Η ουρία απορροφάται από τα κυτταρικά τοιχώματα και διογκώνει το ξύλο
10% περισσότερο κατ’ όγκον απ’ τον ατμό και πολύ περισσότερο τα κυτταρικά τοιχώματα οπότε πλαστικοποιεί το ξύλο που μπορεί να καμφθεί και να πάρει διάφορα σχήματα όταν είναι ζεστό και ξηρό. Δυστυχώς όμως ξύλο πλαστικοποιημένο με χρήση ουρίας σπάζει εύκολα, αποκτά σκούρο χρώμα και είναι περισσότερο υγροσκοπικό.
Αντιθέτως η χρήση αμμωνίας (υγρής άνυδρης ή αέριας) στην πλαστικοποίηση του ξύλου είναι μια τεχνική που ξεκίνησε το 1935, με έρευνες σχετικώς με την επίδραση της αμμωνίας στα χημικά συστατικά του ξύλου και το 1963 σαν μέσο πλαστικοποίησης του ξύλου για κάμψη. Η χρήση αμμωνίας ως μέσο πλαστικοποίησης του ξύλου οφείλεται στις πολύ καλές ιδιότητες, που έχει ως διαλύτης, σε σχέση με το νερό, για τα κυριότερα χημικά συστατικά του ξύλου
δηλαδή κυτταρίνη, ημικυτταρίνες και λιγνίνη. Σε σύγκριση με το νερό, η αμμωνία δεν πλαστικοποιεί μόνο
τη λιγνίνη και τις ημικυτταρίνες αλλά και την κυτταρίνη που αποτελεί τη μεγαλύτερη μάζα των κυτταρικών τοιχωμάτων που είναι και το ζητούμενο.
Η απορρόφηση της αμμωνίας από τα κυτταρικά τοιχώματα μπορεί να γίνει ή με την εμβάπτιση του ξύλου σε υγρή αμμωνία ή με τη διαβίβαση αερίου αμμωνίας σε θάλαμο. Όταν η αμμωνία έλθει σε επαφή με τα χημικά συστατικά των κυτταρικών τοιχωμάτων προκαλεί ουσιώδεις μεταβολές στις φυσικές και χημικές ιδιότητες του ξύλου, οι οποίες διευκολύνουν την πλαστικοποίησή του.
[ Invalid Attachment ]
Κατά την πλαστικοποίηση του ξύλου με αμμωνία, παίζουν σημαντικό ρόλο οι παρακάτω παράγοντες:
Χρόνος επίδρασης της αμμωνίας:Ο χρόνος που απαιτείται για την πλαστικοποίηση του ξύλου, εξαρτάται από το πάχος του υλικού και τη διαπερατότητά του στην αμμωνία. Υπό κανονική (ατμοσφαιρική), πίεση λεπτές σανίδες 1,5-2 εκ. από πλατύφυλλα είδη πρέπει να παραμείνουν μέσα σε αμμωνία επί 4 τουλάχιστον ώρες για να πλαστικοποιηθούν ικανοποιητικά. Χονδρότερες ή λεπτότερες σανίδες θα πρέπει να παραμείνουν αναλογικώς περισσότερο ή λιγότερο χρόνο.
Η υποπίεση και η πίεση μπορεί να ελαττώσει σημαντικά το χρόνο εμποτισμού με αμμωνία. Υποπίεση για να αφαιρεθεί αρχικώς ο αέρας απ’ τα μεσοκυττάρια διαστήματα και πίεση για να διευκολυνθεί η εισαγωγή αμμωνίας σ’ αυτά.
Έκθεση του ξύλου για περισσότερο απ’ τον απαιτούμενο χρόνο ενδέχεται να προκαλέσει ζημία του. Από τεχνολογικής πλευράς ενδιαφέρει να γνωρίζουμε τον ελάχιστο χρόνο, που απαιτείται για την πλαστικοποίηση με αμμωνία.
Θερμοκρασία:Η θερμοκρασία είναι ένας άλλος παράγοντας, που έχει επίδραση στην πλαστικοποίηση του ξύλου. Μείωση της θερμοκρασίας αφ’ ενός μεν επιταχύνει το σχηματισμό υδρογονικών δεσμών ανάμεσα στις μοριακές αλυσίδες και διευκολύνει έτσι τη διόγκωση και πλαστικοποίηση της κυτταρίνης, αφ’ ετέρου όμως περιορίζει την μοριακή κίνηση και κάνει το ξύλο εύθραυστο. Γι’ αυτό η καλύτερη θερμοκρασία για την πλαστικοποίηση με αμμωνία αποδείχθηκε ότι είναι η θερμοκρασία μεταξύ 20° C και του σημείου βρασμού της αμμωνίας δηλαδή 33° C.
Πίεση:Η ποσότητα της αμμωνίας, που απορροφάται από τα κυτταρικά τοιχώματα εξαρτάται από την πίεση της αμμωνίας. Η άριστη πλαστικοποίηση επιτυγχάνεται σε μεγάλη πίεση και υψηλή θερμοκρασία. Από γενόμενες έρευνες διαπιστώθηκε ότι σε χαμηλή σχετική πίεση ατμών αμμωνίας (μεταξύ 0-0,4 ατμόσφαιρες), η αμμωνία απορροφάται από τη λιγνίνη, ημικυτταρίνες και άμορφες περιοχές της κυτταρίνης. Όταν όμως η σχετική πίεση αυξηθεί και φθάσει το 0,7 τότε η αμμωνία μπαίνει στις κρυσταλλικές περιοχές της κυτταρίνης. Σε ακόμη μεγαλύτερη σχετική πίεση, η επίδραση της αμμωνίας είναι πολύ μεγαλύτερη στην κρυσταλλική κατασκευή της κυτταρίνης. Η πίεση ατμών της αμμωνίας σε θερμοκρασία δωματίου είναι 150 psi ή περίπου 10,5 ατμόσφαιρες.
Υγρασία του ξύλου:Η υγρασία του ξύλου κατά την πλαστικοποίηση επηρεάζει σημαντικά την απορρόφηση της αμμωνίας. Υγρασία του ξύλου μεταξύ 0-10% περιορίζει το βαθμό προσρόφησης της αμμωνίας, ενώ η υγρασία μεγαλύτερη του 10% διαλύει την αμμωνία και ελαττώνει την πλαστικότητα. Γι ’ αυτό θα μπορούσε να ειπωθεί πως η υγρασία γύρω στο 10% είναι η πλέον κατάλληλη για την καλύτερη απορρόφηση της αμμωνίας από το ξύλο.
Είδος ξύλου:Επειδή τα κυτταρικά τοιχώματα του ξύλου όλων των δασοπονικών ειδών αποτελούνται από κυτταρίνη, ημικυτταρίνες και λιγνίνη, πρακτικώς όλα τα είδη ξύλου μπορούν να πλαστικοποιηθούν. Οι μικρές διαφορές που υπάρχουν στη χημική σύνθεση του ξύλου μεταξύ των ειδών δεν μειώνουν σημαντικά την επίδραση της αμμωνίας.
Οι διαφορές, όμως, που υπάρχουν στη δομή του ξύλου μεταξύ των δασοπονικών ειδών, συντελούν στη διαφορετική συμπεριφορά του ξύλου όσον αφορά την ευκολία ή μη της κάμψης μεταξύ των δασοπονικών ειδών. Γενικώς, το ξύλο πλατυφύλλων ειδών κάμπτεται καλύτερα από το ξύλο των κωνοφόρων. Επίσης ξύλο μεγαλύτερης πυκνότητας (βαρύ) κάμπτεται καλύτερα από το ξύλο μικρότερης πυκνότητας (ελαφρύ) (είναι λογικό αυτό; ).
Εκτός από τους παράγοντες, που αναφέραμε πιο πάνω, οι συνθήκες στις οποίες εκτίθεται το ξύλο αμέσως μετά την πλαστικοποίηση, είναι πολύ σημαντικές και επηρεάζουν τις ιδιότητές του.
Δηλαδή γρήγορη εξάτμιση της αμμωνίας προκαλεί δημιουργία μεγάλου αριθμού και μικρότερων σε μήκος κρυσταλλικών περιοχών στην κυτταρίνη. Οι άκρες του ξύλου συστέλλονται και εμφανίζονται τάσεις για παραμόρφωση. Αντίθετα, με τη βραδεία εξάτμιση και τη λήψη προστατευτικών μέτρων μπορεί να αποφύγουμε όλα αυτά τα δυσάρεστα αποτελέσματα.