حمله کردن به واحد لیگنینی که به طور برجسته لیگنین سوزنیبرگان میباشد مشکل دارند. قارچهای مولد پوسیدگی سفید نسبت به قارچهای مولد قهوهای موجود در ساختمانها تمایل بیشتری به زندگی در محل مرطوبتر را دارند و بنابراین آنها غالباً در کف کارگاهها، پنجرهها، سوراخها و حفرات پشت بامها پدیدار میشوند. ایننظر که احتمالابوسیله آزمایشات تخریبی آزمایشگاهی نیز تایید شده نشان داده که پوسیدگی سفید برای کاهش وزن بهینه نسبت به پوسیدگی قهوهای به آب بیشتری نیاز دارد (کریمی و افرا ،۱۳۸۴).
شکل۲۲- قارچ مولد پوسیدگی سفید
۱-۲-۲۳-پوسیدگی نرم
وقتی که چوب در محیطهای مرطوب نظیر برجهای خنک کننده آبی و یا روی زمین واقع میشود بیشتر تحت تاثیر قارچهای مولد پوسیدگی نرم قرار میگیرد. اهمیت ایندسته از قارچها بهعنوان عوامل مخرب چوب در دهه ۱۹۵۰ شناخته شد. ازآن زمان به بعد دانشمندان کشف کردند که قارچ مولد پوسیدگی نرم دامنه گستردهای از چوبها را نسبت به قارچهای مولد پوسیدگی سفید و قهوهای از نظر حمله به آنها در بر میگیرد و در ضمن به خصوص پهن برگان مستعد برای حمله میباشند. معمولاً چوبهایی که توسط این قارچ مورد حمله قرار میگیرند شکل اولیه خود را حفظ میکنند ولی سطح چوب تغییر رنگ داده، نرم شده و احتمالاً نشانه های خوردگی و ساییدگی در خود بروز میدهد. چوبهایی که به این طریق پوسیده شدهاند، اگر خشک شوند دارای سطحی ناهموار، ترکها و شکافهایی ریز خواهند بود (پارساپژوه و فائزیپور، ۱۳۷۵).
۱-۲-۲۴-عوامل و عناصر مورد نیاز قارچها
دمای مناسب، اکسیژن و آب سه رکن اصلی در زندگی قارچها به شمار میآیند. دمای مناسب برای رشد قارچ معمولاً ۲۰ تا ۳۰ درجه سانتیگراد است. رطوبت مناسب برای رشد قارچ بین ۲۰% تا ۴۰% و PH مورد نیاز قارچها نیز بین ۵ تا ۷ به معنای کمی اسیدی تا خنثی است. تمامی قارچهای مولد پوسیدگی سفید برای رشد به ماده غذایی یعنی چوب، دمای مناسب و مقدار کافی آب و اکسیژن نیاز دارند. اگر هریک از این شرایط وجود نداشته باشد قارچ یا میمیرد یا بصورت نهفته باقی میماند، تا شرایط مناسب بوجود آید. البته در عمل مهمترین فاکتور برای بوجود آمدن پوسیدگی مقدار رطوبت چوب است. به طورکلی هرچه مرطوبتر باشد احتمال بروز پوسیدگی بیشتر میشود. در حقیقت محیطهایی که پوسیدگی کمتر از ۲۰% باشد. برای رشد قارچها بسیار خشک می باشد. البته در محیطهای غرقابی و خیس اغلب قارچها به علت کمبود اکسیژن از فعالیت باز می ایستند (قربانی، ۱۳۸۶).
۱-۲-۲۵-اثرات پوسیدگی و روشهای بررسی آن
اثرات پوسیدگی در روی چوب را میتوان به شرح زیر خلاصه کرد.
۱- تغییر رنگ
۲- تغییر بو
۳- کاهش وزن
۴- کاهش مقاومت
۵- افزایش قابلیت احتراق
۶- افزایش جذب و دفع رطوبت