|
|
Influence of wood structure on wood properties of tropical species
Baar, Jan
Předkládaná disertační práce je zaměřena na estetické a akustické vlastnosti tropického dřeva. Dřevo tropických dřevin je v Evropě využíváno zejména pro jeho neobvyklý vzhled a širokou škálu barev v stavebně-truhlářské výrobě a ve výrobě nábytku. Na druhé straně jsou některé tropické dřeva preferovány pro výrobu hudebních nástrojů díky svým nenahraditelným akustickým vlastnostem, jako je nízké vnitřní tření. U šesti vybraných tropických dřev - jatoba (Hymenea courbaril L.), massaranduba (Manilkara bidentata A. Chev.), muiracatiara (Astronium graveolens Jacq.), angelim amargoso (Vatairea spp.), angelim pedra (Hymenolobium spp.) a angelim vermelho (Dinizia excelsa Ducke) - byla analyzována jejich barva a popsána souřadnicemi CIEL*a*b*barevného prostoru. Vzorky byly následně vystaveny působení umělého slunečního světla a byla vyhodnocena míra a průběh vyvolané změny barvy. Během prvních hodin expozice došlo k rapidní změně barvy a všechny testované dřeva vykazovaly shodný průběh ve změně světlosti (L*) - počáteční ztmavnutí bylo vystřídáno pozvolným světláním povrchu. Změna chromatických parametrů barvy (a* a b*) byla specifická pro jednotlivé dřeviny a pravděpodobně byla podmíněná chemickou strukturou extraktivních látek. Celková změna barvy se výrazněji projevovala u světleji zbarvených vzorků. Obsah extraktivních látek ve dřevě tropických dřevin je zpravidla vyšší a jejich přítomnost ovlivňuje barvu dřeva. Dřevo afrického padouku (Pterocarpus soyauxii Taub) a jatoby (Hymenaea courbaril L.) bylo extrahováno ve směsi methanolu, destilované vody a acetonu. Následně byl stanoven celkový obsah extraktivní a fenolických látek v daném dřevě. U obou dřev byl zjištěn vliv obsahu extraktivních látek na parametry barvy, zejména však na její světlost. Dřevo jatoby s vyšším obsahem extraktiv bylo světlejší a více žluté, zatímco dřevo afrického padouku s rostoucím obsahem extraktivních látek vykazovalo tmavší zbarvení. Pozitivní korelace byla rovněž nalezena u dřeva jatoba mezi obsahem extraktivních látek a výši celkové změny barvy. Extraktivní látky jsou zodpovědné za intenzivní změny barvy tropických dřev, zatímco u světle zbarvených dřev z mírného pásma je jejich žloutnutí vyvolané fotodegradací ligninu. Rychlost šíření zvuku v podélném směru byla měřena u jádrového dřeva doussié (Afzelia bipindensis), merbau (Intsia bijuga), wengé (Millettia stuhlmannii Taub.), muiracatiara (Astronium graveolens Jacq.) a zebrano (Microberlinia brazzavillensis) pomocí ultrazvukové a rezonanční metody. Mezi rychlostí šíření zvuku a hustotou dřeva nebyla nalezena korelace ani u jednoho ze zkoumaných dřev. Rychlost šíření zvuku však byla ovlivněna délkou vláken nebo poměrem výšky a šířky dřeňových paprsků. Rychlost šíření zvuku se zvyšovala s rostoucí délkou vláken a štíhlostí dřeňových paprsků. Další akustické vlastnosti jako dynamický modul pružnosti, specifický modul pružnosti, vnitřní tření a účinnost akustické přeměny (ACE) byly rovněž ovlivněny měřenými parametry anatomické struktury dřeva. Hlavním zdrojem rozdílů mezi nalezenými závislostmi u jednotlivých dřev bylo zejména zastoupení jednotlivých anatomických elementů ve dřevě. Dřevo s delšími vlákny a nižší četností dřeňových paprsků dosahovalo nižších hodnot vnitřního tření. Tuhost dřeva charakterizována dynamickým modulem pružnosti byla korelována s podílem vláken a dřeňových paprsků ve dřevě. S rostoucím objemem vláken tuhost dřeva narůstala, zatímco se zvyšujícím se podílem dřeňových paprsků klesala. Délka vláken a poměr mezi výškou a šířkou dřeňových paprsků rovněž ovlivňovaly výši dynamického modulu pružnosti a současně i efektivitu akustické přeměny. Hodnoty obou veličin rostly s delšími vlákny a vyšším poměrem dřeňových paprsků. Některé nedestruktivní metody zkoušení mechanických vlastností dřeva vycházejí z měření rychlosti šíření zvuku. Hustota dřeva a tři dynamické moduly pružnosti (rezonanční podélná a ohybová, ultrazvuková metoda) byly použity k predikci mechanických vlastností vybraných tropických dřev. Hustota dřeva není vhodným parametrem, pokud dřevo není rovnovlákné a obsahuje vady. Točitost vláken je častým znakem tropických dřev a její přítomnost ovlivňuje výsledné mechanické vlastnosti dřeva, ale ne jeho hustotu. Všechny dynamické moduly pružnosti silně korelovaly se statickým modulem pružnosti dřeva. Ultrazvuková metoda však dosahovaly nejhorších výsledků, což je dáno pravděpodobně jejím odlišným mechanismem měření. Méně přesné předpovědi ve srovnání se statickým modulem pružnosti bylo dosaženo pomocí dynamického modulu pružnosti v případě meze pevnosti dřeva. I přesto bylo dosaženo lepší predikce, než pokud byla použita hustota dřeva.
|
host ::
RSS.