امروزه روش های اصلاح چوب تبدیل به یک امر فراگیر شده است. منظور از روش های اصلاح چوب به کارگیری روش های شیمیایی، مکانیکی، فیزیکی یا بیولوژیکی بر روی چوب طبیعی و تغییر خواص طبیعی چوب می باشد. یک تعریف تایید شده از اصلاح چوب عبارت است از انجام یک عمل شیمیایی، بیولوژیکی یا فیزیکی بر روی چوب طبیعی که منجر به افزایش طول عمر مفید چوب می شود. چوب اصلاح شده نباید در طول حیات خود هیچ ماده غیر سمی را آزاد کند. یکی دیگر از اهداف روش های اصلاح چوب، بهبود مقاومت در برابر حملات بیولوژیکی و نداشتن آسیب برای محیط زیست می باشد. لازم به ذکر است که در روش های اصلاح چوب نباید از یک ماده شیمیایی خطرناک در فرایند آماده سازی چوب اصلاح شده استفاده کرد. در واقع فرایند اصلاح چوب مشروط بر این است که چوب باقیمانده خطرناک نباشد.
انواع روش های اصلاح چوب
انواع روش های اصلاح چوب که می توان اجرا کرد، عبارتند از:
- روش شیمیایی
- روش ترموود هیدرو (TH) و حرارتی (THM).
- روش بیولوژیکی
- روش فیزیکی
در بین انواع روش های اصلاح چوب، روش های شیمیایی اصلاح چوب شامل انواع متعددی از فرآیندها در مقایسه با روش های دیگر اصلاح چوب می باشند. در روش اصلاح چوب ترموود و حرارتی تنها از آب و حرارات در حین فرایند استفاده می شود. البته برخی محرک های حرارتی نیز در ضمن روش ترمووود استفاده می شود.
مکانیزم های اصلی اصلاح چوب
مکانیزم های اصلی اصلاح چوب شامل دو نوع فعال و غیرفعال می باشند. اصلاح فعال چوب منجر به تغییر ماهیت شیمیایی چوب می شود و اصلاح غیرفعال یعنی تغییر در خواص چوب بدون تغییر در ماهیت شیمیایی آن انجام می شود. بیشترین روش اصلاح چوب که تا به امروز بررسی شده اند شامل گروه های هیدروکسیل پلیمر دیواره سلولی چوب می باشند. گروه های هیدروکسیل نقش کلیدی در واکنش های آب و چوب دارند. در چوب مرطوب، مولکول های آب بین پلیمرهای چوب قرار می گیرند و تشکیل پیوند هیدروژنی بین گروه های هیدروکسیل و تک تک مولکول های آب می دهند. تغییر در تعداد مولکول های آب منجر به انقباض و تورم یا باد کردن چوب می شود. همه انواع چوب ها تحت تاثیر مکانیسم واکنش میان آب و چوب می باشند. مکانیسم های اصلی اصلاح چوب که ممکن است مسئول خواص جدید چوب باشد، در شکل1 خلاصه شده است.
چندین مکانیسم واکنشی در چوب، تمایل دارند در یک زمان رخ دهند. به عنوان مثال در فرایند اصلاح حرارتی، بخش هایی از پلیمرهای دیواره سلولی تغییر می کنند، که ممکن است منجر به پیوند متقابل، کاهش گروه های OH و تقسیم ناخواسته زنجیره های پلیمری شوند.
لازم به ذکر است که بیشتر فرآیندهای اصلاح چوب که توسعه یافته اند، تحت آزمایش کامل یا جزئی در تحقیقات پیشرو و کار اصلی آلفرد جی استام (Alfred J. Stamm) و همکارانش در آزمایشگاه محصولات جنگلی در مدیسون و ویسکانسین، در طول دهه 1940 و 1950بوده است.
فرآیندهای اصلاح شیمیایی چوب
اصلاح شیمیایی چوب نتیچه واکنش شیمیایی یک عامل با ترکیبات پلیمری چوب می باشد (لیگنین، همی سلولز یا سلولز). بنابراین فرآیندهای اصلاح شیمیایی چوب منجر به تشکیل یک پیوند کووالانسی پایدار بین واکنشگر شیمیایی و پلیمرهای دیواره سلولی می شوند (Rowell 1983).
در نتیجه، اصلاح شیمیایی چوب به عنوان یک اصلاح فعال در نظر گرفته می شود زیرا منجر به تغییرات شیمیایی در پلیمرهای دیواره سلولی چوب می شوند. مطالب زیادی در مورد نحوه عملکرد چوب اصلاح شده، شناخته شده است که ترکیبی از موارد زیر را شامل می شود:
- میزان رطوبت در چوب اصلاح شده کاهش می یابد و در نتیجه قارچ ها نمی توانند رطوبت کافی برای پوسیدگی چوب را بدست آورند و مقاومت چوب اصلاح شده در برابر پوسیدگی بالا می رود.
- انسداد فیزیکی قارچ های پوسیده از ریز منافذ دیواره سلولی
- جلوگیری از عملیات خاص آنزیم ها (هیل 2006، 2009، روول و همکاران. 2009، روول 2016). تا به امروز، اینها سه جنبه مهم کل مکانیسم معرفی شده، می باشند.