اصلاح چوب (wood modification ):
عبارت است از بکار گيري يک ماده شيميايي به صورتي که با گروه هاي واکنش پذير چوب
(گروه هاي هيدروکسيل) پيوند کوالانسي برقرار کند. استيک انيدريد يک ماده شيميايي
است که با گروه هاي هيدروکسيل چوب پيوند استري تشکيل مي‌دهد.
v اصلاح حرارتي:

بکارگيري گرما در چوب به منظور بهبود خواص مورد نظر در يکي از عملکردهاي
چوب.

در اصلاح حرارتي چوب بايد توجه داشت که خواص چوب دراثر حرارت کاهش پيدا
نکنند.

از خواص چوب که در اثر تيمار حرارتي چوب دچار کاهش مي شوند خواص مکانيکي مانند:
مقاومت به ضربه و مقاومت به پوسيدگي هستند.

v اصلاح سطحي چوب:

بکارگيري عوامل شيميايي وفيزيکي و بيو لوژيکي براي بهبود خواص سطح چوب.

تغييرات سطحي چوب مي تواند شامل اصلاح شيميايي ، اصلاح بيولوژيکي با استفاده
آنزيم ها يا فرايند‌هاي فيزيکي از قبيل اصلاح پلاسما باشد سطوح مورد بررسي که مي
خواهد اصلاح شود با چوب و پوشش اتصال برقرار مي کند . هنوز اين فرآيند به صورت
تجاري به کار برده نشده است . در واقع اصلاح سطحي اعمال يک معرف شيميايي يا
بيولوژيکي در روي سطح چوب مي باشد که اثر مثبتي در سطح چوب دارد.

يکي از کاربردهاي اصلاح سطح چوب در بهبود مقاومت چوب نسبت به پديده هوازدگي
است.

v اصلاح به روش اشباع چوب:

در اين روش حفرات و خلل چوب با يک ماده خنثي پر مي شود تا يکي از خواص مورد نظر
در چوب بهبود يابد، مثلا يک منومر را وارد حفرات چوب کرده و سپس در داخل چوب آن را
تبديل به پليمرمي کنند.

حالتهاي قرار گرفتن منومر در سلول:

در داخل ديواره سلولي منافذ بسيار ريزي وجود دارد. اگر منومر در داخل ديواره
نفوذ کند و سپس پليمر شود باعث متورم شدن (واکشيده شدن )ديواره سلول شده و از
همکشيدگي و واکشيدگي چوب اصلاح شده در اثر تماس با رطوبت جلوگيري مي‌کند.

اگر بهبود ثبات ابعاد در اثر افزايش حجم باشد مقدار ASE´ صفر مي‌شود يعني ماده
اصلاح کننده از طريق نفوذ در ديواره سلول فقط باعث حجيم شدن ديواره سلولي شده
است.

اگر بهبود ثبات ابعادي با مکانيسمي غير از حجيم کردن ديواره سلول، يعني تشکيل
پيوند عرضي حاصل شود مقدار ASE´ مثبت مي شود چون حجم چوب اصلاح شده کمتر از حجم چوب
اصلاح نشده است.

اگر ديواره سلولي توسط ماده حفاظتي تخريب شود، مقدار ASE´ منفي مي‌شود.

اگر ماده اي را وارد ديواره سلولي بکنيم تا باعث بهبود ثبات ابعادي شود ولي باعث
تخريب ديواره سلولي شود مقدار بهبود ثبات ابعادي منفي مي شود.

هنگامي که بين گروه هاي هيدروکسل در اثر ماده اصلاح کننده پيوند عرضي رخ مي دهد
مقدار بهبود ثبات ابعادي مثبت مي شود.

v براي چوب اصلاح شده از نظر تغييرات حجم در اثر تماس متناوب با رطوبت ممکن
است حالتهاي زير رخ دهد:

براي تعيين بهبود ثباط ابعادي چوب اصلاح شده آن را در دوره هاي متناوب در تماس
با رطوبت قرار داده و سپس در آون خشک مي کنند و تغييرات ابعاد ناشي از دوره هاي
اشباع و خشک کردن را مورد بررسي قرار مي دهند. حداقل تعداد دوره هاي مورد نياز براي
تعيين ثبات ابعادي چوب اصلاح شده 2 دوره مي باشد و مي توان اين کار را تا 10 دوره
انجام داد.

زايلن ها که داراي حلقه هاي پنج تايي هستند به حرارت حساستر هستند و همچنين شاخه
هاي فرعي نيز داراي حساسيت بالايي در برابر حرارت هستند و حتي در حرارتهاي زير 100
درجه سانتي گراد نيز ممکن است بشکنند.

1- تغييرات حجم براي چوب اصلاح شده کمتر از چوب اصلاح نشده است و در
تناوبهاي بعدي تغيير ندارد. در اين حالت اصلاح به خوبي انجام گرفته است و ماده
اصلاح کننده از چوب شسته نمي شود.



2- در اثر خارج شدن ماده اصلاح کننده، حجم اشباع در اثر تماس با رطوبت
افزايش و حجم خشک کاهش مي يابد.



3- مواد اصلاح کننده دچار کاهش يا شسته شدن از چوب نمي شوند ولي حجم ماده
چوبي به صورت متناوب در اثر تماس با رطوبت کاهش مي يابد که ناشي از تخريب ماده چوبي
در اثر حرارت آون مي باشد.

v استريفيکاسيون:

از مهمترين روشهاي اصلاح شيميايي چوب مي توان به روش استريفيکاسيون اشاره کرد که
واکنش بين يک گروه هيدروکسيل چوب عمدتا با گروه کربوکسيلي ‌انيدريد کربوکسيليک يا
اسيد کربوکسيليک در حضور يا بدون حضور کاتاليزور (کاتاليزور مانند پيريدين که باعث
واکشيده شدن ديواره سلولي مي‌شود و ورود ماده اصلاح کننده را به درون ديواره سلولي
راحت تر مي کند. قدرت واکشيده کنندگي پيريدين از آب نيز بيشتر است.) است که منجر به
تشکيل پيوند استري بين گروه هاي هيدروکسيل چوب و ماده استري کننده مي‌شود.
استريفيکاسيون ممکن است سبب بهبود برخي از خواص چوب گردد.

تميز سازي در 2 مرحله قبل و بعد از اصلاح انجام مي شود.:

1) تميز سازي قبل از اصلاح : جهت خارج کردن مواد استخراجي و اندازه گيري
وزن خشک قبل از اصلاح

2) تميز سازي بعد از اصلاح: جهت خارج کردن محصولات جانبي ناشي از اصلاح و
اندازه گيري وزن پس از اصلاح

تميز سازي قبل از اصلاح وزن واقعي بدون ماده استخراجي را به ما ميدهد. اگر اين
تميز سازي را انجام ندهيم وزن خشک قبل از اصلاح ( ) را اشتباه اندازه گيري نموده
ايم و اين مواد استخراجي در مرحله تميز سازي بعد از اصلاح که جهت خارج کردن محصولات
جانبي ناشي از اصلاح انجام مي شود، از چوب اصلاح شده خارج مي شوند و در اندازه گيري
صحيح وزن قبل و بعد از اصلاح ايجاد اشکال مي نمايد.

بعد از اصلاح شيميايي نيز بايد يک مرحله شستشو را انجام دهيم تا محصولات جانبي
ناشي از اصلاح را از بين ببريم. اين مواد جانبي هيچ اتصالي با چوب ايجاد نمي کنند و
وزن را افزايش مي دهند و در محاسبه ميزان افزايش وزن ناشي از واکنش ماده اصلاح
کننده با چوب ( ) ايجاد اشکال مي‌نمايد.

يکي از روشهاي تميز سازي استفاده از حلال تولوئن، متانول، استون با نسبت هاي
4-1-1 است.

v بررسي هاي خواص چوب اصلاح شده:

v مقاومت به پوسيدگي:

1- پوسيدگي در اثر قارچ (روش خاک غير استريل ): در اين آزمون نمونه ها را در
معرض قارچ قرار مي‌دهند و ميزان کاهش وزن در اثر فعاليت قارچ را بررسي مي کنند.

2- پوسيدگي عوامل غير قارچي مانند رطوبت ( روش خاک استريل): نمونه ها را در
محيط خاک استريل شده که قارچ در آنها نمي تواند رشد کند قرار داده تا ميزان کاهش
وزن ناشي از عوامل غير قارچي را به دست آوريم.

اين آزمونها در سطلهايي به نام Fungal Cellar Test انجام مي شوند.

بررسي آستانه مصونيت به پوسيدگي:

افزايش وزن چوب اصلاح شده نشان مي‌دهد که ماده اصلاح کننده در داخل چوب تثبيت
شده است. اگر ميزان افزايش وزن ناشي از اصلاح را تا جايي ادامه دهيم که در آن نقطه
احتمال پوسيدگي به صفر برسد اين نقطه را آستانه مصونيت به پوسيدگي مي نامند.

آستانه مصونيت به پوسيدگي بستگي به نوع ماده حفاظت کننده دارد. ممکن است که با
يک ماده هرچقدر اشباع را بيشتر انجام دهيم باز نيز به آستانه مصونيت به پوسيدگي
نرسيم. همچنين آستانه مصونيت به پوسيدگي براي گونه هاي چوبي مختلف نيز متفاوت
است.

v مقاومت در برابر هوازدگي:

در اثر برخورد نور خورشيد به سطح چوب ، اشعه UV در برخورد با ليگنين چوب باعث
تخريب آن شده و يکسري راديکالهاي آزاد توليد مي‌شود که اين راديکالهاي آزاد به چوب
آسيب رسانده و رنگ چوب قهوه‌اي مي‌شود. در اثر بارندگي اين مواد تخريب شده،شسته شده
ويکسري قارچهاي رنگدانه‌اي در آنجا کلني کرده و رنگ چوب خاکستري مي شود (اين پديده
در دراز مدت قابل ملاحظه است). عوامل مختلفي چون بارندگي، درجه حرارت و آلودگي هوا
نيز در تخريب هوازدگي تاثير دارند.

مقاومت به هوازدگي را به دو طريق مي سنجيم:

1) بررسي هوازدگي به صورت ايجاد هوازدگي مصنوعي

2) بررسي هوازدگي به صورت طبيعي

در هوازدگي مصنوعي نمونه ها را در دستگاه مخصوصي که توانايي بازسازي شرايط طبيعي
را دارد مي گذاريم. در اين دستگاه اشعه UV و باران مصنوعي به صورت اسپري آب بر روي
نمونه ها به صورت متناوب و در بازه هاي زماني معين اعمال مي شود و به اين ترتيب
مقاومت به هوازدگي چوب اصلاح شده را مي توان سنجيد.

در تست هوازدگي طبيعي نمونه ها را در شرايط محيط بيرون به مدت 3 ماه قرار مي
دهند.

چوب اصلاح نشده در اثر اشعهUV ابتدا به رنگ قهوه اي تغيير رنگ مي‌دهد و اگر
طول موج کوتاه و UV خالص باشد رنگ چوب تيره مي‌شود.

هر چه طول موج کوتاهتر باشد ميزان تخريب بيشتر مي‌شود: ( : 320-400 نانومتر،
: 290 – 320 نانومتر و : 230-290 نانومتر).

از بقيه انواع UV مخربتر است چون طول موج کوتاهتر و انرژي بيشتري دارد.

اگر لايه اوزن سوراخ نباشد جذب شده و فقط عبور مي کند. بيشتر سوختگي هاي پوستي
زير آفتاب ناشي از است.

v خواص مکانيکي:

گاهي اوقات ممکن است که خواص مکانيکي چندان تغيير نکند. در اصلاح حرارتي خواص
مکانيکي کمي کاهش مي‌يابند. ممکن است اصلاح، خواص چوب ماسيو را کاهش ندهد اما در
مورد چند سازه ها چسب پذيري الياف اصلاح شده ممکن است کاهش يابد و خاصيت
رطوبت‌پذيري افت پيدا کند. در چند سازه ها چسب پذيري با رطوبت پذيري رابطه مستقيم
دارد.

v اصلاح شيميايي:

در اثر واکنش بين انيدريد استيک و گروه هاي هيدروکسيل چوب، پيوند استري رخ
مي‌دهد. در اثر واکنش آلدهيد با يک الکل، همي استال تشکيل مي‌شود و يک پيوند عرضي
ايجاد مي‌کند. در اصلاح با انيدريد استيک جايگزين شدن گروه استيل به جاي گروه
هيدروکسيل چوب را استيلاسيون مي گويند.

ممکن است در اثر اصلاح شيميايي ماده جانبي نيز تشکيل شود، مثلا در اثر اصلاح
شيميايي با انيدريد استيک اگر چوب در شرايط مرطوب باشد در اثر واکنش بين انيدريد
استيک و رطوبت، اسيد استيک به وجود مي آيد.

از روشهاي محاسبه ميزان پيوندهاي استيل، واکنش دادن باز قوي با چوب است. از
آنجايي که باز قوي باعث شکستن پيوندهاي استري مي‌شود با خارج کردن اين گروه ها از
چوب ميزان آنها را مي سنجيم.

از آنجا که واکنش انيدريد استيک در ديواره سلول باعث افزايش حجم مي شود و
همچنين مقدار واکنش انجام شده که باعث افزايش وزن مي شود را از WPG به دست مي
آوريم، پس بين اين دو يک رابطه مستقيم وجود دارد و با افزايش هر کدام از آنها ديگري
نيز افزايش مي يابد.

در اصلاح شيميايي وقتي که ماده بخواهد با گروه هيدروکسيل اتصال برقرار کند بايد
وارد ديواره سلولي بشود که باعث افزايش وزن مي شود. اما در اصلاح حرارتي چون در اثر
حرارت قسمتي از عناصر چوبي (مانند همي سلولز و نواحي آمورف سلولز) تخريب شده و از
بين مي روند، کاهش وزن در اثر اصلاح رخ مي‌دهد.

بيشترين مطالعات در زمينه اصلاح شيميايي روي ماده انيدريد استيک انجام گرفته است
و امروزه محصولات تجاري اصلاح شده با اين ماده وارد بازار شده است.

هر چه زنجير انيدريد بلندتر باشد ورود آن به داخل چوب سخت تر است و از آنجايي که
اندازه زنجير انيدريد استيک از بقيه انيدريد ها کوچکتر است به آساني و بدون حضور
کاتاليزور وارد چوب شده و واکنش مي دهد. براي انيدريدهاي با زنجير بلندتر از حلال
واکشيده کننده يا کاتاليزور استفاده مي کنند.

v واکنش پذيري اجزاي چوبي با انيدريد استيک:

ملکول هاي انيدريد استيک مي توانند در حفره هاي سلولي نفوذ کنند و به ديوار
سلولي دسترسي پيدا کنند معمولا بيشترين حد قطر ديوار سلولي در حالت کاملا واکشيده
در حدود 2-4 نانومتر مي باشد در حالي که ملکول هاي انيدريد استيک قطري حدود 0.7
نانومتر تخمين زده شده‌اند . به وضوح روشن است که وقتي ديوار سلولي کاملا واکشيده
است معرف ها کاملا به داخل وارد مي شوند و به گروه هاي هيدروکسيل دسترسي پيدا مي
کنند.

واکنش پذيري ليگنين بيشتر از همي سلولز و همي سلولز بيشتر از سلولز است که اين
در مورد چوب ماسيو صدق مي کند.

با حذف ليگنين ميزان واکنش پذيري فيبر ها بيشتر مي شود. چون در اثر حرارت دهي
براي واکنش انيدريد استيک با گروه هاي هيدروکسيل چوب، ليگنين به صورت شيشه اي در مي
آيد و دسترسي به الياف را کاهش مي دهد و به اين ترتيب فقدان ليگنين با افزايش واکنش
پذيري فيبر همراه است.

درچوب ماسيو به دليل اينکه گروه هاي هيدروکسيل ليگنين در دسترس‌تر است درنتيجه
ليگنين واکنش پذيرتر است و باعث افزايش WPG مي شود. در حاليکه اگر چوب را به الياف
تبديل کنيم نواحي کريستالي از بين رفته و گروه هاي هيدروکسيل فيبر هاي بيشتري در
دسترس قرار گرفته و واکنش مي دهند.

واکنش پذيري هلوسلولز بيشتر از سلولز است و اين مسئله از در دسترس بودن گروه هاي
هيدروکسيل آنها ناشي مي شود. در سلولز بخش آمورف در دسترس است و براي دسترسي به بخش
کريستالي از کاتاليزور باز کننده استفاده مي شود. اگر از کاتاليزور استفاده نشود
WPG در حدود 20% به دست مي آيد و نواحي کريستالي بدون واکنش باقي مي مانند.



در WPG هاي برابر تعداد واکنشهاي انيدريد استيک به علت زنجير کوتاه هتر(وزن مولي
کمتر) نسبت به انيدريدپروپيونيک بيشتر است. از ميان انيدريد هاي استيک و بوتريک،
استيک واکنش پذير تر است و در WPG برابر استک انيدريد بيشتر با گروه هاي هيدروکسيل
چوب واکنش مي دهد. اين اختلاف در تعداد واکنشهاي مربوط به انيدريدها به علت تفاوت
در اندازه زنجيرهاي آنها است و هرچه طول زنجير انيدريد بلندتر باشد در WPG برابر
تعداد واکنش کمتري رخ داده است.

v اثرات اصلاح با انيدريد استيک

1- ثبات ابعادي :

الف) بستن گروه هاي هيدروکسيل و کاهش واکنش پذيري چوب

ب) حجيم شدن ديواره سلولي و کاهش تغيير ابعاد چوب در اثر رطوبت

با افزايش WPG% واکشيدگي در اثر تماس با رطوبت کاهش مي يابد که در کاهش
واکشيدگي و يا افزايش ثبات ابعادي حجيم شدن ديواره سلولي بيشتر تاثير دارد تا بسته
شدن گروه هاي هيدروکسيل. با افزايش WPG مقدارASE نيز افزايش مي يابد .



2- پوسيدگي:

پوسيدگي توسط قارچ در دو مرحله رخ مي دهد:

الف) قارچ در مراحل اوليه پوسيدگي با يک مکانيسم غير آنزيمي ديواره سلولي چوب را
تخريب مي کند.

ب) در اين مرحله عوامل آنزيمي وارد ديواره سلولي مي شوند و ديواره سلولي را
تخريب مي کنند.

عوامل آنزيمي داراي اندازه هاي بزرگ هستند و نمي توانند وارد ديواره سلولي شوند
به همين دليل قارچ با استفاده از عوامل غير آنزيمي ديواره را تخريب مي کند تا منافذ
ديواره سلولي بزرگ شده و عوامل آنزيمي بتوانند وارد ديواره سلولي شوند.

اصلاح شيميايي منافذ ديواره سلولي را تا اندازه اي کوچک مي کند که عوامل غير
آنزيمي نتوانند وارد ديواره سلولي شوند قارچها داراي يکسري آنزيم ها هستند که مي
توانند که گروه هاي استيل را بشکنند ولي نمي توانند چوب اصلاح شده را تخريب کنند
.

در اثر استيله کردن مقاومت به پوسيدگي در برابر قارچ بهبود بخشيده شده است وحتي
آستانه مصونيت نيز به دست آمده است. در WPG برابر با 20% مقاومت به پوسيدگي قارچ
عامل پوسيدگي قهوه اي ، سفيد و نرم به دست آمده است و انيدريد هاي خطي بخصوص
انيدريد استيک مقاومت به پوسيدگي را بهبود بخشيده است .

براي سوزني برگان قارچهاي مولد پوسيدگي قهوه اي اثر زيادتري دارند و براي تخريب
با اين قارچها مستعد تر هستند و پهن برگان در برابر قارچ عامل پوسيدگي سفيد زودتر
تخريب شده و بيشتر مستعد تخريب به وسيله اين نوع قارچ هستند. قارچ عامل پوسيدگي
سفيد ليگنين پهن برگان را به سوزني برگان ترجيح مي دهد. سيرينجيل در پهن برگان
بيشتر است و مورد علاقه قارچ عامل پوسيدگي سفيد مي باشد.

در اصلاح سوزني برگان با WPG هاي کمتر مي توان به آستانه مصونيت در برابر
پوسيدگي سفيد رسيد اما در برابر پوسيدگي قهوه اي نياز به WPG هاي بالاتر است و در
مورد پهن برگان عکس اين قضيه مصداق دارد.

براي سوزني برگان WPGدر حدود 18 -22 درصد نياز است تا مقاومت در براب قارچ عامل
پوسيدگي قهوه اي به دست آيد ولي براي رسيدن به مقاومت در برابر پوسيدگي سفيد به WPG
در حدود 10-12 درصد نياز است و براي پوسيدگي نرم WPG در محدوده مابين پوسيدگي سفيد
و قهوه اي نياز است.

مکانسيم هاي بهبود مقاومت به پوسيدگي قارچي چوب استيله شده:

1) در چوب استيله شده خاصيت نم پذيري کاهش مي يابد و شرايط رشد قارچ مهيا
نمي شود.

2) ورود مواد اصلاح کننده به درن ديواره سلولي باعث بسته شدن منافذ درون
ديواره سلولي شده و عوامل غير آنزيمي ديگر قادر به ورود به ديواره سلولي
نيستند.



3- باختگي:

اين ميکرو اورگانيسم ها از مواد موجود در پارانشيم ها تغذيه مي کنند و ممکن است
در WPG هاي بالا نيز به آستانه مصونيت در برابر آنها نرسيم.

4- حشرات:

با توجه به نوع حشرات نتايج متفاوتي به دست آمده است. در کل مقاومت به حشره
بهبود پيدا مي کند ولي اين بهبود مقاومت به اندازه بهبود مقاومت به پوسيدگي نمي
باشد.

عملکرد استيلاسيون در برابر حفاران دريايي مثل عملکرد مواد حفاظتي مانند CCA و
کرئوزت نمي باشد ولي داراي بهبود عملکرد در حد پايينتري است و تاحدي مقاومت را در
برابر حفاران دريايي بهبود مي بخشد و يا حتي ممکن است اصلا موثر واقع شود و در بعضي
از گزارشات افزايش مقاومت در برابر حفاران دريايي گزارش شده است.

5- خواص مکانيکي:

اگر در استيلاسيون از شرايط دماي بالا استفاده نشود، تغيير چنداني در خواص
مکانيکي رخ نخواهد داد.

1- استيله کردن باعث کاهش خواص هيگروسکوپيسيته چوب مي شود و با کاهش آن خواص
مکانيکي افزايش مي يابد.

2- تخريب حرارتي در استيله کردن چوب باعث تخريب ديواره سلولي و کاهش خواص
مکانيکي مي شود.

3- افزايش دانسيته در اثر استيله کردن رخ مي دهد که قانونا بايد باعث بهبود
خواص مکانيکي بايد شود ولي بعضي مخالف اين نظر هستند.

4- در اثر استيله کردن ابعاد افزايش مي يابد و باعث مي شود که مخرج کسر
افزايش يابد و مقدار مقاومت کاهش يابد.



5- فرايند استيله کردن اگر مناسب باشد باعث بهبود خواص مکانيکي مي شود
(شرايط استيله کردن).

v خواص چندسازه اصلاح شده:

اصلاح شيميايي چوب واکنش شيميايي بين برخي از بخشهاي فعال اجزاي تشکيل دهنده چوب
( گروه هاي هيدروکسيل سلولز ،همي سلولز و ليگنين ) با يک ماده شيميايي است که در
نهايت منجر به ايجاد پيوند بين چوب و ماده شيميايي مي‌گردد . گروه هاي هيدروکسيلي
فعال ترين محل انجام واکنش ها مي باشند و به دليل ايجاد پيوندهاي هيدروژني با آب در
ناپايداري ابعادي چوب و همچنين در انتشار آنزيم هاي عوامل مخرب بيولوژيک به چوب،
مانند قارچ ها و ايجاد شرايط مساعد زيستي براي ميکرو ارگانيسم ها نقش دارند که با
استيله کردن اين گروه هاي هيدروکسيل واکنش داده و از ميزان جذب آب کاسته مي
شود.

استيله کردن مي تواند گزينه مناسبي براي اصلاح ويژگي هاي تخته فيبر با دانسيته
متوسط باشد در جريان فرايند استيله کردن ساختار شيميايي الياف تغيير مي نمايد و با
توجه به شدت تيمار استيلاسيون ميزان جذب رطوبت کاهش مي يابد در نتيجه کاهش و يا حتي
توقف جذب رطوبت، سبب ثبات ابعاد تخته مورد نظر در هنگام قرار گرفتن در محيط مرطوب
مي شود.

در استفاده از بعضي از چسبها مثل فنل فرمآلدهيد که استحکام آن به شکل پيوند
هيدروژني با گروه هاي هيدروکسيل مواد سلولزي دارد و چون استيله کردن باعث کاهش اين
گروه هاي هيدروکسيل مي شود بنابر اين اتصال بين چسب و مواد ليگنوسلولزي به صورت
مناسب ايجاد نشده و مقاومت هاي مکانيکي پايين‌تري به دست مي آيد.

مقدار خيس شدن سطح با زاويه تماس قطره اندازه گيري مي شود و هرچه زاويه تماس
قطره که بين سطح تماس و قطره ايجاد مي‌شود بيشتر باشد ميزان خاصيت خيس کنندگي کمتر
است. استيله کردن باعث افزايش زاويه تماس قطره با سطح ماده استيله شده مي شود.

انيدريد پروپيونيک در مقايسه با انيدريد استيک در يک WPG برابر زاويه تماس قطرا
را بيشتر افزايش مي‌دهد و از خيس شدن چوب با چسب مي کاهد و اين باعث مي شود که از
مطلوبيت چسبندگي ايجاد شده کاسته شود.

در صنعت چوب پلاستيک از پلي‌مر هاي متفاوتي استفاده مي‌شود که اين پلي مرها غير
قطبي هستند (چوب يک ماده قطبي است و قطبيت آن به دليل وجود گروه هاي هيدروکسيل است)
و در ساخت چند سازه هاي چوب پلاستيک بايد به شکلي اين دو را که غير همجنس هستند در
کنار همديگر جفت کنيم. استيله کردن با کاهش تعداد گروه هاي هيدروکسيل در اثر واکنش
با آنها از قطبيت چوب مي کاهد و باعث افزايش سازگاري بين چوب و پليمر هاي غير قطبي
مي شود.

نکته: استيله کردن صرفا به معناي استفاده از يک ماده استيل دار براي ورود به چوب
نيست و ممکن است که ماده فاقد استيل باشد. مانند: کتن (اين ماده سمي است و در صنعت
استفاده نمي شود و همچنين قابليت انفجار دارد).

v اصلاح حرارتي :

از کليه اصلاح هاي چوب اصلاح حرارتي بيشتر در صنعت پيشرفت کرده است . اصلاح
حرارتي چوب روش مفيدي براي بهبود بخشيدن ثبات ابعادي و افزايش مقاومت به پوسيدگي مي
باشد. Tiemann از اولين کساني بود که به بررسي اثر تيمار حرارتي بر خواص فيزيکي
چوب پرداخت. وي از دماي 150 درجه براي تيمار حرارتي چوب خشک شده استفاده کرد، تا
جذب رطوبت را کاهش دهد، که کاهش در استحکام نيز اتفاق افتاد.



v متغيير هاي تيمار حرارتي:

1- باز يا بسته بودن سيستم

2- اتمسفر تيمار

3- دما و زمان تيمار حرارتي

4- گونه چوبي

5- ابعاد نمونه ها

6- استفاده از کاتاليزور

7- تيمار خشک يا مرطوب

ü اتمسفر تيمار:

اکسيژن نبايد در محيط وجود داشته باشد يا مقدار آن از 2% کمتر باشد. اگر اکسيژن
در محيط حضور داشته باشد باعث اکسيداسيون و تخريب ناحيه کريستالي سلولز مي شود و
تخريب اکسيداسيون به وجود آمده باعث کاهش در خواص مقاومت مکانيکي چوب مي شود.

ü گونه چوبي:

در تيمار حرارتي در شرايط يکسان در پهن برگان کاهش وزن بيشتري نسبت به
سوزني‌برگان انتظار مي‌رود زيرا همي سلولز پهن‌برگان (زايلان پهن برگان) حساس‌تر
است و سريعتر در برابر حرارت تخريب مي شود. در تيمار حرارتي ابتدا همي سلولز و سپس
سلولز ناحيه آمورف و در نهايت سلولز ناحيه کريستالي تخريب مي شود.

ü ابعاد نمونه:

هر چه ابعاد نمونه ها افزايش پيدا کند انتقال حرارت به درون نمونه ها بيشتر
اهميت پيدا مي کند رطوبت باعث افزايش انتقال حرارت به درون چوب مي شود ولي باعث
افزايش فشار و تخريب حرارتي بيشتر نيز مي شود.

ü کاتاليزور

کاتاليزورها زمان تيمار حرارتي را کاهش مي دهند و دماي محيط را افزايش
مي‌دهند.

خشک يا مرطوب:

حضور آب در تيمار حرارتي به عنوان فاکتور مهمي تلقي مي شود. حضور آب اکسيژن را
کاهش مي دهد ولي در دماي بالا موجب هيدروليز مي شود و آب آن را تشديد مي کند و
همچنين آب نقش انتقال دهنده حرارت را نيز دارد.

v تغييرات سلولز و همي سلولز:

وقتي که چوب حرارت داده مي شود همي سلولز ها که حساس‌ترند ابتدا شروع به تخريب
مي‌کنند. تخريب حرارتي معمولا در بالاي 100 درجه سانتي گراد در همي سلولز ها آغاز
مي شود. به طور کلي افت پلي ساکاريد ها در بالاي 180 درجه اتفاق مي افتد که بستگي
به شرايط تيمار حرارتي دارد. در دماي 180 درجه سانتيگراد گروه هاي استيل موجود در
همي سلولزها تبديل به اسيد استيک مي شود و تخريب حرارتي را تشديد مي کند ( علاوه
بر اسيد استيک موادي مانند متانول و ترکيبات فراري نظير فوران ها نيز در طي تيمار
حرارتي ممکن است تشکيل شوند).

اگر آب حضور داشته باشد. تخريب سلولز کمتر مي شود و خود آب نيز ناحيه کريستالين
ايجاد مي کند و ناحيه آمورف کم مي شود. تيمار حرارتي نيز مانند پوسيدگي قهوه اي عمل
مي کند و ابتدا همي سلولز و سپس ناحيه آمورف سلولز و در نهايت ناحيه کريستالين
سلولز را تخريب مي‌کند.

v تغييرات ليگنين:

افت پلي ساکاريد ها در اثر تخريب حرارتي منجر به افزايش درصد ليگنين مي شود.

مواد استخراجي :

در اثر تيمار حرارتي درگستره دماي 100- 160 درجه سانتيگراد يکسري از مواد
استخراجي نظير چربي ها و مومها در طول پارانشيم هاي محوري به سوي سطح حرکت کردند و
به سطح چوب مي آيند، اين مواد مي توانند عامل ثبات ابعادي و عدم تر شوندگي باشند و
در دماي بالاتر از 180 درجه سانتيگراد چربي ها و موم ها از روي سطح ناپديد مي شوند.
اين مواد جابجا شده را که از نتايج نامطلوب تيمار حرارتي مي باشند را مي توان با
رنده کاري از بين برد. يکي از دلايل کاهش تر شوندگي مي تواند به دليل مهاجرت اين
اسيد هاي رزيني به سطح چوب باشد.

v تغييرات چوب در اثر تيمار حرارتي:

1- تغييرات رنگ:

در اثر تيمار حرارتي رنگ چوب آلات تيمار حرارتي شده تغيير مي کند. ميزان تغيير
رنگ در هواي محيط بيشتر از محيط اينرت است و اين به دليل اکسيداسيون چوب ناشي از
حضور اکسيژن در هواي محيط مي باشد.

2- کاهش وزن:

مقدار کاهش وزن در محيط خنثي کمتر از شرايط محيط مي باشد. در شرايط مرطوب تخريب
حرارتي و کاهش وزن بيشتر است. کاهش وزن در پهن برگان بيشتر از سوزني برگان رخ مي
دهد.

4- مدول گسيختگي:

در کل در اثر تيمار حرارتي خواص مکانيکي کاهش مي يابند. از حساس‌ترين خواص
مکانيکي نسبت به تيمار حرارتي مقاومت به ضربه است و همچنين از ديگر خواص مکانيکي که
در اثر تيمار حرارتي کاهش مي يابد مقاومت به خمش است.

5- هيگروسکوپيسيته:

EMC با تيمار حراتي کاهش مي يابد. تيمار حرارتي با تغييراتي که در ساختار چوب
مي دهد نم پذيري را کاهش مي دهد.

6- استحکام و سختي:

تيمار چوب در حرارت بالا کاهش در استحکام و سختي و مقاومت به سايش را نتيجه مي
دهد. در اين باره گفته مي شود که کاهش مقاومت مکانيکي در اجراي تيمار حرارتي در
دماي زير 200 درجه سانتيگراد به حداقل مي رسد. کاهش مقاومت به طور قابل ملاحظه اي
وابسته به نوع اعمال حرارت مي باشد. کاهش مقاومت در سيستم بسته سريع تر از سيستم
باز مي باشد. تحت شرايط يکسان پهن برگان کاهش استحکام بيشتري نسبت به سوزني برگان
نشان مي دهد. Seborg و سايرين کاهش زيادي در سختي در وقتي که چوب با حرارت 300 درجه
سانتي گراد حرارت داده مي شود گزارش دادند که اين کاهش در حدود 50 درصد به ازاي
کاهش وزن 15 درصد و 90 درصد کاهش در ازاي 30 درصد کاهش وزن بود.



مدول الاستيسيته:

بيشتر مطالعات مربوط به MOE در تيمار حرارتي نشان مي دهد تيمار حرارتي ابتدا
مدول الاستيسيته را افزايش مي دهد ولي با گذشت زمان و افزايش زمان تيمار حرارتي
مقدار MOE کاهش مي يابد.

7- مدول گسيختگي:

مدول گسيختگي مرتبط با تنش الياف در نقطه شکست مي باشد. بر خلاف مدول الاستيسته،
هيچ افزايشي در مدول گسيختگي هنگام تيمار حرارتي در دوره زماني کوتاه اتفاق نمي
افتد. همانند ديگر خواص فيزيکي ، مدول گسيختگي نيز در چوب هاي اصلاح شده تابع شرايط
تيمار مي باشد.

Stammابعادي:

اثرات اصلاح بستگي به متغييرهاي آن دارد.

تا کاهش وزن 20% ثباط ابعادي افزايش مي‌يابد.

کاهش همي سلولز کمک به ثبات ابعادي چوب تيمار شده مي‌کند.

وقتي که چوب اصلاح حرارتي مي شود، ثبات ابعادي افزايش مي يابد.

9- تاثير تيمار حرارتي بر ساختار منافذ چوب:

تيمار حرارتي باعث افزايش اندازه منافذ و تعداد منافذ در ديواره سلولي مي شود.
تحقيقاتي که يک فرد ژاپني در اين زمينه انجام داد نشان مي دهد در درجه حرارتهاي
ملايم تر (115درجه سانتيگراد) تغييرات در اندازه و توزيع منافذ سلولهاي چوب ايجاد
نمي شود اما در بالاي 180 درجه سانتيگراد منافذ سلولي به اندازه زياد افزايش مي
يابند و اندازه اين منافذ در حدود 10نانو متر تخمين زده شده است. وي افزايش در ريز
منفذهاي ديواره سلولي به خاطر کاهش اجزاي ديواره سلولي در طول فرايند تيمار حرارتي
که انجام داده بود تفسير کرد. در اثر تيمار حرارتي يکسري ترکهايي در ديواره سلولي
چوب ايجاد مي شود.

10- مقاومت به پوسيدگي:

تيمار حرارتي مقاومت به پوسيدگي چوب هاي اصلاح شده در برابر حمله بيولوژيک بهبود
مي‌بخشد

11- مقاومت به حشره:

مقاومت به موريانه چوب تيمار حرارتي شده چندان خوب نيست ولي تيمار حرارتي خشک
کمي مقاومت را افزايش مي دهد. تيمار حرارتي با بخار نه تنها مقاومت را بهبود نمي
بخشد بلکه تمايل به حمله موريانه را بيشتر مي کند.



ü روش تيمار حرارتي فنلاندي:

Thermo wood تيمار حرارتي Hygrothermal است. کمپاني Thermo wood در فنلاند در
سال 2000 با 8 کارخانه تيمار حرارتي و با ظرفيت در حدود 5000متر مکعب در سال در
زمينه ي تيمار حرارتي چوب فعال مي باشد کارخانه هاي تيمار فوق، کارخانه هايي هستند
که در آنها فرآيندهاي شيميايي و يا فشار به کار نمي رود و تنها از حرارت يا بخار آب
استفاده مي شود . در حضور بخار فرآيند تيمار انجام مي گيرد. بخار به عنوان يك پوشش
اعمال مي شود تا درجه اكسيداسيون چوب را كاهش دهد. در اين فرايند ها معمولا مقدار
هوا کمتر از 3.5 درصد مي باشد . در حين مرحله اصلي تيمار، دماي تيمار در محدوده 150
تا 240 درجه سانتيگراد قرار دارد و زمان اصلي فرآيند حدود 0,5 تا 4 ساعت مي باشد
کيفيت چوبي که تيمار مي شود بايد خوب باشد به طور مثال گره مي تواند يک مشکل محسوب
شود.

ü روش تيمار حرارتي فرايندPlato process:

1- مرحله هيدرو ترموليز(HydroTrhermolysis):

3- مرحله انعقاد (Curing):

4- مرحله متعادل سازي (Conditioning):

ü روش تيمار حرارتي Retification:

اين روش در فرانسه ابداع شد و توسط کمپاني فرانسوي New option Wood در حال بهره
برداري است. اين فرايند با چوب تازه آغاز مي‌شود. در اين روش فرايند شامل افزايش
حرارت به آرامي برروي چوب است که درمرحله پيش خشک کني تا حدود 12 درصد خشک شده است.
گاز نيتروژن در اين فرآيند جايگزين هوا مي شود به طوريکه ميزان اکسيژن از دو درصد
تجاوز نمي کند.

اين فرايند در سيستم نيمه باز اجرا مي شود و مواد قابل کندانس به صورت متداوم از
محيط خارج مي شوند. حرارت تيمار بين 180 تا 250 درجه سانتيگراد است.

ü فرآيند Les Bois Perdue :

اين فرايند در فرانسه ابداع گرديد و شامل خشک کردن وسپس حرارت دهي متناوب
چوبها در رنج حرارتي بين 200 تا230 در يک محيط بخار مي باشد.

ü تيمار حرارتي در روغن داغ:

روغن داغ يک انتقال حرارتي يکسان وسريع را به درون چوب ايجاد مي کند و همچنين
بين چوب و اکسيژن يک مانع ايجاد مي کند.

v سه روش تيمار حرارتي در روغن وجود دارد:

1- Menz Holz

2- Ecotan

3- Royal

v اصلاح سطحي:

يکي از کاربردهاي اصلاح سطحي چوب در مقاومت به پديده هوازدگي است.

استيله کردن يکي از روشهاي اصلاح سطحي است. استيلاسيون با يک مکانيسم ناشناخته
مقاومت به هوازدگي را افزايش مي دهد.

ü يک تئوري مي گويد اصلاح سطحي گروه هاي ليگنين را در برابر UV حفاظت مي
کند و از تشکيل راديکالهاي آزاد جلو گيري مي کند. در چوب استيله شده در تحقيقات
بعدي راديکال آزاد ديده شد و اين تئوري رد شد.

ü در يک تحقيق ديگر کاهش تخريب به وسيله هوازدگي را در اثر کاهش تخريب همي
سلولز دانستند تا در اثر ليگنين.

ü در يک تحقيق در باره چوب استيله شده، حفره چوب را با متيل متااکريليت
اشباع و سپس پليمر نمودند و اين باعث بهبود مقاومت هوازدگي در نمونه هاي اصلاح شده
شد. اين نوع تيمار دو مرحله اي (استيله کردن و سپس پليمريزه کردن ) است و مقاومت را
در برابر هوازدگي افزايش مي دهد.

استيله کردن باعث کاهش قطبيت و کاهش رنگ پذيري در چوب اصلاح شده مي شود.

براي تست ميزان رنگ پذيري چوب اصلاح شده را رنگ مي زنند و در معرض هوازدگي
مصنوعي قرار مي دهند. اگر رنگ پذيري کاهش يافته باشد رنگ زده شده به سطح زود از بين
مي رود.

براي اصلاح سطحي غير از استيک انيدريد از پروپيونيک انيدريد و بوتيل اکسايد و
ايزوسيانات نيز استفاده شده است.

در تست UV، ايزو سيانات بهبود در مقاومت هوازدگي در شرايط مصنوعي را نشان داد.
در تستUV در هوازدگي طبيعي رطوبت وجود دارد ولي اگر شرايط مصنوعي باشد محيط خشک است
و فقط UV تابيده مي شود.

در يک تحقيق با انيدريد متا اکريليک و استايرن، ابتدا با انيدريد متااکريليک
اصلاح را انجام دادند و سپس با استايران اشباع و پليمر کردند و گزارش دادن که
مقاومت به هوازدگي با اين دو ماده با هم و به صورت تنها هيچ بهبودي پيدا نکرد.

اصلاح با پروپيونيلاسيون بهبود مقاومت به هوازدگي را در پي داشت.

اگر بهبود مقاومت به هوازدگي در اثر بسته شدن گروه هاي هيدروکسيل فنولي ليگنين
باشد بايد مواد ديگر مثل بوتيل اکسايد و بوتيل‌ايزوسيانات که اين گروه ها را مي
بنندند نيز در بهبود هوازدگي موثر باشند در صورتي که اين مواد باعث بهبود مقاومت به
هوازدگي نشدند.

يکي ديگر از کاربردهاي اصلاح سطحي خود چسبي (بنزيليشن) است. بنزيليشن به منظور
ترموپلاست کردن چوب جهت ساخت يک فراورده چندسازه است که بدون استفاده از چسب آن را
پرس مي کنند.

فعال سازي سطح به منظور توليد راديکالهاي آزاد است تا سبب خود چسبي شوند. براي
اين کار از فعال سازي آنزيمي و اکسيدي استفاده مي‌شود.

از تيمار پلاسما براي افزايش انرژي سطح چوب با فعال ساز اکسيدي براي بهبود
چسبندگي در فرايند خود چسبي استفاده مي شود.





اصلاح به روش اشباع:

معمولا به دو طريق انجام مي شود.

1- تزريق منومر به داخل چوب وسپس پليوريزاسيون آن در بين ديواره سلولي

2- مرحله اول تزريق ماده اصلاح کننده قابل شستشو به داخل ديواره سلولي و در
مرحله دوم فرايندي که از خروج ماده اصلاح کننده قابل شستشو جلوگيري نمايد.ترکيبات
Boron قابل شستشو هستند و با استفاده از Silone اين ترکيبات در ديواره سلول تثبيت
مي شوند.

v انواع اشباع:

ü اشباع با رزينها:

تيمار چوب بارزين هاي فنول فرم آلدئيد ملامين فرم آلدئيد ، متيلول ملامين فرم
آلدئيد واوره فرم آلدئيد مي باشد.

Seborg, Stamm معيارهاي موثر در تيمار رزين در چوب را در 3 بند مرتب کردند:

1- ملکولهاي رزين بايد قابل حل درحلالهاي قطبي باشد( ديواره سلولي وقتي که
در حالت واکشيده مي باشد و نفوذ در داخل ديواره سلولي امکان داشته باشد) .

2- ملکولهاي رزين بايد به طور قابل ملاحظه اي قطبي باشند.

3- اندازه ملکولي ، ملکولهاي رزين در نفوذ به داخل ديواره سلولي داراي
اهميت مي باشند .در صورت نياز بايد رزين تجزيه و يا به پليمرهاي کوچک تبديل
شود.

فرايند هاي بر پايه اشباع با رزين:

فرايند هاي Imperg and Comperg بر پايه اشباع با رزين هستند و در آنها از اشباع
چوب با رزينهاي فنولي استفاده مي شود.

Indurite فرايندي است که در آن چوب با محلولهاي پلي ساکاريدي اشباع مي شود و به
مدت 24 ساعت در يک منطقه سرپوشيده نگهداري مي شود و در دماي بالا در حضور کاتاليزور
در کوره حرارت دهي مي شود و اين حرارت منجر به پليمر شدن پلي ساکاريد ها مي‌شود.
اين فرايند سبب بهبود در ثبات ابعادي و بهبود در سختي چوب اصلاح شده مي شود.

ü اشباع چوب با فورفوريل الکل:

يکي از فرايند هايي است که به مرحله تجاري رسيده است و به صورت صنعتي اين فرايند
به کار برده مي شود. در اين روش از فورفوريل الکل استفاده مي شود و فرايند در حضور
کاتاليزور انجام مي شود.

Stamm بيش از 50 سال پيش با استفاده از کلريد روي به عنوان کاتاليزور چوب را با
فورفوريل الکل اصلاح کرد. از ديگر کاتاليزور هايي مورد مصرف براي اصلاح با فورفوريل
الکل مي توان به، اسيد سيتريک، اسيد فرميک و ساير اسيد هاي ضعيف و انيدريد هاي
حلقوي اشاره کرد.

اصلاح با فورفوريل الکل شامل دو مرحله است يک مرحله اشباع با فورفوريل الکل و
مرحله بعد انجام واکنش در حرارت بالا مي باشد.

در اثر اصلاح با فورفوريل الکل مقاومت به پوسيدگي و ثبات ابعادي افزايش مي يابد
و خواص مکانيکي بسته به فرايند استفاده شده داراي اثرات متفاوتي است.