Китайские химические инженеры создали огнеупорную «древесину»

2018-09-15 15:18:00


Китайские химические инженеры создали огнеупорную «древесину»


   

Деревянно-пластиковые композиты пользуются у домостроителей популярностью: террасы и заборы из такого материала не требуют шлифовки, морения и покраски. Но они уступают натуральной древесине в прочности, а кроме того легче воспламеняются.

Ученые из Научного центра Хэфэя Китайской академии наук (Hefei Science Center of Chinese Academy of Sciences) сообщили недавно в издании Science Advances о создании синтетической древесины, которая сопоставима с природной по прочности, но к тому же огнеупорна.

Ключевой компонент, придающий прочность настоящей древесине, лигнин. Это природный полимер с паутиноподобной структурой, связывающей между собой кристаллики другого природного соединения — целлюлозы.

В новом композите роль лигнина отведена синтетическому полимеру резолу, у которого такая же паутиноподобная структура. Китайские химики использовали резол для связывания множества разных синтетических кристалликов, в результате чего получилось семейство разных вариантов синтетической древесины, цвет и свойства каждого из которых определяется свойствами добавляемых кристалликов. 

После отверждения композиты принимают вид, похожий текстурой на натуральную древесину. Такие материалы выдерживают сжатие, чем и обуславливается прочность. А поскольку резол устойчив к пламени, полученные композиты огнеупорны: на них не действует даже открытый огонь. На создание образца синтетической древесины нужно лишь несколько часов.

Новая комбинированная технология, описываемая китайскими авторами, основана на применении фенольных и меламиновых смол, что обеспечивает не только микроструктуру натурального дерева, но также делает синтетический материал значительно легче природного. Помимо прочности и огнеупорности, у искусственной древесины есть еще одно преимущество: она устойчива к коррозии и обеспечивает термоизоляцию.

В испытаниях, проведенных учеными, синтетическое дерево не портилось и не гнило даже после того, как его на протяжении 30 дней выдерживали в воде и в растворе серной кислоты. Причем влагоустойчивость и устойчивость к кислой среде проявляются при сохранении механических свойств.

Что касается термоизолирующей способности, то наиболее высокой она была у искусственной древесины, полученной в смеси с графеном. Структура нового материала может быть легко подогнана под множество функций. Это достигается подбором добавляемых кристалликов наноразмера. Создатели синтетической древесины отмечают, что благодаря своим преимуществам этот материал заменит природную древесину и будет использоваться в экстремальных условиях.