Древесина – благородный и красивый материал. Однако волокна подвержены изменениям с течением времени, процессы, протекающие в дереве, необратимо приводят к ее разрушению. Стабилизация древесины позволяет законсервировать его исходные качества. Благодаря этой манипуляции полностью останавливаются разрушительные процессы в волокнах материала, кроме того, он приобретает более привлекательный вид.
Описание технологии
Цель стабилизации – уберечь дерево от воздействия влаги. Материал обрабатывают специальным составом, который делает волокна более крепкими, прочными.
В промышленных объемах такой способ стабилизация древесины практически не используется, поскольку в больших объемах стоимость обработки высока.
В следствие воздействия специального раствора, в куске дерева приостанавливаются все внутренние процессы, он становится более долговечным, а волокна подвергаются полимеризации.
Составы, воздействующие на материал, закупоривает поры и заполняют все свободное пространство между волокнами.
Древесина для стабилизации подходит не вся. Хорошо поддаются обработке следующие породы:
- бук;
- граб;
- клен;
- береза.
Некоторые породы хуже подвергаются стабилизации, их обработку следует производить под давлением:
- дуб;
- карагач;
- орех и подобные по плотности древесины породы.
Амарант и эбен устойчивы к стабилизации, к ним не стоит применять этот способ обработки.
Основной процесс, лежащий в основе преобразования материала – заполнение пор дерева специальным составом. Технологические нюансы могут отличаться в зависимости от используемого состава. Полимеризацию проводят лаком в вакууме или других средством, а также эффекта можно добиться пропиткой материала смолами, маслами.
Обработка при помощи «Анакрол-90»
Емкость, в которую будет помещен брусок или изделие из дерева, следует полностью заполнить составом. Далее создаются условия вакуума в специальной камере.
Процесс пропитки сопровождается выделением пузырьков воздуха, что свидетельствует о проникновении состава внутрь древесины и выталкивании воздуха наружу. После исчезновения эффекта «бурления» заготовку следует подержать в растворе еще около получаса под давлением. Для этих целей можно использовать специальный насос или компрессор.
После проведения всех этапов обработки, следует повторить процесс, но не ранее, чем через 30 минут. Детектором завершения наполнения волокон полимерным составом служит потеря древесиной своих «плавучих» свойств. Если же изделие всплывает в емкости, заполненной раствором, значит заполнение пор прошло не до конца, и требуется повторить процесс.
Финальным аккордом служит сушка при температуре, близкой к 100 ⁰С.
Если в «Анакрол-90» добавить краситель, что даст интересный цветовой эффект на древесине после стабилизации.
Требования к заготовкам для стабилизации
Прежде чем перейти к описанию процесса стабилизации, напомню о требованиях, которые необходимо предъявлять к деревянным заготовкам, для получения качественного результата. Процесс пропитки – это процесс проникновения раствора (в нашем случае Анакрол®-90) в поры материала, соответственно, если поры «закрыты» (водой, смолами, солями), состав в них не проникнет, а если они слишком большие (порядка 0,5мм), то не «удержится» там.
Основное требование: дерево должно быть максимально сухое. Рекомендованная толщина брусков – не более 40мм.
Стабилизирующие составы
Чаще всего используются составы с высокой способностью к полимеризации. Чаще всего применяются:
- полимеры;
- масла;
- смолы;
- лакокрасочные материалы.
Жидкое стекло
Средство для использования в домашних условиях и имеет умеренную цену. После обработки древесины этим средством на ее поверхности образуется дополнительная защитная пленка, которая не позволяет проникать вовнутрь всевозможным красителям.
Чаще всего состав применяют для стабилизации исходников для изделий декоративного назначения, которые будут соприкасаться с агрессивными химическими реагентами. Состав надежно защищает от грибков, в том числе плесневых, а также защищает от высоких температур, воздействия влаги и ультрафиолетовых лучей.
Эпоксидная смола
Это средство применимо практически для любого вида древесины, за исключением хвойных пород.
При стабилизации брусков следует обращать внимание на текучесть раствора. От этого свойства напрямую зависит скорость заполнения пор древесины. Слишком густой состав лучше не использовать, либо растворить его в спирте.
При нагревании смолы в вакууме, возможно ее закипание, поэтому весь процесс требует наблюдения.
Соляной раствор
Для приготовления этого состава потребуется только растворить 1 ст. л. соли в 1000 мл воды. Способ обработки таким средством наименее затратный, но более трудоемкий. Древесину для стабилизации следует подвергать кипячению в растворе соли не менее 2 часов.
Березовый сок
Самый экологичный и безвредный состав, который не выделяет токсинов при нагревании. При этом сок является отличным полимеризатором.
Чтобы обеспечить глубокое проникновение стабилизирующего состава вглубь древесины, необходимо проводить процесс в вакуумной камере, а завершать обработку следует в сушильной камере или духовке при 90 ⁰C.
Преимущество березового сока еще и в том, что его легко можно смешать с натуральными красителями.
Олифа
Это вещество считается оптимальным для стабилизации дерева, предназначенного для всевозможных поделок, а также мебели и элементов декора для наружной установки. Нужной вязкости олифы добиваются путем добавления в нее растворителя.
Композитные и алкидные растворы применяются для древесины, которая будет использоваться для наружной облицовки, а олифа на основе натуральных компонентов больше подойдет для стабилизации мебели и декоративных элементов.
Масла
Натуральное льняное или любое другое масла также могут быть использованы в качестве стабилизатора.
Отверждение состава АНАКРОЛ-90 (термообработка)
Термическую обработку заготовок можно осуществить двумя способами:
1) В кипящей воде (или индустриальном масле)– пропитанные заготовки плотно оборачиваются стрейч плёнкой (пищевой плёнкой) и помещаются в горячую (кипящую) воду (95±5) ºС, где выдерживаются порядка 1-2ч (для металлических изделий: 20-30 минут, без плёнки). 2) В сушильной камере (например: печи, духовке) — пропитанные заготовки помещаются в печь, разогретую до 120-140 ºС. Сильнопористую (рыхлую) древесину необходимо заворачивать, например, в пакет для запекания, данная процедура нужна для предотвращения процесса вытекания Анакрол-90. Сушка длится от 2-х до 4-х часов, процесс оканчивается, когда дерево перестаёт «парить» и нет мокрых пятен.
Важно! В случае нарушения температурного режим (например: заготовки поместили в печь разогретую до 90-95 ºС) процесс полимеризации не произойдёт должным образом, состав будет как «резиновый». Если в дальнейшем попытаться исправить ситуацию и подвергнуть заготовки повторной термообработке – это ни к чему не приведёт, состав останется прежним.
Полимерные стабилизаторы
Полимеры действуют быстро, поскольку способны за короткий промежуток времени максимально наполнять поры материала. Их используют для обработки древесины с применением вакуума. Некоторые растворы могут быть использованы и в домашних условиях.
«Буравит»
Полимерный состав с низкой вязкостью, который способен быстро проникать в поры древесины, заполняя даже самые мелкие ее свободные пространства. Благодаря оптическим пигментам в составе средства обработанный материал приобретает более насыщенный рисунок волокон.
«Анакрол90»
Предназначен для стабилизации в вакуумной камере.
Основное действующее вещество раствора – полиэфир, который преобразуется в полимер под действием высоких температур. Состав обеспечивает стойкость обработанной древесины к химическим реагентам, а также механическим воздействиям.
«100TERM»
Состав представляет собой раствор средней вязкости, содержащий полимеры, которые меняют свою плотность под действием нагревания. Подобное средство популярно для использования как в промышленных, так и в бытовых условиях.
Полимер поставляется в жестяных банках, удобных для хранения и транспортировки.
«Пентакрил»
Данное средство безопасно для применения в быту, поскольку не содержит токсичных веществ. При этом, он глубоко проникает в структуру дерева, а также насыщает волокна жирорастворимыми пигментами, которые делают рисунок более ярким и выразительным. Состав изготовляется на основе алкидов.
Полимеры
Часто для стабилизации древесины используются современные пропитки на основе полимеров. Наиболее востребованными из них являются:
«Анакрол-90»
Полиэфирная пропитка для древесины, которая под воздействием высоких температур превращается в термореактивный полимер. Благодаря высокой прочности, стойкости к химическому воздействию и температурным изменениям состав широко используется для консервации мелких трещин и пор в древесине.
«100терм»
Прозрачный жидкий состав на основе термоотверждаемых полимерных компонентов предназначается для надежной консервации древесины. Он удобен и прост в использовании, подходит для нанесения в промышленных и домашних условиях.
«Буравид»
Прозрачный полимерный состав, включающий оптические пигменты, который предназначен для полимеризации древесины. По вязкости и плотности напоминает воду, но при температурном воздействии превращается в твердое покрытие. Обеспечивает защиту от воздействия влаги, ультрафиолета, биологического заражения, подчеркивает естественную структуру древесных волокон.
Оборудование
Обработка материала при помощи полимеров требует дополнительных приспособлений. Основным оборудованием для стабилизации древесины является вакуумная камера и сушильный шкаф.
Вакуумная камеру можно собрать в домашних условиях, используя:
- емкости из пластика;
- вакуумный насос;
- трубки и вентили;
- компрессор; манометр.
Вместо сушильного шкафа можно использовать духовой, однако следует учесть летучесть лакокрасочных материалов под действием температур и обеспечить хорошую вентиляцию.
«КОЛХОЗНАЯ» СТАБИЛИЗАЦИЯ
0) взвешиваю абсолютно сухой брусок (досушить даже если гигрометр на 0!) и записываю. 1) обрезаю пластиковую бутылку на нужную высоту. Бутылку без «талии» чтобы в нее плотно входил брусок. 2) наливаю в эту бутылку не много жижи — так чтоб брусок плавал но не подымался над срезом. Если брусок впихивается плотно то должен быть погружен на 1/2-2/3. Верх бруска должен оставться сухим — это важно! 3) ставлю получившееся в банку 1 литр (800мл, 1.5л — что есть и подходит по размеру) 4) откачиваю воздух 5) после того как жижа по каппилярам поднимется до самого верха бруска — сбрасываю вакуум и доливаю жижу так чтоб брусок был полностью погружен. Возможно понадобится притопить грузиком. 6) даю вакуум. Как прекратит пузыриться — сбрасываю, держу под слоем жижи час и снова вакуум. Цикл повторять до полной пропитки. Показатели что пропитка окончена: 1) брусок утонул (не обязательно, некоторые породы не тонут) 2) при очередном цикле вакуума пузыриков воздуха нет совершенно. 3) при взвешивании видно что набрал от 30 до 120 грамм жижи (зависит от исходной плотности, скажем для венге и зебрано обычно 40-60 грамм на стандарт а шпальт березы может и 150 набрать) Можно приступать к ТО. ТО 1) даю бруску обтечь на решетке или обтираю бумажной салфеткой 2) плотно заворачиваю брусок в алюминевую фольгу. Слежу чтоб фольга прилипла к бруску и не осталось пузырей. После этого можно закрепить фольгу скотчем и ставить в печь на 100-120с. Но я продолжаю. 3) заворачиваю в стрейч пленку — плотно, герметично но не более чем в 2 слоя. 4) поверх стрейча — скотч. Широкий. Плотно, герметично но не более чем в 2 слоя. Я варю в скороварке — 1 час. Бывает и полчаса хватает если небольшой. Но можно и просто в кастрюльке но тут часа два надо. А кто то говорит и 3… Зависит от жижи. Достаю, обдираю, взвешиваю. Для тополя — повторяю все с самого начала, с сушки и пропитки. Трудоемкий , но очень интересный процесс. Пы. Сы. Если печь есть — значительно проще. Если вакумник не ручной — еще проще. Камера еще упрощает. Камера держащая давление и компрессор — не упрощают но ускоряют в разы, повышают качество и позволяют стабилить более плотные и интересные породы.
Свойства стабилизированного материала
Дерево, прошедшее подобную обработку, приобретает новые качества:
- стойкость к воздействию влаги;
- невосприимчивость к химическому воздействию, в том числе агрессивных органических веществ;
- высокая прочность;
- длинный срок эксплуатации;
- стойкость к перепадам температур и влажности;
- устойчивость к ультрафиолетовому излучению, отсутствует эффект выгорания;
- сохранение целостности структуры при кратковременном контакте с открытым огнем.
При этом стабилизированная древесина исходный сохраняет цвет (при условии неиспользования красителей) и форму. Несмотря на повысившуюся плотность, восстановленный материал можно подвергать механической обработке для придания желаемой формы. Он поддается распилу, стачиванию, резке, шлифовке и полировке.
Преимущества процедуры
Стабилизация – это особый вид обработки древесины, который предусматривает безопасное заполнение пор защитными составами.
Основная ее цель заключается в поддержании декоративных свойств дерева с повышением показателей прочности, твердости и стойкости к внешним факторам. Подобный эффект достигается за счет использования специальных составов, которые обладают способностью к полимеризации.
Это достаточно трудоемкий и ответственный процесс, к организации которого необходимо подходить со всей ответственностью и соблюдать очередность действий в соответствии с выбранной технологией.
Благодаря консервации древесина приобретает следующие характеристики:
- плотность и твердость;
- стойкость к повышенной влаге, перепадам температур и ультрафиолету;
- стойкость к воспламенению;
- непроницаемость для лакокрасочных составов;
- стойкость к химическому и биологическому воздействию;
- инертность к деформациям и гниению;
- декоративность и эстетичность;
- восприимчивость к ручной и механической обработке.
Преимущества стабилизации
Древесина, обработанная подобным образом, становится похожей на камень как по прочности, так и по структуре. Это не только конструкционной преимущество, но и декоративное.
Этот метод стабилизации по праву считается одним из наиболее эффективных. Благодаря глубинному воздействию на волокна, заполнению полимером пор и всего внутреннего пространства, обработке подвергается вся структура целиком. Такого эффекта невозможно добиться иными способами, например, поверхностным покрытием слоем лака, который защищает только верхний слой.
Что такое стабилизация древесины
В процессе механической обработки древесины используются разные приемы и методы – пиление, строгание, шлифовка, резьба. Во время всех этих работ происходит нарушение природного порядка расположения волокон. Часть волокон раскрывается по всей длине, часть нарушается в поперечном разрезе. В итоге после всех манипуляций получается изделие нужной формы. Но вместе с получением нужной формы, само дерево становится еще более не защищенным к внешнему воздействию. Обработанные волокна по-прежнему сохранят способность впитывать влагу, что чревато развитием грибковых инфекций и гнили.
Изменить такое положение дел можно, только прибегнув к применению технологии стабилизации или обработке дерева специальным составом способным проникнуть глубоко в поры и буквально закупорить поры. Процесс стабилизации древесины по своему характеру носит комплексный характер. В процессе стабилизации дерево приобретает не только качества, повышающие его прочность и твердость, но и более интересный внешний вид.
Основные цели стабилизации
Несмотря на трудоемкость процесса и довольно долгое время, которое будет потрачено на стабилизацию, результат позволит обеспечить легкость обработки заготовки. Так, в процессе обработки специальные составы позволяют добиться следующих свойств материала:
- Повысить плотность и твердость дерева;
- Обеспечить устойчивость к воздействию влаги, перепадам давления и температуры, уберечь от воздействия ультрафиолета;
- Дерево приобретает устойчивость к высоким температурам и открытому пламени;
- На пропитанный полимерами материал лучше ложатся лакокрасочные покрытия;
- Древесина становится непроницаемой для биологических вредителей;
- Волокна, пропитанные полимером, перестают быть подвержены деформации, дерево становится легче обрабатывать и клеить;
- При обработке ручным и инструментальным способом можно получить более качественный результат – материал меняет свои свойства, его становится легче обрабатывать.
Применение технологии
Метод стабилизации применяется для укрепления древесины. Стабилизируется обычно материал, предназначенный для:
- производства мебели;
- изготовления элементов декора;
- поделок и игрушек;
- изготовления рукоятей ножей, инструментов и прочих изделий.
Применение стабилизированной древесины
Процесс стабилизации древесины позволяет существенно упростить создание многих предметов имеющих деревянные вставки и элементы. На практике использование стабилизации дает возможность применять мягкие сорта древесины для изготовления рукоятей инструмента. Из такого материала получаются удобные ручки для напильников, рукояти резцов и стамесок они не боятся ударов, да и служат они намного дольше, чем ручки из мягких пород дерева. Стабилизированная древесина отлично подходит и для изготовления ножей. Деревянные накладки получаются прочными и удобными.
Приемы стабилизации используются и мастерами оружейниками – из стабилизированного дерева получаются отличные ложе и приклады для ружей. А еще, стабилизацию часто применяют мастера моделисты, именно из такого материала получаются модели парусников и исторических кораблей.
Незаменима технология стабилизации дерева и для мастеров мебельного дела, в такой пропитке нуждаются практически все детали мебели из натуральной древесины. Благодаря стабилизации изделия служат намного дольше, ведь дерево, пропитанное полимерной смолой не подвержено короблению и изменению формы.
Методы стабилизации в домашних условиях
Укрепить древесину можно своими руками, без применения специализированного оборудования.
Процесс обработки эпоксидной смолой
Технология имеет свои особенности. Сам процесс аналогичен описанному выше. Однако ключевой показатель, который нужно не допускать – закипание смолы под вакуумом. Если этот момент пропустить, древесина может быть испорчена.
Эпоксидная смола имеет достаточно высокую вязкость, поэтому ее нужно разбавлять спиртом, что занимает немало времени. Сам процесс стабилизации также требует значительных временных затрат и тщательного наблюдения за процессом.
Способы стабилизации
Всего существует 4 способа стабилизации древесины:
- Холодная пропитка. Это, пожалуй, самые простой вариант стабилизации деревянных изделий. Выполняется стабилизация очень просто — заготовки вымачивают в холодном составе, как правило, в герметичной емкости. Срок пропитки деревянных заготовок варьируется от 2 дней до 2 недель. Обычно используется ореховое, конопляное или льняное масло, но также можно применять заводские составы на масляной основе.
- Горячая пропитка. Данный метод считается наиболее эффективным, так как при горячей пропитке все поры заполняются составом. Сложность способа заключается в том, что объемные детали из дерева так не получится стабилизировать, по причине сложности технологического процесса.
- Обработка вакуумом. Способ стабилизации под вакуумом сложный в реализации, но результат стоит всех затрат. Для обработки древесины вам понадобится вакуумная камера. Первым делом производится откачка воздуха из камеры, после этого удаляется жидкость откачанная из пор дерева. После этого в камеру набирается специальный состав, а потом обратно поступает давление, в итоге поры заполняются стабилизирующим составом. В завершении выполняются работы по полимеризации пропитки.
- Обработка под давлением. Этот способ в целом похож на предыдущий, только теперь обработка выполняется под высоким давлением, закачку стабилизирующего состава можно производить сразу.
Основные цели стабилизации
Первоочередная задача — уберечь древесину от негативного воздействия влаги. После пропитки волокна становятся невосприимчивыми к всевозможным жидкостям и химической обработке. Они не увеличиваются, не утрачивают своих эксплуатационных характеристик, сохраняют форму и цвет.
Данная процедура представляет не просто пропитку, а заполнение всего доступного пространства между волокнами. Для этого используются защитные составы, закупоривающие поры.
Стабилизация помогает повысить потребительские качества древесины. Наилучшего эффекта позволяют добиться составы, обладающие способностью полимеризации. Чаще всего для этой цели применяются:
- натуральные смолы,
- полимеры,
- лакокрасочные материалы,
- всевозможные масла.
