Surface properties and structure of aspen wood.
Authors: Коваленко И.В. , Чубинский М.А. , Русаков Д.С. , Варанкина Г.С. 
Published: September 2020

Применение древесины осины в промышленном производстве материалов и изделий ограничено из-за ее низких механических свойств, подверженности поражению коррозионно-деструктивной гнили, отсутствием должного обоснования технологии ее переработки. Невостребованная осина осложняет условия хозяйствования в лесу, ухудшает породный состав древостоев, препятствует восстановлению хвойных пород древесины. Древесина осины хуже смачивается водой по сравнению с другими породами. Изучение ее поверхностных свойств и строения на микроуровне представляет безусловный интерес для изучения взаимодействия древесины с водой, жидкими клеящими и защитно-декоративными веществами. Это сложная многопараметрическая задача, решение которой может явиться новым инструментом для обоснования наукоемких технологических процессов сушки, пропитки, склеивания и облагораживания древесины. Истинная поверхность древесины, образованная в результате обработки резанием (лущением, пилением, фрезерованием) значительно больше ее проекции на плоскости в результате разрезания микроструктурных элементов. Неровности на поверхности искажают результаты измерения поверхностных свойств, определяемых на основе угла смачивания. Учитывая то, что размеры стенок клеток меньше размеров полостей, истинная площадь поверхности древесины, в зависимости от вида разреза, может в десятки раз превышать кажущуюся. Ухудшение способности смачиваться объясняет образование на поверхности капель клея, нанесенного на шпон методом вальцевания. При горячем прессовании фанеры в первый момент времени повышается подвижность молекул клея, снижается упругость древесины, поверхность выравнивается, улучшая условия адгезионного взаимодействия связующего и древесины. Для определения истинных характеристик древесины, обоснования расхода клея, способности древесины поглощать жидкость необходимо знать размеры ее микроструктурных элементов и характер их распределения, объем поверхностных полостей. Эффективный радиус полостей древесины осины может быть описан с использованием теории фракталов.

The use of aspen wood in manufacturing of materials and products is limited due to its low mechanical properties, corrosion susceptibility destructive lesion decay, its lack of proper justification processing technology. Unclaimed aspen difficult economic conditions in the forest, degrades the species composition of forest stands and prevents restoration of softwood. Wood aspen worse moistened with water compared to other breeds. The study of its structure and surface properties at the micro level is of great interest to study the interaction of wood with water, liquid adhesives and protective-decorative materials. This is the problem whose solution can be a new tool for the study of science-intensive technological processes of drying, impregnation, gluing and surface finishes. Real wood surface, formed by the machining (peeling, sawing, milling) significantly greater its projection on the plane as a result of cutting the microstructural elements. Surface irregularities distort the results of measurement of surface properties which are determined based on the contact angle. Given that the size of the cell walls is less than the size of the cavities, the true surface area of the veneer, depending on the type of incision, may be ten times the apparent. The deterioration of the ability of wetted explains the formation of droplets on the surface of adhesive deposited on the veneer by rolling. When plywood hot pressing at a first time increases mobility of adhesive molecules, decreases the modulus of elasticity of wood, surface is aligned, improving the conditions of interaction of the glue and the wood. To determine the true characteristics of the wood, glue flow study, the ability of wood to absorb liquid it is necessary to know the size of microstructural elements and their distribution, the amount of surface cavities. The effective radius of aspen wood cavities can be described using fractal theory.