Защитные составы для древесины: Все о защитных пропитках для дерева и их нанесении

Древесина – универсальный строительный и отделочный материал. Из дерева строят дома, беседки, заборы, из него делают мебель, его используют в качестве наружной и внутренней отделки. Такая популярность объясняется экологичностью материала и его прекрасным внешним видом, но, увы, врагов у дерева много – оно боится огня, влаги, насекомых, перепадов температур и солнечных лучей. Ранее древесину защищали составами на основе соли и уксуса – сегодня же промышленность позволяет производить более эффективные средства, которые дарят дереву долговечность и устойчивость к негативным факторам внешней среды. Этих составов настолько много, что правильно выбрать средство для защиты древесины от гниения, огня и прочих воздействий становится непросто. Разберемся в основных аспектах грамотной покупки.

№1. От чего и в каких случаях защищать древесину?

Средства защиты древесины направлены против разных негативных воздействий, и выбор зависит от того, в каких условиях будет эксплуатироваться материал. Главными врагами древесины считаются:

• влага (туман, дождь, повышенная влажность в помещении). Дереву свойственна способность впитывать влагу и разбухать при ее повышенном содержании в окружающей среде и, наоборот, усыхать в засушливое время. Такие колебания в объеме приводят, как минимум, к трещинам, а при возведении здания из дерева вся конструкция может серьезно пострадать. Поэтому необходимо обрабатывать древесину средствами, которые уменьшают влагопоглощение, но не влияют на способность «дышать»;
• плесень, грибок, мхи и насекомые часто поражают древесину при повышенной влажности и ограниченном доступе воздуха. Гниение, появления мха, распространение короедов, термитов, древоточцев и прочих вредителей влияет не только на внешний вид древесины, но и на ее структуру;
• огонь. Древесина легко воспламеняется и быстро горит. Пока нет средств, которые бы на 100% защищали от огня, но есть вещества, которые воздействуют на структуру и увеличивают время невозгораемости;
• УФ-лучи при длительном и интенсивном воздействии разрушают древесину, больше всего воздействуя на лигнин, вещество, которое обеспечивает жесткость и твердость.

Для повышения устойчивости ко всем этим факторам есть целый ряд специфических средств – комплексного состава пока не существует, поэтому если древесину необходимо защитить, например, и от влаги, и от огня, потребуется использование нескольких средств.

№2. Общие принципы выбора защитных средств для древесины

Вне зависимости от того, на борьбу с каким фактором направлено средство, при выборе обращайте внимание на такие нюансы:

• срок службы покрытия. Защитное средство может продержаться на поверхности около 2-5 лет, и если производитель указывает на упаковке подобные цифры, то, вероятно, он не врет, а вот к долговечности в 20-40 лет стоит относиться с осторожностью. Скорее всего, это просто маркетинговый ход, а мелкими буквами в незаметном на упаковке месте будет указано, что такой срок защиты возможен только при нанесении средства методом глубокой пропитки (это промышленная техника) или при условии вымывания состава, чего достичь невозможно;
• расход состава. Часто дешевые средства неприятно удивляют повышенным расходом состава, отчего вся их экономичность сводится на нет, поэтому при покупке стоит обратить внимание на указанные производителям цифры. Средний расход биозащитных средств составляет 200-250 г/м², но никак не 500-600 г/м², что можно увидеть на упаковках некоторых недорогих составов. Такой большой расход свойственен только огнезащитным составам;
• имя производителя. Качественные защитные средства можно изготовить только на высокотехнологичных производственных линиях, которые могут позволить себе крупные предприятия с известным именем. Ради своего спокойствия и гарантии результата лучше немного переплатить;
• универсальность. Некоторые компании предлагают комплексные средства, которые якобы защищают древесину и от огня, и от гниения, а действующие вещества, по заявлениям производителей, только усиливают эффект друг друга. Специалисты же утверждают, что даже вещества, которые могут быть в одном растворе, порой не только не усиливают действие друг друга, но и уменьшают защиту;
• состав и сертификат соответствия. В состав защитных средств входит масса веществ, каждому из которых отводится своя роль, но внимание стоит уделять основе препарата – это могут быть органические и неорганические вещества. Неорганические вещества, к которым относятся бихроматы натрия и калия, хлористые, хром- и фторсодержащие соединения, соли меди и цинка, негативно воздействуют на человека, металлы и цвет древесины, поэтому запрещены к использованию в Европе. Средства на органической основе более эффективны и позволяют избежать негативного воздействия на здоровье. Любое защитное средство должно иметь сертификат соответствия, подтверждающий его безопасность.

№3. Методы защиты древесины

Для обеспечения максимально долгой сохранности древесины используют комплекс мер. Это конструктивные решения, заключающиеся в правильном размещении и планировке, а также регулярный контроль состояния древесины и непосредственно сами средства для защиты древесины.

Защитные средства могут быть нанесены такими основными способами:

• антисептирование – поверхностная обработка дерева. В частном строительстве может проводиться с помощью кисти или распылителей, а в промышленных условиях выполняется благодаря вымачиванию в защитных составах;
• консервирование проводят только в промышленных условиях. Для этого может быть использована автоклавная пропитка, когда обработка проводится под действием высокого давления, пропитка в горяче-холодных ванных или обработка автоклавно-диффузионным способом.

№4. Средства для защиты древесины от влаги

Повышенный уровень влажности – главный враг древесины, так как не просто ухудшает эксплуатационные качества, но и становится причиной появления плесени и грибка. Обработка, направленная на защиту от влаги, начинается еще с заготовки древесины, и большое значение имеет правильная сушка. Даже хорошо высушенный материал со временем начнет впитывать влагу, но и по этому параметру разные сорта древесины сильно отличаются. Лиственница, ясень, сосна, дуб более устойчивы к воздействию влаги, ель, пихта и бук – среднеустойчивы, а клен, береза и граб наиболее уязвимы. Ряд тропических деревьев (кумару, кусия, ипе, сизаль) практически не боятся влаги и нуждаются лишь в минимальной защите.

Важнейший показатель древесины – внутриклеточная влага. Для строительства можно использовать материал с показателем на уровне 5-20%, причем для устройства стропильных конструкций и внутренней отделки подойдет древесины с влажностью 9-15%, а для наружной обшивки – 12-18%.

Для уменьшения способности древесины впитывать влагу из окружающей среды, т.е. для снижения ее гигроскопичности, используют лаки, масляные пропитки и пасты, которые делятся на две группы:

• составы, образующие пленку на поверхности, не отличаются достаточной долговечностью, поэтому повторять обработку придется достаточно часто;
• проникающие составы более долговечны и способны попадать в поры древесины, используются для обработки заборов, оконных рам, стен дома, садовой мебели.

Как правило, гидрофобизаторы не меняют цвет древесины, а их эффект заключается в том, что капли воды просто скатываются с поверхности, не проникая в структуру. Ряд подобных средств обладает еще и морозостойким эффектом.

№5. Средства для защиты древесины от гниения, плесени и насекомых

Постоянная повышенная влажность, колебания температуры и интенсивное воздействие солнечных лучей делают древесину уязвимой перед микроорганизмами и насекомыми. В качестве профилактики появления плесени используют антисептики – средства, которые предотвращают, но не убивают бактерии. Уже во время заготовки древесины ее покрывают антисептиками, повторная обработка осуществляется после монтажа и зачистки древесины. Антисептики производят в виде жидкостей и паст, они также надежно защищают от поражения насекомыми. Есть антисептики грунтовочного типа, которые используют под лак и покраску, но проникновение и срок службы у них небольшой. Антисептики можно колеровать, а специалисты говорят, что таким способом намного легче добиться равномерного окрашивания стен, чем при использовании колерованного лака.

Если на древесине уже есть следы гнили, то перед использованием антисептика, необходима обработка фунгицидами – веществами, убивающими споры грибков и плесени. Основой в фунгицидных растворах может служить:

• вода. Это экологичные и недорогие составы, недостаток которых заключается в том, что они постепенно вымываются водой, поэтому подходят только для внутренней обработки древесины, которая не взаимодействует с влагой и грунтом;
• уайт-спирит. Такие препараты более устойчивы к внешним воздействиям, плохо вымываются водой, так как проникают глубоко внутрь древесины, но не совсем экологичны, обладают резким запахом, что значительно осложняет обработку.

При обнаружении на древесине следов воздействия насекомых следует провести обработку инсектицидными пропитками, которые выпускаются:

• на водной основе. Используются, в основном, для годовой защиты древесины при транспортировке и хранении;
• на алкидной основе – это более устойчивые средства, которые подходят не только в качестве лечебных препаратов, но и как профилактика.

Регулярный контроль состояния древесины на запах гнили, наличие белых тонких или синеватых и буроватых пленок позволит вовремя предотвратить гниение.

Порой могут понадобиться средства для отбеливания древесины и устранения синеватых, зеленоватых и черных пятен. Такие вещества наносят кистью на поврежденные места, и уже через несколько часов возвращается первоначальный цвет.

При покупке антисептических составов обращайте внимание, что разные породы впитывают составы с разной интенсивностью. Так, береза и бук обладают высокой впитываемостью, кедр, лиственница, дуб, липа, граб – средней, а ель и пихта – низкой. Кроме того, для разных целей используют совершенно разные составы. Если при транспортировке древесина нуждается лишь в профилактической обработке, то при возведении стропильной системы необходимо использовать трудновымываемые средства, которые часто окрашивают древесину в буроватые и сероватые оттенки, снижая ее декоративные качества, поэтому для фасадов такие средства не подходят.

№6. Средства для защиты древесины от огня

При воздействии огня древесина рано или поздно воспламеняется, правда, большие бревна сопротивляются огню намного дольше, чем доски, так как на их поверхности образуется обуглившийся слой, который медленно тлеет. Любые сколы и трещины повышают уязвимость перед пламенем. Для защиты древесины от огня используют антипирены, которые способны задержать воспламенение и распространение огня.

Антипирены выпускаются в таких формах:

• жидкие составы: лаки, пропитки, эмали и краски;
• твердые составы: засыпки и обмазки.

Ранее антипирены повсеместно выпускались в твердой форме, сегодня рынок предлагает преимущественно готовые жидкие растворы или концентраты. Такая форма выпуска позволяет использовать средство более эффективно и одновременно повысить безопасность, ведь при работе с порошками неизбежно попадание ядовитой пыли в организм, да и дополнительное оборудование требуется, что усложняет процесс обработки.

Антипирены по принципу действия делят на:

• активные, это, в основном пропитки, в состав которых входят соли фосфорной и борной кислоты. Под воздействием высоких температур они расплавляются, образуя защитный слой, который препятствует распространению огня;
• пассивные, к которым относят огнезащитные покрытия, создающие на поверхности древесины тонкий теплоотражающий слой. Он при воздействии высоких температур вспучивается, образуя экран из негорючей пены, который замедляет распространение пламени и обугливание древесины.

Самой качественной будет защита, нанесенная в промышленных условиях, но и самостоятельно с помощью кисти, валика или аэрозоля можно провести подобную обработку. Обрабатывать древесину с влажностью более 15% не рекомендуется. Для хорошо просушенного дерева подойдут составы на основе органических полимеров, а для не древесины с влажностью 10-15% для гарантии лучше использовать водорастворимые антипирены.  Небольшие деревянные элементы можно окунать в раствор и оставлять там на период от 30 минут до 24 часов.

По эффективности все антипирены делятся на группы:

• Г1 – средства, благодаря обработке которыми древесина после двухминутного воздействия пламени газовой горелки теряет до 9% массы;
• Г2 – средства с потерей массы до 25%;
• Г3 – средства, которые не обеспечивают должной защиты дерева.

Для обработки лестниц и несущих конструкций выбирают защитные средства класса Г1, во всех остальных случаях подойдут антипирены класса Г2. Если производитель и вовсе не указывает эффективность, то от покупки такого средства лучше отказаться.

№7. Средства для защиты древесины от ультрафиолета

Под постоянным действием солнечных лучей древесина начинает темнеть и разрушаться, поэтому если подобное влияние на материал неизбежно, негативные последствия обязательно необходимо предотвратить. Как правило, специальные добавки для предотвращения губительного воздействия солнечных лучей, входят в состав водоотталкивающих пропиток и биозащитных средств, лаков и красок, о чем будет свидетельствовать соответствующая надпись на упаковке.

№8. Последовательность нанесения защитных средств

Чтобы обеспечить древесине максимальную сохранность, ее обрабатывают защитными средствами в такой последовательности:

• антисептики на этапе заготовки и транспортировки, а также после сооружения конструкции, мебели, организации отделки;
• обработка антипиренами при необходимости;
• обработка влагоотталкивающими пропитками, которая также предотвратит вымывание антипирена и антисептика;
• нанесения лакокрасочных средств с защитой от ультрафиолета;
• герметизация стыков и швов с помощью акрилового герметика – немаловажный процесс, препятствующий проникновению в древесину влаги.

№9. Производители защитных средств для древесины

Полки магазинов заполнены различными защитными препаратами для древесины, но не все они одинаково эффективны. При выборе стоит обращать внимание на указания на упаковке, в т.ч. учитывать влияние средства на цвет древесины, его коррозионную активность и наличие запаха, а также учитывать имя производителя, которое становится гарантией качества. Среди всего обилия средств, выделить стоит продукцию таких компаний:

• Pinotex – эстонский производитель защитных средств для древесины. Его продукция получила огромную популярность на отечественном рынке. Выпускает составы для защиты древесины внутри и снаружи дома: грунтовки, пропитки, краски и антисептики. Отлично себя зарекомендовали антисептики грунтовочного типа, колерованные антисептики, а также антисептики с ультрафиолетовым фильтром. Защитные средства компании, предназначенные для использования на террасах и открытых площадках, названы одними из лучших;
• Tikkurila – концерн со 150-летней историей, заводы которого расположены в нескольких странах. Имя этого производителя – гарантия качества продукции, так как за всеми этапами производства тут тщательно следят. Средств защиты для дерева огромное количество, выпускаются под торговой маркой Valtti;
• Belinka Belles – словенский производитель, который стремительно завоевывает признание отечественных покупателей. Выпускает широкий спектр защитных средств, в т.ч. грунтовки-антисептики, несмываемый антисептик, специальные защитное средство для саун и уникальное гибридное покрытие;
• «Сенеж» — отечественная компания, которая выпускает полный комплекс средств для защиты древесины от любых негативных воздействий. Производит тонирующие антисептики у УФ-фильтром, антисептики для бань и саун (эти средства, кстати, считаются одними из лучших в своем роде), консервирующие антисептики, огне-биозащитные средства, вещества для отбеливания древесины;
• Neomid – бренд защитных средств от компании «Экспертэкология-Неохим». Отечественный производитель делает ставку на производство концентрированных препаратов, что удешевляет их стоимость. Популярностью пользуются антисептики для защиты древесины во влажной среде и грунте, антисептики с УФ-защитой, средства для отбеливания древесины, защиты от огня, а также вещества для обработки саун и бань.

Кроме того, неплохо показали себя защитные средства от белорусской компании Sadolin, немецкой Dufa, английской Dulux, отечественных компаний «Рогнеда» (торговая марка «Акватекс») и «Древесный лекарь».

Существует масса народных средств для защиты древесины от гниения и вредителей, но для достижения наилучших результатов лучше отдавать предпочтение профессиональным препаратам и наносить их в соответствии с инструкцией.

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Пропитки для дерева: какую выбрать? Обзор антисептиков

Дерево – традиционный и самый любимый строительный материал в нашей стране. Оно ценится за свою экологичность, благородную фактуру и хорошие гигиенические свойства, однако недолговечность древесины накладывает существенные ограничения в ее использовании. Современные пропитки значительно расширяют область применения дерева и продлевают его жизнь, сохраняя эстетические характеристики материала.

Что такое пропитка и для чего она нужна

Пропитками принято назвать жидкие смеси, предназначенные для защиты древесины от пагубного влияния влаги, солнечных лучей, перепадов температур, а также вредоносных насекомых и других организмов (грибка, плесени).

Первые пропитки появились достаточно давно. Люди, использующие дерево в качестве строительного материала, всегда искали способы его защиты от неблагоприятных погодных условий и различных вредителей. Так, на Руси долгое время древесину покрывали льняным маслом, вощили пчелиным воском или покрывали дегтем. Промасленная порода становилась менее подверженной гниению, однако продолжала требовать регулярного ухода и обновления защитного слоя.

Современные составы чаще всего изготавливаются на основе сложных химических соединений и рассчитаны на 18 различных классов эксплуатации. Они достаточно легко впитываются, действуют длительный срок и не меняют внешний вид и фактуру дерева (за исключением случаев, когда перед пропиткой ставят декоративные задачи). Несмотря на свое синтетическое происхождение, сегодняшние средства достаточно экологичны и безопасны. При правильном подборе они в полной мере справляются с комплексной задачей защиты различных пород и, кроме прочего, способны уберечь материал от огня, а также сделать внешний вид древесины еще более привлекательным и эффектным.

Виды пропиток для дерева

Возможности современных технологий позволяют создавать самые разнообразные защитные смеси. Активное развитие этого направления позволяет производителям предлагать огнеупорные пропитки (антипирены), антисептики, влагоотталкивающие и атмосферостойкие средства, био защиту и декоративные составы. Чаще всего выбор средства делается исходя из главных задач, которые он решает. В ряде случаев, пропитки удачно комбинируются между собой и оберегают хрупкую древесину сообща. Классификация пропитки также может зависеть как от ее назначения, так и от состава. Наиболее простой систематизацией считается разделение на покрытие для внутренних и внешних работ.

Стоит учитывать, что разниться может и тип воздействия вещества, подразумевающий глубину применения. В поверхностном случае пропитка бережет от огня и действует как легкий антисептик. Основательная обработка глубинных слоев может уберечь от всех видов разрушающего воздействия, но чаще всего сложна в нанесении. Лучшим способом защиты всей структуры древесины, считается промышленное внедрение пропитки под давлением (консервирование).

В зависимости от химической основы все средства делятся на несколько видов:

• Солевые пропитки — предназначены, в большей степени, для защиты от огня. Кристаллы соли в смеси, плотно обволакивают полотно и действуют как антипирены. Состав не гарантирует 100%-ю огнезащиту, но существенно повышает порог противопожарной безопасности.
• Водные составы — обязаны своей популярностью легкости применения, хорошим показателям гигиеничности и многофункциональности. Эта группа пропиток одна из самых больших, так как может решить большинство поставленных перед нею задач. При этом она хорошо «работает» как самостоятельно, так и в тандеме с другими средствами.
• Масляные покрытия — ценятся за высокую проникающую способность. В отличие от водных смесей, они подходят даже для старой и пересушенной древесины. Главная задача — декоративная и водоотталкивающая. Чтобы средство успешно справлялось со своей функцией, в зависимости от условий содержания древесной конструкции, ее поверхность необходимо периодически вновь обрабатывать.
• Средства на основе растворителей — агрессивное поведение данной пропитки позволяет хорошо защищать и даже лечить структуру дерева, однако плохо подходит для внутренних работ. Смесь отлично впитывается и максимально быстро проникает в глубокие слои материала, где комплексно противодействует влаге, УФ-лучам, живым организмам и огню.
• Лаки и воски, обеспечивают высокую декоративность и неплохие антисептические свойства. Их долговечность снижает частоту необходимой обработки, но для всесторонней защиты рекомендовано комбинирование с другими препаратами.

Особенности пропиток для внешних и внутренних работ

Перед пропиткой для внешних и внутренних работ в целом ставятся одинаковые задачи. К нюансам, отличающим составы друг от друга, относятся возможность их применения при низких температурных режимах, экологичность, устойчивость воздействия к ультрафиолету.

Так, средства для обработки внутренних помещений и в особенности жилой площади должны повышать устойчивость полотна к повышенной влажности и, как следствие, гниению и не образовывать пленку, препятствующую естественному воздухообмену материала. Антисептические свойства обязаны препятствовать развитию грибка, а био защита – оберегать от появления насекомых. К комплексу задач внутренней пропитки также относят необходимость декоративного облагораживания. Смеси активно работают над сохранением эстетичности фактуры и, при необходимости, равномерно изменяют цвет или тонируют породу.

Поскольку все функции должны выполняться с минимальным вредом для здоровья человека, в основу пропитки входят наиболее натуральные компоненты: вода, воски, масла и щадящие красители. Особое внимание здесь обращается на выделение вредных веществ и появление неприятных запахов.

От пропитки для внешней отделки требуется более активная защита, включающая не только протекцию от вредителей, возгораний и водоотталкивающие свойства. К объемному перечню задач также относится сопротивление солнечному излучению, перепадам атмосферного давления и температур, в том числе устойчивости к промерзанию. Полноценная защита и комплексное взаимодействие способны продлить эксплуатацию дерева на десятки лет.

Сложность предъявляемых к уличной пропитке требований обуславливает ее активность и агрессивность, поэтому длительный прямой контакт человека с ней крайне нежелателен.

Назначение и основные задачи пропиток

Живая фактура дерева обуславливает его капризность и требует внимательного подхода. Поскольку постоянное соблюдение оптимальных условий влажности, температуры и атмосферного давления невозможно при выборе защиты необходимо учитывать породу древесины и назначение пропитки:

Влажность (грибок, гниение и т. д.)

Главная проблема деревянных строений, способная за несколько лет привести их в негодность, поэтому решить ее может только качественная пропитка.

Одним из лучших вариантов для борьбы с высокой влажностью уличных строений считается отечественный консервирующий антисептик ХМ -11. Он может применяться как в промышленных условиях, так и при ручной обработке. Даже при многослойном нанесении покрытие не образует воздухонепроницаемой пленки. В обоих случаях не нарушается структура древесины. Смесь не вымывается и обеспечивает повышенную защиту от гнили и грибка. Полностью соответствует ГОСТу и подходит для заглубленного, контактирующего с почвой материала.

Похожие товары

Огнебиозащитные

Позволяют решить как минимум 2 проблемы и противостоят появлению и размножению вредоносных микроорганизмов и насекомых, поддерживая противопожарную безопасность.

Хорошие показатели защиты от плесени и жуков древоточцев показал антисептик Neomid 450-1. Его активное антисептическое действие без обновления слоя распространяется на срок до 10 лет, а защита от возгораний – до 7 лет. Аналогично предшественнику он может применяться при промышленном погружении и наноситься кистью или валиком в 2-4 слоя, с промежутком для высыхания. Удобная жидкая форма обеспечивает экономичный расход, а оптимальный температурный режим работы начинается при +5°С.

Похожие товары

Neomid 450-1

Огнебиозащита дерева 1-ой группы

Насекомые/жуки

Составы для избавления от них могут иметь как предупредительных характер, так и устранять уже появившихся вредителей.

Ярославский антисептик «Жук» зарекомендовал себя как эффективное биоцидное средство по борьбе с жуками-древоточцами и их личинками, а также защиты от грибка, синевы и плесени. Активный инсектицид, входящий в состав смеси, безвреден для человека и домашних животных, поэтому может использоваться для внутренних работ. Будучи бесцветным, он не меняет структуру и оттенок дерева. Может наноситься кистью, валиком или распылителем.

Похожие товары

StopЖук

Защита деревянных поверхностей

Атмосферостойкие

Защищают от изменений атмосферного давления и предупреждают возможную деформацию строений, увеличивая срок их эксплуатации.

Атмосферостойкий антисептик известного финского бренда Tikkurila Euro Valtti Log не только оберегает бревна от влияния резких перепадов давления, но и имеет приятный декоративный эффект. Пропитка отличается традиционным европейским качеством и в течение 5 лет обеспечивает защиту от био поражений, сохраняя структуру и внешний вид древесины. Не требует заводской обработки и равномерно наносится самостоятельными силами, не образуя плотной пленки.

Похожие товары

Tikkurila Euro Valtti Log

Специальный атмосферостойкий антисептик для обработки бревен

Универсальные

Предупреждающие несколько основных видов проблем одновременно и нередко подходящие как для внутренней, так и внешней отделки.

К наиболее удачным примерам комплексной защиты относится еще один продукт ярославского производителя универсальный антисептик ХМФ-БФ. Универсальный антисептик хорошо защищает от всех видов осадков и повышенной влажности и препятствует размножению и распространению плесени, грибка, жуков и их личинок. Имеет декоративный окрашивающий эффект, но не препятствует естественной циркуляции воздуха благодаря равномерному распределению и отсутствию пленки на поверхности. Средний срок службы древесины обработанной ХМФ-БФ достигает 45 лет.

Похожие товары

Neomid 430 Eco

Антисептик консервант невымываемый

Декоративные

Надолго сохраняющие привлекательную и естественную фактуру древесины, и придающие ей желаемый оттенок.

Классическим примером декоративно-защитной пропитки для внешних работ служит состав Pinotex Classic. Достаточно плотное покрытие надежно противостоит всем видам осадков, разрушающему воздействию атмосферного давления и солнечных лучей. Полученная пленка эффектно подчеркивает древесный узор, а уровень глянца варьируется от количества нанесенных слоев. Pinotex Classic незаменим для работы с пиленой или строганой древесиной.

Похожие товары

Belinka Exterier

Лазурь на водной основе с УФ защитой

виды и состав, что лучше для древесины, как сделать своими руками, применение для наружных и внутренних работ

Древесина является натуральным и красивым материалом, который используется в разных отраслях производства и строительства. Однако существенным недостатком дерева считается его податливость воздействию окружающей среды и насекомых. Оно легко поражается различными паразитирующими колониями, впитывает грязь и подвержено механическим и физическим повреждениям.

Пропитка для дерева способна защитить структуру дерева от всех этих факторов и даже придать ей более эстетичный внешний вид.

Содержание статьи

Зачем нужно делать пропитку дерева

Древесина пользуется большим спросом благодаря прочности, экологичности, гигроскопичности, шумоизоляции и теплоемкости. Кроме того, красота и легкость обработки древесины ставят ее намного выше других материалов при изготовлении мебели, в строительстве, отделке домов и производственных помещений.

Необработанное дерево разрушается под воздействием многих факторов, поэтому были созданы многочисленные пропитки и антисептики, которые защищают материал:

• от грибков,
• от плесени,
• от гнили,
• от насекомых,
• от ультрафиолета,
• от перепадов температур,
• от атмосферных осадков,
• от различных повреждений,
• от проникновения и оседания грязи.

Виды пропиток в зависимости от их основы

Любая защитная пропитка предназначена для разных целей и места использования. В связи с этим разрабатывается специальный состав на основе главного компонента. Благодаря сочетанию добавочных средств пропитки могут иметь или нет запах, отличаться по консистенции и цвету, создавать на поверхности дерева пленку или полностью проникать в поры обрабатываемого материала.

На водной основе

Пропитки на водной основе доступны в полностью готовом виде. Они отличаются отсутствием неприятного запаха

Водная основа подразумевает нанесение средства даже на влажную поверхность или на солевые покрытия, сочетание которых неэффективно с жидкостями на основе растворителей.

Нанесение производится кистью или пульверизатором, вакуумным методом посредством замачивания. Средство быстро сохнет и глубоко проникает в древесину, но имеет одно ограничение – его нельзя применять для обработки старого сухого материала. Это приводит к разбуханию последнего и образованию на нем трещин.

По назначению вещества могут иметь антисептические, противопожарные и декоративные свойства, защищать от намокания. Они обладают более низкой износостойкостью по сравнению с другими средствами.

На акриловой основе

Пропитки на акриловой основе

Такие смеси обладают укрепляющими и водоотталкивающими свойствами, способны отлично защитить от грибка, плесени и гниения. После применения пропитки срок службы материала увеличивается.

Обработке подлежит массив на любой стадии строительства. Наносится средство кисточкой или пульверизатором.

К недостаткам акриловых пропиток можно отнести непереносимость низких температур.

На солевой основе

Солевые пропитки доступны в виде порошка или готового раствора. Они чаще всего используются для обработки стропильных систем с целью их защиты от грибков, плесени и вредителей. Кроме того, за счет оседания солевых кристаллов такие средства эффективно защищают от возгорания.

Возможно нанесение кистью, однако наибольшего эффекта удастся достичь только путем замачивания или обработки в вакуумной камере. По этой причине в быту смеси используют редко, но можно заказать такую обработку на производстве.

На масляной основе

Масляные пропитки обладают высокими водоотталкивающими свойствами. Их активно используют для покрытия деревянных конструкций и мебели, которая находится на улице и постоянно подвергается воздействию атмосферных осадков.

Масло в основе средства глубоко проникает в волокна массива, предотвращает его пересыхание и растрескивание, а также воздействие грязи и пыли. Обработанное пропиткой изделие незначительно меняет цвет, приобретая при этом красивую блестящую поверхность.

Такое покрытие недолговечно. Его необходимо обновлять каждый год, нанося пульверизатором или кистью в несколько слоев.

К недостаткам можно отнести горючесть смеси и невозможность нанесения поверх нее других средств.

На основе алкидных смол

Алкидные пропитки имеют в составе антисептические добавки, масло и воск. Смеси прекрасно подчеркивают естественную красоту древесины, защищают ее от плесени, грибков и воздействия, как атмосферного, так и физического.

После нанесения кистью или валиком следует долгий срок высыхания, что многие относят к существенному недостатку такого средства.

На битумной основе

Битумная пропитка представляет собой густую массу черного цвета. В основе смеси лежит бензин и солярка. Чаще всего средство изготавливается самостоятельно и предназначено исключительно для внешних работ ввиду высокой токсичности и резкого запаха.

Обработке подлежит любой вид древесины, даже высушенной. После нанесения образуется плотный защитный слой, который предотвращает развитие вредных бактерий и грибков, нападение насекомых.

Состав подразумевает защиту от влаги, но высокую воспламеняемость.

Силиконовая

Силиконовая пропитка

Наносится любым удобным способом. Продается в виде концентрированных или простых жидкостей.

Виды пропиток по назначению

Пропитка для древесины может иметь различные характеристики по типу воздействия. В каждом отдельном случае подбирается та, которая подходит больше всего.

Антисептики

Антисептические свойства пропитки направлены на защиту дерева от гниения и образования грибка и плесени, от нападений различных насекомых. Их отдельные составляющие исключают воздействие биологических факторов.

Хороший антисептик отличается высокой стойкостью. Он глубоко проникает в структуру материала, не имеет неприятного запаха и полностью безвреден для людей. Для защиты во время хранения и транспортировки производится поверхностное опрыскивание. При монтаже рекомендуется обработка путем замачивания.

Огнезащита

Для защиты от возгорания используются кислотные, щелочные и солевые пропитки. С дополнительными защитными слоями такие средства обеспечивают высокую противопожарную безопасность, сохраняют свои характеристики долгое время. Смеси полностью безопасны для живых существ.

Кислотные составы являются самыми надежными в этом вопросе. При этом обеспечивается дополнительная прочность материала с сохранением гигроскопичных характеристик.

Щелочные пропитки используются намного реже. Они нарушают структуру дерева и совсем не подходят для обработки видимых поверхностей.

Самыми неэффективными считаются солевые растворы. Со временем кристаллы соли выступают на поверхность и портят внешний вид изделия.

Срок действия противопожарного слоя на наружных поверхностях составляет 2 года. При внутренних работах – 5 лет. Принцип действия состоит в том, что вещества, входящие в состав пропитки, под действием высоких температур плавятся и образуют тонкую пленку, препятствующую попаданию кислорода.

Морозостойкость

Морозостойкие жидкости предназначены для сохранения свойств древесины при температуре около -40 °С. Они обладают антисептическими и защитными характеристиками.

Водоотталкивающий эффект

Благодаря наличию в составе воска и масел обеспечивается абсолютная защита дерева от проникновения влаги. Поскольку разрушается массив даже от водорода, находящего в воздухе, практически все пропитки обладают таким действием, но существуют и специальные средства, которые предназначены для обработки поверхностей в банях и саунах, для внешних работ.

Декоративные свойства

Декоративная пропитка для дерева, чаще всего акриловая, используется с целью подчеркивания естественной текстуры массива. В декоративных целях выбирают средства с нужным оттенком, матовой или глянцевой пленкой, которая образуется после высыхания.

Комплексные пропитки

Большая часть пропиток обладает сразу многими свойствами, отличается сложным составом, доступна в виде концентратов.

Наиболее востребованными являются антисептические пропитки с водоотталкивающими и противопожарными свойствами.

Какая пропитка лучше

Широкий ассортимент средств может сделать выбор в пользу какого-либо одного сложным, поэтому нужно сразу разграничить желаемые воздействия от состава. Кроме того, важно правильное применение жидкостей по типу внутренних или наружных работ.

Для внутренних работ

Выбирая пропитку для обработки древесины, которая будет или уже установлена внутри помещения, в первую очередь обращают внимание на экологичность и безопасность раствора. Таким требованиям отвечают средства на водной основе, с натуральными растворителями и маслами.

Условно все товары этой линейки можно разделить на 3 группы:

• антисептики, которые предназначены для защиты от гниения, образования плесени и грибка, перепадов температур, изменения формы и цвета;
• влагозащитные, которыми обрабатывают бани, чтобы защитить массив от постоянного воздействия высоких температур и влаги;
• огнезащитные, существенно или полностью снижающие риск возгорания.

Для наружных работ

При обработке древесины, которая будет постоянно находиться на улице и подвергаться воздействию различных вредных и атмосферных факторов, рекомендуется использование более агрессивных пропиток. При этом вред здоровью и экологичность, ввиду проведения работ на улице, отходят на второй план.

В первую очередь применяется антисептическая пропитка, которая не только не даст различным микроорганизмам жить и размножаться в структуре дерева, разрушая его, но и сохранит внешний вид, т. к. в процессе жизнедеятельности бактерий и грибков материал чернеет.

Если предварительно поверхности придали нужный оттенок, пропитка должна защищать от ультрафиолета.

Важно! Самые едкие пропитки – битумные. Смеси используют для обработки несущих конструкций. После их нанесения дерево не боится ни влаги, ни нападений микроорганизмов. Ему не страшны даже грызуны.

Цвет

Если планируется сохранить натуральный оттенок дерева, смесь подбирается бесцветная и обладающая рядом защитных характеристик. Для придания массиву нужного оттенка более дорогих пород используются цветные пропитки для дерева. При этом не следует путать простую покраску и пропитывание. В первом случае образуется непрозрачный фон колера, а во втором сохраняется прозрачность и видна структура.

Колеровкой заниматься нецелесообразно. Проще в магазине по карте оттенков подобрать наиболее понравившуюся пропитку.

Нанесение проводится любым удобным способом в несколько этапов, между которыми выдерживается пауза на время полного высыхания предыдущего слоя.

Изготовление пропитки своими руками

Самодельные составы могут ничем не уступать по своим характеристикам покупным, но себестоимость их будет гораздо дешевле. Никаких сложностей при производстве не должно возникнуть. Главное – придерживаться правил техники безопасности, использовать средства для защиты лица и рук.

Пропитка, которую многие предпочитают сделать дома самостоятельно, – битумная. Кроме главного компонента, понадобится бензин или дизельное топливо.

Для производства требуется источник открытого огня, большая металлическая емкость и длинная мешалка. Твердый битум вначале необходимо расплавить, постоянно помешивая и контролируя наличие нерастворившихся комков. Затем емкость отставляют или тушат огонь под ней и дают массе немного остыть. Постепенно добавляют растворитель и вымешивают до необходимой консистенции. При использовании бензина необходимо учитывать, что он быстро испаряется.

Нагрев битумной массы следует проводить медленно во избежание пенообразования и переливания через край емкости. Процесс приготовления может занять разное время, в зависимости от объемов массы.

Готовое средство способно застывать, поэтому его нужно сразу расходовать, добавляя при необходимости растворитель.

Можно в домашних условиях приготовить дешевый антисептик из воды и медного купороса. Как и любой солевой раствор, такая смесь изготавливается путем растворения в воде в заданном соотношении, которое зависит от типа древесины:

1. Для обработки бытовых сооружений или предметов, находящихся внутри дома, достаточно слабого раствора, который содержит до 4% солей, не более 400 г на 10 л воды.
2. Для мебели, стоящей на улице, рекомендуется использовать более концентрированную смесь.
3. Для обработки столбов или сооружений, вкопанных в землю, раствор готовят из 1-2 кг купороса на 10 л воды. Покрытие проводится более тщательно и в несколько этапов.
4. Для контроля нанесения слабой жидкости следует добавить в нее немного марганцовки. Сразу будет видна обработанная область, а тонирование со временем исчезнет. Более концентрированные растворы приобретут оттенок за счет цвета солей.

Весь процесс заключается в добавлении в горячую воду купороса и перемешивания до полного растворения. После остывания раствор можно наносить кисточкой или пульверизатором. Хранится готовая смесь несколько дней, если использование сразу после приготовления невозможно ввиду погодных условий или других индивидуальных причин.

Изготовление солевых растворов на водной основе производится и в помещении. Главное – следить за тем, чтобы они не попадали на вещи или в труднодоступные места и щели.

Строительный рынок заполнен всевозможными пропитками для массива дерева или готовых изделий из него. Все они отличаются характеристиками, действием и сроком службы, могут стоить дешево или достигать высокого ценового диапазона.

При выборе необходимо руководствоваться исключительно необходимостью их применения и тем, какие воздействия должны быть реализованы после их нанесения.

Кроме того, следует избегать приобретения товаров неизвестных производителей, особенно если речь идет о пропитках, которые будут использоваться для внутренних работ.

Защитное экологичное декоративное покрытие дерева

Под экологичностью строительных составов для обработки древесины понимают не только безопасность для здоровья и отсутствие агрессивных химикатов. Также экологичные декоративные составы – это современные средства, которые позволяют подчеркнуть природную красоту дерева, оставить поверхность дерева естественной и приятной. При этом, мы не хотим поступаться и функциональными, защитными качествами даже в экологичных декоративных составах.

Основные функции любого декоративного покрытия для дерева – это защита и эстетичность.

Защитная функция декоративного покрытия для древесины играет другую, не менее важную роль.

Декоративное покрытие древесины — не менее важный этап обработки дерева, чем первичная защитная пропитка. Как выбрать состав для экологического декоративного покрытия, если задача – сохранить и подчеркнуть текстуру дерева?
Экология состава часто в приоритете при внутренней отделке дома. Когда материал находится в помещении, в непосредственной близости от людей, экологичность обработки древесины становится действительно важной. Однако еще один важный аспект экологичности состава – натуральный вид древесины и ее подчеркнутая богатая текстура, естественный цвет, делают экологичные декоративные пропитки популярными и для наружной отделки. Чем дороже и эстетичнее текстура древесины, тем чаще хочется выделить ее натуральной декоративной обработкой.

Рассмотрим и сравним декоративные защитные пропитки для наружных работ по дереву Неомид, которые отвечают современным стандартам экологичности.

Выбор защитного декоративного покрытия для древесины всегда зависит от задач конструкции. Декоративное покрытие экологичным составом сохраняет и подчеркивает естественную красоту дерева. Беседка на фотографиях обработана маслом деревозащитным для террас от Неомид. Можно увидеть на примере этой работы, как текстура дерева подчеркнута декоративным слоем и обрела контрастность.

фотогалерея

Масло для террас Неомид, оттенок тик. Пример контрастного подчеркивания древесины.

Беседка покрыта маслом для террас Неомид

Пропитка для дерева от влаги, описание пропитки для дерева от влаги и гниения

Древесина относится к лидерам среди материалов для строительства частных домов. Однако при всех своих преимуществах она имеет один недостаток – способность повреждаться и приходить в негодность под воздействием повышенной влажности. Предотвратить ее разрушение можно при помощи пропитки для дерева от влаги и гниения, которая позволяет сохранить первоначальные характеристики деревянных конструкций и значительно продлить срок их эксплуатации.

Для чего нужна пропитка для дерева от влаги?

Будучи натуральным материалом, дерево обладает природной гигроскопичностью и имеет свойство вбирать в себя влагу при контакте с талыми водами и атмосферными осадками. При повышении влажности древесины более чем на 15 % она начинает набухать, расслаиваться, терять свою форму. С течением времени на ней появляются плесень, грибки, развиваются процессы гниения, которые снижают долговечность и эстетику деревянных конструкций.

Современная пропитка для дерева от влаги наделяет изделия водоотталкивающими свойствами и помогает избежать их высокого увлажнения. Ее использование сводит к минимуму риски появления гнили, которая не просто портит внешний вид дерева, но и негативно сказывается на здоровье людей. Споры гнилостных образований способны попадать в лёгкие человека и провоцировать хронические болезни, поэтому защита древесины от чрезмерной влажности является важным этапом в создании благоприятного микроклимата в доме.

Причины ускоренного разрушения дерева

Деревья, произрастающие в природе, обладают надежной защитой в виде собственной древесной коры. При строительстве зданий или изготовлении различных изделий из дерева кора удаляется, что влечет за собой нарушение древесной структуры под негативным влиянием внешней среды. Если на конструкциях нет пропитки для дерева от влаги и гниения, то они разрушаются вследствие следующих факторов:

• Грибки и плесень – часто поражают древесину в условиях влажности и ограниченного доступа воздуха. Дерево служит отличной питательной средой для вредных микроорганизмов, особенно если оно напитано влагой.
• Насекомые – наиболее распространенными врагами дерева являются жук-долгоносик, короед, древоточец, которые способны не только навредить древесине, но и полностью ее разрушить. Характерными признаками появления насекомых служат небольшие дырочки и канавки, видимые на деревянной поверхности.
• Влага – дожди, туманы, тающий снег, да и просто повышенная влажность внутри помещения приводят к разбуханию древесины и образованию трещин, а также благоприятствуют появлению гнили. Пропитка для дерева от воздействия влаги снижает водопоглощение материала, не влияя при этом на его способность «дышать».

В качестве дополнительных факторов, отрицательно воздействующих на дерево, стоит упомянуть ультрафиолетовые лучи, которые разрушают природное вещество лигнин, отвечающее за твердость и жесткость древесины. Под влиянием солнца деревянные изделия становятся более мягкими, теряют природный цвет и покрываются трещинами.

Виды средств для защиты дерева

Современный рынок предлагает потребителю качественные растворы, которые предотвращают процессы гниения и становятся надежной биологической защитой деревянных конструкций. Все пропитки для дерева от влаги и гниения могут различаться между собой в зависимости от состава и способов их применения:

• по месту обработки;
• по природе используемых растворителей;
• по характеру активного компонента.

По месту нанесения

Исходя их локализации обработки, пропитки бывают внутренними и внешними. Первые используются для проведения внутренних работ и отличаются экологической чистотой. Они мягко воздействуют на микроорганизмы и не наносят вреда здоровью человека. Внешние средства применяются для наружных работ и обеспечивают лучшую защиту для дерева, но отличаются более высокой токсичностью.

По активному компоненту

Главным действующим компонентом в пропитках для дерева от влияния влаги могут быть вещества органического и неорганического происхождения. Чаще всего составы изготавливаются на масляной основе, акрилате или алкидных смолах, а также на летучих химических компонентах, которые не могут проникнуть глубоко в дерево, но формируют прочную защитную пленку на его поверхности.

По растворителю

В зависимости от растворителя для пропиток смеси бывают водными и неводными. В первом случае активный компонент смешивается с водой, которая обеспечивает древесине хорошую смачиваемость пор. Что касается неводных смесей, то их разводят при помощи спирта или химических растворителей, которые при нанесении на поверхность быстро улетучиваются в атмосферу.

Если вам нужна надежная пропитка для дерева от влаги и гниения, подобрать необходимый материал можно в магазине «ТБМ-Маркет». В нашем каталоге представлены средства как для наружных, так и для внутренних работ, позволяющие обеспечить хорошую защиту для дерева на долгие годы.

Как подобрать эффективную пропитку для дерева от влаги?

Чтобы пропитка дала максимальный эффект, рекомендуется ознакомиться с характеристиками предлагаемых средств и подобрать именно тот материал, который лучше всего подходит конкретному типу деревянных конструкций и условиям их эксплуатации. К главным аспектам, на которые следует обратить внимание, относятся:

• глубина проникновения средства в древесину;
• экологическая безопасность пропитки для дерева от негативного воздействия влаги, наличие/отсутствие резкого запаха;
• место применения – для внешних или внутренних работ;
• степень действия состава на разные виды грибка, плесени и насекомых;
• расход материала – в среднем он должен составлять до 200–250 г/м²;
• срок действия смеси.

При покупке следует учитывать климатические условия местности. Если дом находится в областях с частыми атмосферными осадками, лучше всего выбирать пропитки, которые эффективно защищают дерево при резких перепадах температур. Для мест с повышенной влажностью желательно брать водоотталкивающий состав, основной функцией которого является защита дерева от влаги.

Правила обработки пропиткой для дерева от влаги

Как правило, пропитка для дерева от влаги и гниения не вызывает трудностей в нанесении, однако при обработке древесины нужно придерживаться определенных рекомендаций, которые помогут правильно нанести состав с гарантией его долгосрочного действия:

• Перед обработкой необходимо очистить древесину от пыли, жира или ранее нанесенных красок и лаков.
• Если на дереве уже заметны следы грибка, его нужно обработать щеткой с металлическими щетинками.
• Неотъемлемым этапом является тщательная сушка дерева, поскольку сухая древесина не так интенсивно впитывает влагу.
• Пропитка наносится кистью или валиком, начиная со срезов доски, ее торцевых элементов и тех частей дерева, которые уже подверглись повреждению. При обработке необходимо надевать средства индивидуальной защиты.
• Если пропитку для дерева от влаги нужно нанести в несколько слоев, то следует подождать высыхания каждого предыдущего слоя.

Когда использование пропиток особенно необходимо?

Поскольку древесина подвергается наибольшему повреждению в условиях повышенной влажности, применение антисептиков особенно важно в местах, где влага оказывает максимальное разрушительное воздействие. К таковым относятся подвальные помещения, бани и сауны, уличные беседки, садовая мебель, а также те части деревянных сооружений, которые имеют тесный контакт с землей.

Обработка такой поверхности может производиться как на этапе строительства, так и на готовых конструкциях. При помощи пропитки для дерева для защиты от влаги и гниения можно свести к минимуму появление грибка и плесневых пятен, избежать появления гнили и защитить деревянные материалы от разрушительной силы воды.

Как защитить дерево подручными средствами?

Существует немало подручных средств, которые вполне могут заменить магазинные растворы. Чаще всего для защиты дерева используют:

• силикатный (столярный) клей;
• раствор соды с уксусом;
• смолу;
• медный купорос;
• отработанное машинное масло;
• серную кислоту в сочетании с бихроматом калия;
• составы из борной кислоты, воды и соли.

Указанные варианты не так эффективны, как пропитка для дерева от влаги и гниения, поскольку препятствуют воздействию влаги только на короткое время. Если вы хотите получить длительный и действительно качественный эффект, оптимальным решением станет обращение в интернет-магазин «ТБМ-Маркет» и покупка надежных пропиток для древесины от европейских производителей.

Защита древесины — типы защитных средств

Обзор основных типов природных и химических составов для создания комплексной защиты древесины.

Сегодня лакокрасочная промышленность активно развивает и совершенствует защитные составы и смеси во многих отраслях деятельности. Мировые бренды вкладывают солидную долю прибыли от своих продаж на исследования и улучшение качеств их товаров. Время – когда можно было прийти в магазин и купить банку универсальной краски от всего и покрыть абсолютно разные материалы – давно в прошлом. Сам подход универсального покрытия имел массу недостатков, с которыми боролись не инженеры и технологи химкомбинатов, а обыватели-умельцы. Развивать продукт при отсутствии рынка конкурентов было не выгодно так как производство было полностью государственной монополией еще лет 20 назад. На современном рынке можно выделить несколько групп защитных покрытий для дерева

Защитные средства для дерева по типу применения

• Наружные

  – предусматривается устойчивость к существенным перепадам температуры и влажности, длительный контакт с влагой и землей, а так же вероятность попадания спор плесени и заражение личинками насекомых. Наружные поверхности хорошо проветриваются, поэтому деревозащитные средства, содержащие антисептические биоцидные компоненты вреда для здоровья жильцов дома не причиняют из-за небольшой их концентрации в воздухе.

• Внутренние

  – используются в в качестве финишной и декоративной отделки. У этой группы производитель часто указывает класс устойчивости к истиранию. Также предусматриваются тонирующие красители и морилки под ценные породы дерева.

Виды защитных средств по составу (основа раствора)

• На основе масел и воска

  Обработка натуральным маслом деревянных домов, деревянных террас и мебели во всем мире признана наиболее экологически чистым видом защиты древесины.
  Как это работает? Антисептики на основе льняного масла эффективно предохраняют деревянную поверхность от заражения спорами синей окрашивающей плесени, а так же создают слой защитного ультрафиолетового фильтра. Масляная грунтовка хорошо проникает в дерево и предотвращает развитие бактерий-симбионтов у насекомых-ксилофагов , о которых подробно говорилось тут. Антисептик на масляной основе прекращает жизнедеятельность этих бактерий и на его поверхности они не развиваются. Это не дает возможности спорам и бактериям накапливать азот и размягчать древесную ткань, которую большинство личинок жуков-ксилофагов не едят в «твердом» виде. Даже личинка жука-точильщика не способна «переварить» промасленную древесину и быстро гибнет. Однако если поражение уже началось — профилактические средства здесь не помогут и тогда без биоцидов не обойтись.

• На водной основе

  В сущности, как биоактивные защитные добавки, так и тонирующие декоративные — являются ни чем иным как наполнителями, которые для нанесения нужно растворить любой удобной основой. И для деревянной поверхности, которая имеет пористую, структуру такой основой удачно служит вода. Хотя это не совсем вода. Основой для растворов выбранного наполнителя является водорастворимая эмульсия. Растворенные в воде ферменты отлично впитываются в сухую древесину и остаются в ее волокнах, а вода испаряется. Это позволяет грунтовкам и антисептикам на водной основе проникать как можно глубже внутрь и создавать надежный защитный слой. После испарения воды эмульсионный наполнитель затвердевает и образует водоотталкивающий и атмосфероустойчивый слой волокон, не подверженный распаду под воздействием перепадов температуры и влажности. На его поверхности нет условий для развития спор плесени а его клеточная структура несъедобна для насекомых и их личинок.

  Антисептики, лаки и краски на водной основе удачно используют для наружной и внутренней обработки фасадов деревянных зданий, садовой и обычной мебели,

   

  а так же в качестве обработки интерьерных деревянных покрытий, а так же деревянных дверей, окон, лестниц и деревянных декоративных деталей.

• На основе растворителей (сольвенты и алкидные смолы.)

  Не смотря на хорошие качества и широкое распространение водорастворимых деревозащитных составов, не меньшую популярность заслужили и традиционные лаки или как их иногда называют лазури на основе растворителей или сольвентов.

  Особой популярностью в этой группе пользуются, так называемые, яхтные лаки

  Так же в этой группе составов содержаться, довольно устойчивые, пленкообразующие вещества которые не растворяются водой – это алкидные смолы. Алкидные смолы очень хорошо растворяются в уайт-спирите или похожем по химическому составу сольвенте.

  Защитные лаки на алкидной основе довольно долго господствовали в декоративной отделке деревянных изделий. Они ровно и легко ложатся на любую деревянную поверхность и после высыхания образуют гладкую, приятную на ощупь, пленку устойчивую к истиранию. Они так же довольно стабильны в условиях солнечной радиации и могут создавать как укрывистый так и полупрозрачный эластичный слой который служит фильтр-барьером вредному для органической структуры дерева ультрафиолетовому излучению.

• Нитролаки и лаки на основе формальдегидных смол

  Формальдегидные растворы обладают едким резким запахом, их можно наносить на не грунтованную древесину любым способом. Они чрезвычайно устойчивы к механическому износу но сегодня их не рекомендуют использовать в жилых зонах и помещениях с длительным пребыванием человека из-за соображения экологической безопасности (Внимание! Вредны для здоровья).

Виды защитных покрытий по эстетическим свойствам

• Бесцветные

  Группа прозрачных защитных составов: антисептиков, масел, лаков, лазурей не содержащих красящего пигмента или тонирующих красителей. Для справки — некоторые сорта древесины реагируют на солнечный свет после обработки: спила, резки, строгания, шлифования. В древесине некоторых экзотических пород такой фермент, при реакции с воздухом и светом, окрашивает древесную ткань, придавая ей розоватый, красный, коричневатый или зеленоватый оттенок. Такое, как правило, наблюдается у ценных пород дерева, которые из-за красивого рисунка текстуры и естественного богатого внешнего вида, предпочитают не закрашивать, а при случае выделить в интерьере и экстерьере в качестве акцента на какой-то важной детали дизайна. Так же стоит иметь в виду, что масляные прозрачные составы и грунты придают деревянной поверхности желтовато-янтарный оттенок.

• Лессирующие составы

  В последнее время многие производители лакокрасочной продукции сосредоточили внимание на разработке группы полупрозрачных деревозащитных средств, которые имеют тонирующий пигмент, но не скрывают рисунок текстуры древесины. Такие антисептики, лаки, и краски называют лессирующими. Даже 3-4 слоя лессирующего покрытия оставляют текстуру видимой, обеспечивая поверхности необходимую защиту от различных вредных воздействий. Особенно эффективны лессирующие составы в борьбе с ультрафиолетовым излучением.

• Укрывные покрытия и краски

  Группа красок и лазурей обладающих укрывистым (непрозрачным) эффектом. Краски для дерева имеют плотный укрывной непрозрачный пигмент и могут быть матовыми полуматовыми и глянцевыми. На рынке встречаются краски-лазури на водной основе и на растворителях.

Поверхности деревозащитных покрытий также могут быть:

• глянцевыми
• полуматовыми
• матовыми.

Защитные составы по функциональному назначению.

• Антисептики

  Самая первая, базовая защитная обработка деревянных поверхностей изделий, брусьев, конструкций, бревен, и домов придающая древесине устойчивость а также останавливающая образование плесени, синевы, грибка и шашеля, поражающих и разрушающих структуру древесных волокон.

• Пропитки – морилки

  Часто для реализации нужной цветовой гаммы, или придания акцентированного оттенка какой либо детали интерьера или экстерьера в дизайне используют тонирующие окрашивающие составы. Их принято называть морилками. Морилки, сами по себе не обладают защитными свойствами, и используются как промежуточный процесс перед вскрытием прозрачными лаками или лазурями. Сегодня морилки редко используются, так как более удачным признан способ добавления окрашивающего пигмента в готовый к употреблению защитный состав. Например в лессирующий антисептик, лак, пропитку. Ведь у каждого производителя базовый состав компонентов и основы и их концентрация отличается и палитра цветов так же формируется согласно оттенкам которые характерны для определенного типа состава.

• Грунт- пропитки

  Грунтовочный состав по дереву используют для того чтобы финишное тонированное покрытие имело более равномерный, по всей плоскости, оттенок. Дело в том, что древесина, имеет неравномерное впитывание жидкости на разных участках. По этому, если окрашивать не грунтованную поверхность цветным тонирующим составом, то в некоторых местах, где впитывание сильнее, неизбежно образование пятен более контрастного оттенка. Там же где древесина плотнее и тонирующий состав впитался меньше там образуются светлые пятна. Чтобы избежать этого недостатка и применяют грунтовочные пропитки. Они впитываются в древесное волокно образуя ровный капиллярный эффект и последующий слой растекается равномерно по древесине не образуя пятен.

• Краски

  Такие покрытия как краски и кроющие лазури часто применяют для придания контраста деталям экстерьера и дизайне помещений (мебель, двери окна элементы интерьера) а также старых или обновленных деревянных поверхностей с полуразрушенной структурой лигнина или на участках где воздействие агрессивной среды особо сильно. Укрывные покрытия используют для несущих или опорных деревянных конструкций, для оград, или покрытия дверей и окон, имеющих подвижные конструктивные элементы. Так же укрывными красками, лаками и лазурями покрывают деревянные поверхности и участки, где закрашиваемая поверхность скрывает замену отреставрированных (выщербленных и зашпаклеванных или вырезанных и замененных) элементов или участков поверхности. Стоит отметить что современные качественные краски для дерева обладают определенным коэффициентом паропроницаемости для регулировки количества влаги внутри древесины

• Лаки

  Применение прозрачных и тонирующих лаков для древа наиболее характерно для изделий и поверхностей, текстуру которых хотелось бы проявить и оставить видимой. Заслуженной популярностью пользуются, так называемые, яхтные лаки. Например полиуретановый яхтный лак имеет высокий коэффициент эластичности, превосходный внешний вид, может использоваться как внутри помещения так и снаружи, будучи устойчивым к неблагоприятным погодным условиям. Лаки для дерева получили широкое применение и многообразие разновидностей в обработке деревянных покрытий пола(паркет, паркетная доска, доска, террасная доска), деревянных дверей, окон, садовой и комнатной мебели, деревянных лестниц и пр. Согласно области применения производства ведут разработку и усовершенствования качеств наиболее подходящего состава.

Например в качестве покрытия для пола из паркета и доски часто используют:

1. лак на водной основе

   — для помещения с незначительной проходной нагрузкой (библиотеки, кабинеты, спальни)

2. Лаки на основе растворителей

   — алкидные, полиуретановые однокомпонентные (гостиные, прихожие)

3. Яхтные, полиуретановые двухкомпонентные

   с повышенной устойчивостью к истиранию (коридоры, лестницы, веранды)

Для деревянной отделки потолка, стен и мебели часто используют лаки:

• на водной основе
• маслянные
• спиртовые лаки
• акриловые
• алкидные, полиуретановые

Как видно из предложенного ассортимента некоторые виды лака — весьма универсальны. К примеру лаки на водной основе и маслянные — паропроницаемы и могут регулировать количество влаги внутри волокон древесины. Алкидные и полиуретановые — высокоэластичны и устойчивы к истиранию и механическим царапинам.

Обзор химических средств защиты древесины

Консерванты для древесины — это те продукты, которые контролируют проблемы разложения древесины из-за грибковой гнили или разложения, образования пятен, плесени или насекомых, разрушающих древесину. Как процесс обработки, так и использование обработанных продуктов могут представлять опасность для здоровья человека и окружающей среды. Обработанная древесина чаще всего используется на открытом воздухе.

Обычно свежепиленные бревна или пиломатериалы обрабатываются, а затем из них производятся такие продукты, как:

• Приправленные строительные материалы.
• Столбы, столбы и перила для заборов.
• Конструкционные элементы.
• Строения и жилища.
• Транспортные средства (кузова и опорные конструкции).
• Контейнеры для сельскохозяйственных культур.
• Мебель для газонов и террасы.
• Игровое оборудование.
• Пиломатериалы для сада / ландшафта.
• Бревенчатые дома.

На этой странице

Переоценка старых консервантов для древесины

Три мощных консерванта для древесины (хромированный мышьяк, креозот и пентахлорфенол) в настоящее время проходят регистрационный обзор, процесс, который EPA проводит для всех зарегистрированных пестицидов каждые 15 лет для обеспечения того, чтобы продукты могли выполнять свои функции по назначению, не создавая необоснованных рисков для здоровья человека и окружающей среды.

В 2008 году EPA определило, что хромированные мышьяки, креозот и пентахлорфенол могут оставаться в употреблении до тех пор, пока будут реализованы определенные меры по смягчению последствий, указанные в Документах о разрешении на перерегистрацию (RED). Эти меры включали инженерные средства контроля, такие как вентиляция и автоматические двери для запирания и отпирания лечебных цилиндров.

В 2019 году EPA завершило предварительную оценку рисков для хромированных мышьяков, креозота и пентахлорфенола в рамках проверки регистрации.В каждом случае EPA обнаружило, что, хотя меры, требуемые RED, снижали воздействие на рабочих, эти продукты по-прежнему представляли опасность для здоровья рабочих, которые их применяли. Креозот и хромированные мышьяки также представляют опасность для окружающей среды.

В 2021 году EPA выпустило предлагаемые временные решения по хроматированным мышьякам, креозоту и пентахлорфенолу для устранения рисков для здоровья человека и окружающей среды, связанных с использованием этих химикатов. EPA определило, что риски пентахлорфенола перевешивают его преимущества, и предложило отменить его.В отношении креозота и хромированных мышьяков EPA предложило дополнительные меры по смягчению воздействия для защиты здоровья рабочих на предприятиях по обработке древесины.

Затем EPA примет промежуточные решения, завершающие меры, предложенные в предлагаемом промежуточном решении. Просмотрите графики проверки регистрации EPA.

Хромированные мышьяки

Консерванты для древесины, содержащие хромированные мышьяки, включают консерванты, содержащие хром, медь и мышьяк. С 1940-х годов древесину обрабатывают хромированными мышьяками под давлением, чтобы защитить древесину от гниения из-за нападения насекомых и микробов, а также морских беспозвоночных, сверлящих древесину.С 1970-х до начала 2000-х годов большая часть древесины, используемой в жилых помещениях на открытом воздухе, представляла собой хромированную древесину, обработанную мышьяком.

С 31 декабря 2003 г. производители хромированного мышьяка добровольно отказались от практически всех видов использования ХАК в жилых помещениях, а изделия из дерева, обработанные ХАК, больше не используются в большинстве жилых помещений, включая настилы и детские игровые наборы. EPA классифицирует хромированные мышьяки как продукты ограниченного использования, предназначенные только для сертифицированных специалистов по внесению пестицидов.Его можно использовать для производства коммерческих деревянных опор, столбов, вибраций, черепицы, опорных балок постоянного фундамента, свай и других изделий из дерева, допускаемых утвержденной маркировкой. Узнайте больше о CCA.

Креозот

Креозот используется с 1948 года в качестве сильнодействующего консерванта для древесины. Креозот получают путем высокотемпературной перегонки каменноугольной смолы. Пестицидные продукты, содержащие креозот в качестве активного ингредиента, используются для защиты древесины от термитов, грибов, клещей и других вредителей, которые могут ухудшить или угрожать целостности изделий из древесины.

В настоящее время креозот используется только в коммерческих целях; у него нет зарегистрированного использования в жилых помещениях. Креозот — это пестицид ограниченного использования, который можно использовать на открытом воздухе, например, в железнодорожных шпалах и опорах. Запрещается нанесение креозота внутри помещений, а также нанесение на древесину, предназначенную для использования в интерьере или для использования в контакте с пищевыми продуктами, кормами или питьевой водой. Подробнее о креозоте.

Пентахлорфенол

Пентахлорфенол (ПХФ) был зарегистрирован в качестве пестицида 1 декабря 1950 года.ПХФ был одним из наиболее широко используемых биоцидов в Соединенных Штатах до 1987 года, когда использование пентахлорфенола в качестве гербицида, дефолианта, мосицида и дезинфицирующего средства было снято с этикеток продуктов.

В настоящее время нет зарегистрированных жилых помещений. ПХФ — это пестицид ограниченного использования, который используется в коммерческих целях, в основном для обработки опор. Допускаются только прессовая и термическая обработка PCP. Узнайте больше о PCP.

Альтернативные консерванты для древесины

Пропиконазол

Пропиконазол — триазольный фунгицид, впервые зарегистрированный в 1981 году.Пропиконазол был одобрен Агентством по охране окружающей среды для защиты древесины, используемой в столярных изделиях, черепице и тряске, сайдинге, фанере, конструкционных пиломатериалах, а также древесине и композитах, которые используются только в наземных целях. Сам по себе пропиконазол не защищает древесину от повреждений насекомыми.

Пропиконазол был одобрен для нанесения на поверхность или обработки давлением сайдинга, фанеры, столярных изделий, черепицы и тряпок, а также наземных строительных пиломатериалов и пиломатериалов.

Триадимефон

Триадимефон — триазольный фунгицид, который впервые был зарегистрирован в качестве консерванта древесины в 2009 году.Триадимефон был одобрен Агентством по охране окружающей среды для консервации изделий из композитных материалов на основе древесины и изделий из дерева, предназначенных для работы над землей и в контакте с землей, таких как деревянные настилы, садовая мебель, столярные изделия, ограждения, опоры, фундаментные сваи и заборы.

Кислотный хромат меди (ACC)

ACC — это консервант для древесины, зарегистрированный только для промышленного и коммерческого использования. Состав будет переоценен в рамках рассмотрения дела о регистрации хромированных мышьяков.

Изотиазолиноны

В качестве консервантов древесины можно использовать три химиката из класса, называемого изотиазолинонами.

Наиболее распространенным из них является DCOIT (3 (2H) -изотиазолон, 4,5-дихлор-2-октил), который был впервые зарегистрирован в 1996 году в качестве консерванта древесины для использования при обработке давлением, для защиты от образования пятен и в столярные изделия. В 2018 году он был также одобрен для использования в опорах электроснабжения. Дополнительная информация доступна в досье EPA-HQ-OPP-2014-0403.

ОИТ (2-н-октил-4-изотиазолин-3-он), еще один изотиазолон, используется в качестве консерванта древесины заболони. Информация о OIT доступна в досье EPA-HQ-OPP-2014-0160.

Наконец, смесь изотиазолонов MIT (2-метил-4-изотиазолин-3-он) и CMIT (5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-он) используется при обработке древесины под давлением. Дополнительная информация доступна в досье EPA-HQ-OPP-2013-0605.

Новые консерванты для древесины для бытового использования

Совсем недавно EPA зарегистрировало несколько новых активных ингредиентов консервантов для древесины. Эти консерванты для древесины имеют более низкие профили токсичности по сравнению с более старыми консервантами для древесины. В соответствии с требованиями раздела 3 (g) FIFRA, эти новые консерванты для древесины будут повторно оценены в рамках процесса проверки регистрации EPA.

Следующие химические консерванты для древесины зарегистрированы для обработки пиломатериалов, которые будут использоваться на рынке пиломатериалов и пиломатериалов для жилищного строительства:

• Щелочная четвертичная медь (ACQ).
• Бораты.
• Азол меди.
• Нафтенат меди.
• Медь-HDO (бис- (N-циклогексилдиазениумдиокси-медь)).
• Полимерный бетаин.

Из этих химикатов ACQ в настоящее время является наиболее широко используемым консервантом для древесины в жилых помещениях.

ACQ

ACQ (щелочная четвертичная медь) — это консервант для древесины на водной основе, предотвращающий гниение от грибков и насекомых (т. Е. Фунгицид и инсектицид). Он также имеет относительно низкие риски из-за его компонентов оксида меди и соединений четвертичного аммония.

Консерванты на водной основе, такие как ACQ, оставляют сухую окрашиваемую поверхность. ACQ зарегистрирован для использования на: пиломатериалах, дереве, ландшафтных связях, столбах для ограждений, столбах зданий и инженерных сетей, наземных, пресноводных и морских сваях, морских стенах, настиле, деревянной черепице и других деревянных конструкциях.

Бораты

Тетрагидрат октабората динатрия (DOT) специально разработан для использования в качестве консерванта древесины на водной основе и зарегистрирован Агентством по охране окружающей среды, а также правительственными учреждениями в Азии, Северной Америке и Европе. Типичные области применения включают: мебель и внутренние конструкции, такие как обрамление, обшивка, подоконники, планки обрешетки, фермы и балки.

Азол меди

Азол меди представляет собой консервант древесины на водной основе, предотвращающий грибковое разложение и нападение насекомых; это фунгицид и инсектицид.Он широко используется в США и Канаде.

Консерванты на водной основе, такие как азол меди, придают древесине чистую окрашиваемую поверхность после высыхания. Азол меди зарегистрирован для обработки столярных изделий, черепицы, сайдинга, фанеры, конструкционных пиломатериалов, столбов для ограждений, столбов зданий и коммунальных служб, земляных и пресноводных свай, композитов и других изделий из древесины, которые используются в надземных, контактных и наземных работах. в пресной воде, а также для настилов, разбрызгиваемых соленой водой (морских).

Нафтенат меди

Нафтенат меди был впервые зарегистрирован в 1951 г. и используется для чистки, погружения, распыления и обработки древесины под давлением, которая будет использоваться при контакте с землей, при контакте с водой и над землей, например, в опорах, доках, столбах и т. Д. опоры, заборы и ландшафтный брус. Нафтенат меди эффективно защищает древесину от повреждений насекомыми.

Медь-HDO (бис- (Nциклогексилдиазениумдиоксимедь))

Медь-HDO была впервые зарегистрирована в 2005 году и используется для обработки древесины под давлением, которая будет использоваться в качестве настилов, направляющих, шпинделей, каркасов, подоконников, беседок и т. Д. ограждения и столбы.Его запрещено использовать в водных зонах, при строительстве ульев или в любом другом применении, связанном с упаковкой пищевых продуктов или кормов.

Полимерный бетаин

Полимерный бетаин был впервые зарегистрирован в качестве активного ингредиента в США в 2006 году. Это боратный эфир, который при нанесении на древесину распадается на DDAC (хлорид дидецилдиметиламмония) и борную кислоту. Полимерный бетаин наносится на лесные товары путем обработки давлением.

Дополнительная информация

Многие документы об этих пестицидах, такие как рабочие планы проверки регистрации или RED, доступны в базе данных химического поиска.

Натуральные соединения для защиты древесины от грибков — Обзор

Abstract

Древесина — это возобновляемый, универсальный материал, имеющий множество применений и самый большой на Земле запас секвестрированного углерода. Однако он подвержен разложению, в основном вызываемым древесными грибами. Поскольку некоторые традиционные консерванты для древесины были запрещены из-за их пагубного воздействия на человека и окружающую среду, продление срока службы изделий из древесины с использованием натуральных консервантов нового поколения является императивом с точки зрения здоровья человека и защиты окружающей среды.Некоторые природные соединения растительного и животного происхождения были протестированы на их фунгицидные свойства, включая эфирные масла, дубильные вещества, экстрактивные вещества древесины, алкалоиды, прополис или хитозан; и был продемонстрирован их огромный потенциал в защите древесины. Хотя они не лишены ограничений, потенциальные методы преодоления их недостатков и повышения их биологической активности уже существуют, такие как совместная пропитка различными полимерами, сшивающими агентами, хелаторами металлов или антиоксидантами. Однако наличие расхождений между лабораторными тестами и результатами полевых испытаний, а также проблемы, связанные с законодательством, возникающие из-за отсутствия стандартов, определяющих качество и эффективность натуральных защитных составов, создают острую необходимость в дальнейших тщательных исследованиях и мероприятиях.Сотрудничество с другими отраслями промышленности, заинтересованными в использовании природных активных соединений, снизит связанные с этим затраты, таким образом, будет способствовать успешному внедрению альтернативных противогрибковых агентов.

Ключевые слова: натуральные консерванты для древесины, противогрибковые свойства, эфирные масла, дубильные вещества, прополис, растительное масло, растительные экстракты

1. Введение

Древесина является широко используемым натуральным, возобновляемым и универсальным материалом с отличными характеристиками. человеком с незапамятных времен.Это также самый большой резервуар секвестрированного углерода в земной среде. Однако его химический состав и структура делают его склонным к биоразложению, а грибы являются основными разрушителями древесины [1,2].

Традиционно, что касается характера разложения, различают три группы древесно-гниющих грибов, а именно: бурая гниль, белая гниль и мягкая гниль (). Все они разрушают структурные полимеры ячеистой стенки дерева, что приводит к потере прочности древесины. Дерево также может подвергнуться воздействию плесени и синей морилки ().Хотя они не вызывают значительных структурных повреждений, они отрицательно сказываются на эстетической ценности древесины, поскольку их активность приводит к изменению цвета древесины [1,2].

Таблица 1

Основные типы грибов, которые могут колонизировать и разрушать древесину [1,2,3,4,5].

Древесина становится восприимчивой к поражению грибами в определенных условиях окружающей среды, т.е.е. влажность более 20%, доступность кислорода и температура от 15 до 45 ° C. Грибковая порча поражает в основном наружные деревянные конструкции, снижая механические и эстетические свойства древесины и значительно ограничивая срок ее службы [5,6]. Для предотвращения этого был применен широкий спектр эффективных синтетических консервантов для древесины, включая агенты на основе меди (например, хромированный арсенат меди), триазолы (азаконазол, пропиконазол, тебуконазол), пентахлорфенол или фунгициды на основе бора [7,8,9] .Однако из-за проблем, связанных с окружающей средой и здоровьем, многие из них были запрещены к использованию, что привело к необходимости разработки альтернативных средств защиты древесины и методов, основанных на нетоксичных натуральных продуктах [9,10,11].

В настоящее время экологически безопасная защита древесины является объектом обширных исследований, охватывающих несколько различных подходов. Поскольку рост разрушающих древесину грибов зависит от наличия воды, одним из методов является регулирование влажности с использованием природных гидрофобизаторов, таких как смолы и воски растительного или животного происхождения или растительные масла [12,13,14,15].Другой способ продления срока службы древесины — использование природных соединений с биоцидными свойствами и их фиксация внутри структуры древесины [11,12,16]. Более инновационный метод включает использование агентов биологической борьбы, то есть таких микроорганизмов, как другие грибы и бактерии, которые действуют как антагонисты древесных грибов [12,17].

Целью обзора является представление информации о текущих исследованиях природных соединений с доказанной биоцидной активностью, которые могут быть потенциально полезны для защиты древесины от грибков.Он разделен на две основные части в зависимости от происхождения описываемых соединений (растение или животное), а затем на подразделы, касающиеся конкретного источника или типа вещества. В обзор включены как результаты исследований in vitro противогрибковой активности отдельных природных экстрактов или их отдельных компонентов в отношении древесных грибов, так и данные, полученные в результате микологических тестов с использованием древесины различных пород, обработанных натуральными защитными составами. Обсуждаются эффективность, преимущества и недостатки, а также проблемы, связанные с использованием натуральных продуктов для защиты древесины, показаны потенциальные перспективы их коммерческого применения.

2. Противогрибковые вещества растительного происхождения

Растения являются богатым источником различных химических соединений, включая алкалоиды, флавоны и флавоноиды, фенольные соединения, терпены, дубильные вещества или хиноны. Вырабатываемые в виде вторичных метаболитов, они могут составлять до 30% сухой массы растений, играя важную роль в их защите от патогенных микробов, травоядных животных и различных видов абиотического стресса. Из-за их специфических свойств, возникающих в результате присутствия определенных фитохимических веществ, многие растения с тех пор используются людьми в качестве лекарств или пищевых добавок.В настоящее время знание химической структуры и функций отдельных компонентов растений позволяет разрабатывать эффективные методы их извлечения из тканей растений и использовать их в коммерческих целях, например, в качестве ингредиентов фармацевтических препаратов, косметики, функциональных пищевых продуктов или красителей. Также существует большой интерес к их применению в качестве биопестицидов, инсектицидов и фунгицидов для защиты сельскохозяйственных культур и биоразлагаемых материалов [18,19,20,21].

Противогрибковые свойства различных растительных экстрактов делают их интересными еще и как потенциальный источник природных веществ, которые могут использоваться в качестве альтернативных консервантов древесины против гниения.Высокая доступность растительного материала в целом и перспективная возможность использования промышленных отходов от переработки различных сельскохозяйственных культур могут повысить экономическую жизнеспособность всего процесса их получения, что позволит потенциально широко применять консерванты для растений в деревообрабатывающей промышленности.

2.1. Эфирные масла

Эфирные масла — это натуральные смеси летучих вторичных метаболитов различных растений, которые могут быть получены из растительного сырья путем дистилляции, механического прессования или экстракции с использованием различных растворителей.Они содержат множество химических соединений, которые отвечают за характерный аромат определенных растений, из которых они получены. Основными ингредиентами являются терпены, включая спирты, альдегиды, углеводороды, простые эфиры и кетоны, с доказанной биологической активностью, такие как антиоксидант, антибактериальное и противогрибковое действие. Поэтому растения, содержащие эфирные масла, веками использовались в народной медицине и добавлялись в пищу как ароматизаторы и консерванты [22,23,24].

В настоящее время эфирные масла нашли применение в парфюмерии, ароматерапии, производстве продуктов питания и косметики.Их состав был тщательно изучен вместе с их потенциальной терапевтической активностью, включая противовоспалительное, противомикробное, противовирусное, противораковое, противодиабетическое или антиоксидантное [23,24,25]. Наблюдаемый растущий интерес к биологически чистым, нетоксичным натуральным веществам с антимикробными свойствами делает эфирные масла потенциально полезными в качестве консервантов для широкого спектра продуктов [26,27,28]. Из-за доказанных противогрибковых свойств против плесени и древесных грибов, были также предприняты некоторые попытки применить эфирные масла из обычных растений, трав и специй в качестве защитных средств для древесины [29,30,31,32,33,34,35] .

Эфирные масла в защите древесины

Было проведено несколько тестов in vitro против различных видов грибов с использованием различных эфирных масел, чтобы найти наиболее эффективные. Voda et al. [29] сообщили о высокой противогрибковой эффективности масел аниса, базилика, тмина, орегано и тимьяна против грибка бурой гнили Coniophora puteana и гриба белой гнили Trametes versicolor с использованием метода разбавления агара. Они показали, что наиболее эффективными соединениями в подавлении роста обоих грибов были тимол, карвакрол, транс-анетол, метилхавикол и куминальдегид.Их дальнейшие исследования подтвердили существование взаимосвязи между молекулярной структурой кислородсодержащих соединений ароматических эфирных масел и их противогрибковой активностью против дереворазрушающих грибов [36]. Тесты in vitro, проведенные Читтенденом и Сингхом [37], продемонстрировали противогрибковую эффективность 0,5% -ных концентраций масел корицы и герани против грибов бурой гнили Oligoporus placenta , C. puteana и Antrodia xantha , сапстаиновых грибов Ophiostum , Ophiostoma piceae , Sphaeropsis sapinea и Leptographium procerum и плесневый гриб Trichoderma harzianum .Они также продемонстрировали противогрибковые свойства масел аниса, орегано и лемы (смесь 50% новозеландской мануки и 50% австралийского чайного дерева) против некоторых из упомянутых выше грибов. Zhang et al. [35] сообщили об противогрибковой эффективности чистых монотерпенов, таких как β-цитронеллол, карвакрол, цитраль, эвгенол, гераниол и тимол, против грибов древесной белой гнили Trametes hirsuta , Schizophyllum commune и Pycnoporus sanguineus. Xie et al. [34] подтвердили противогрибковые свойства Origanum vulgare , Cymbopogon citratus , Thymus vulgaris , Pelargonium graveolens , Cinnamomum zeylanicum и эфирных масел грибов Eugenia T.hirsuta и Laetiporus sulphurous , указывая на карвакрол, цитрон, цитронеллол, коричный альдегид, эвгенол и тимол как на наиболее активные соединения. Было показано, что некоторые из распространенных соединений натуральных эфирных масел, а именно коричный альдегид, α-метил-коричный альдегид, (E) -2-метилкоричная кислота, эвгенол и изоэвгенол, эффективно подавляют рост грибка белой гнили Lenzites betulina и коричневый -гнильный гриб L. sulphurous [38]. В свою очередь, результаты, полученные Reinprecht et al.[39] показывают, что среди пяти различных эфирных масел (базилика, корицы, гвоздики, орегано и тимьяна) самая высокая противогрибковая активность против грибка бурой гнили Serpula lacrymans и грибка белой гнили T. versicolor была показана для базилика. масло (содержащее преимущественно линалоол), а наименьшее — для гвоздичного масла (содержащего в основном эвгенол).

Указанные выше результаты были подтверждены на образцах древесины, обработанных отобранными эфирными маслами. Pánek et al. [33] исследовали противогрибковую эффективность и стабильность древесины бука, обработанной 10% -ными растворами десяти различных эфирных масел (березы, гвоздики, лаванды, орегано, сладкого флага, чабера, шалфея, чайного дерева, тимьяна и смеси эвкалипта, лаванды и т. масла лимона, шалфея и тимьяна) против грибка бурой гнили C.puteana и гриб белой гнили T. versicolor . Они обнаружили, что после сложной процедуры ускоренного старения наиболее эффективными против C. puteana оказались масла гвоздики, орегано, сладкого флага и тимьяна, которые содержат фенольные соединения, такие как карвакол, эвгенол, тимол и триметиловый эфир цис-изоазарола (химическая структура избранные соединения эфирных масел представлены в). Потери массы древесины березы составили 0,9%, 0,66%, 0,57% и 0,87% соответственно. Масла гвоздики, сладкого флага и тимьяна также были наиболее эффективными против плесени ( Aspergillus niger и Penicillium brevicompactum ) при тестировании с фильтровальной бумагой.Эти масла могут быть потенциально полезны для защиты древесины в интерьере. Интересно, что ни одно из протестированных масел не было эффективным против T. versicolor , что может быть результатом специфического ферментативного аппарата грибов белой гнили, способного разлагать как лигнин, так и другие фенольные соединения. Эффективность масла тимьяна против C. puteana и A. niger была также подтверждена Jones et al. [40]. Кроме того, они показали противогрибковую активность масел базилика, тысячелистника и календулы против C.puteana и P. placenta соответственно; однако два последних масла были эффективны только при использовании в чистом виде. Chittenden и Singh [37] сообщили о высокой устойчивости древесины сосны лучистой, обработанной 3% эвгенолом, с потерей массы <1% при воздействии C. puteana , O. placenta и A. xantha . Однако они обнаружили, что эвгенол легко выщелачивается из древесины, что предполагает его непригодность для защиты древесины, используемой на открытом воздухе.Kartal et al. [32] обрабатывали древесину суги составом, содержащим масло кассии, с получением высокой устойчивости древесины против коричневой гнили Tyromyces palustris (потеря массы 0,7%) и белой гнили грибов C. versicolor (потеря массы 3,6%).

Химическая структура и примерные растительные источники выбранных противогрибковых соединений эфирных масел.

Ян и Клаузен изучили свойства семи эфирных масел, включая аджован, укроп, герани (египетскую), лимонную траву, розмарин, чайное дерево и масло тимьяна, по подавлению плесени.Они обнаружили, что пары масла укропных сорняков и обработка окунанием образцов южной желтой сосны тимьяном или геранью эффективно защищали древесину от роста A. niger , Trichoderma viride и Penicillium chysogenum в течение как минимум 20 недель [ 41]. Результаты Bahmani et al. [31] подтвердили, что масла лаванды, лемонграсса и тимьяна, применяемые для пропитки древесины Fagus orientalis и Pinus tadea , могут обеспечить эффективную защиту от A.niger , Penicillium commune , C. puteana , T. versicolor и Chaetomium globosum . Салем и др. Продемонстрировали антиплесневую активность масел Pinus rigida и Eucalyptus camaldulensis , нанесенных на поверхность древесины Fagus sylvatica , P. rigida и P. sylvestris . [42] и аналогичные свойства гвоздичного масла, нанесенного на местную индийскую древесину, сообщили Hussain et al. [30].

Было доказано, что большое разнообразие эфирных масел, полученных из определенных местных растений со всего мира, обладает защитными свойствами против плесени и гниения древесины.Например, эфирное масло из листьев тайваньского коричного дерева Cinnamomum osmophloeum Kaneh., Содержащее коричный альдегид в качестве наиболее распространенного противогрибкового компонента, оказалось эффективным против различных грибов белой и коричневой гнили, включая Coriolus versicolor. и Laetiporus sulphureus [43]. Противогрибковые свойства коричного альдегида также подтвердили Kartal et al. [32] при применении для обработки древесины суги, эффективно повышая устойчивость древесины против коричневой гнили T.palustris (потеря массы 0,6%) и грибы белой гнили C. versicolor (потеря массы 3,8%). Хорошие результаты были также получены Читтенденом и Сингхом [37] для древесины сосны лучистой, обработанной 3% раствором коричного альдегида, где потеря массы составила <1% против C. puteana и A. xantha и около 3% против О. плацента .

Масла листьев и плодов другого тайваньского дерева, Juniperus formosana Hayata, были протестированы in vitro Su et al.[44] за их противогрибковые свойства в отношении семи плесневых грибов ( Aspergillus clavatus , A. niger , Ch. Globosum , Cladosporium cladosporioides , Myrothecium virrucaria , T. , два гриба белой гнили ( T. versicolor , Phanerochaete chrysosporium ) и два гриба бурой гнили ( Phaeolus schweinitzii , Lenzites sulphureum ). Они сообщили о превосходной противогрибковой эффективности листового масла с α-кадинолом и элемолом в качестве наиболее активных соединений.Высокая противогрибковая активность против плесени и древесных грибов была также показана для тайваньского масла листьев Eucalyptus citriodora из-за присутствия цитронеллаля и цитронеллола в качестве основных активных компонентов [45].

Cheng et al. [46] сообщили о высокой противогрибковой активности эфирного масла, полученного из листьев флорина Calocedrus formosana . C. formosana — эндемичный вид деревьев из Тайваня, отличающийся естественной устойчивостью к гниению. Самая сильная противогрибковая активность против L.betulina , Pycnoporus coccineus , T. versicolor и L. sulphurous были показаны для двух масляных соединений: α-кадинола и Т-мууролола.

Mohareb et al. [47] изучали противогрибковую активность эфирных масел восемнадцати различных египетских растений против дереворазрушающих грибов Hexagonia apiaria и Ganoderma lucidum . Наилучшая устойчивость была получена для заболони сосны обыкновенной, обработанной маслами Artemisia monosperma , Citrus limon , Cupressus sempervirens , Pelargonium graveolens , Schinus molle и Thuja occidentalis .В свою очередь, эффективность масла нима, содержащего азадирахтин в качестве основного противогрибкового соединения, против грибов S. commune , Fusarium oxysporum , Fusarium proliferatum , C. puteana и Alternaria alternate et al. al. [48]. Аналогичные результаты были получены Hussain et al. [30], которые показали устойчивость местной индийской древесины, обработанной маслом нима, к различным формам.

Здесь стоит упомянуть некоторые новые подходы, направленные на усиление противогрибковой активности эфирных масел как консервантов древесины.Один из них — использование комплексов эфирных масел с метил-β-циклодекстрином. Cai et al. [49] обрабатывали древесину южной сосны комплексами эвгенола, транс-коричного альдегида, тимола и карвакрола с метил-β-циклодекстрином и подвергали ее воздействию грибов бурой гнили Gloeophyllum trabeum и P. placenta . Результаты показали улучшенную стойкость к гниению древесины, обработанной определенными комплексами, даже после выщелачивания, по сравнению с контрольными образцами или образцами древесины, пропитанными эфирными маслами индивидуально.Таким образом, кажется, что использование определенных комплексов, содержащих природные соединения, такие как эфирные масла, имеет большой потенциал для увеличения срока службы изделий из дерева.

2.2. Танины

Танины — это природные соединения, вырабатываемые большинством высших растений для защиты от патогенных бактерий, грибов и насекомых. Их можно найти практически во всех частях растения, от корней, древесины и коры до листьев и семян [50,51].

Разные по цвету танины представляют собой вяжущие, очень разнообразные полифенольные биомолекулы, разделенные на два класса: гидролизуемые танины (такие как галлотаннины и эллагитаннины) и конденсированные полифлавоноидные танины.Гидролизуемые дубильные вещества можно найти только в двудольных. Среди конденсированных танинов наиболее распространены процианидины в форме катехина и эпикатехина, затем танин продельфинидина в форме галлокатехина и эпигаллокатехина и танин пропеларгонидина в форме афзелехина и эпиафзелехина. Хвойные деревья считаются наиболее богатым источником танинов [19,50,52].

Специфическая химическая структура и результирующая реакционная способность позволяют танинам необратимо связываться с металлами и другими молекулами, включая белки, создавая прочные комплексы [19,50,52].Эти свойства делают их полезными для множества приложений. Например, они традиционно используются в производстве кожи и применяются в качестве добавок к пиву, вину и фруктовым сокам в качестве антиоксидантов и ароматизаторов [50,51,53,54,55,56]. Их можно использовать для очистки сточных вод, производства изоляционных и огнестойких пен, гидропонных пен для садоводства, термореактивных пластмасс, смол и гибких пластиковых пленок [50,57,58,59]. Они могут служить в качестве клея и отделки поверхностей для древесины и изделий из древесины, цементных суперпластификаторов, антикоррозионных покрытий для металлов, высокотемпературных покрытий для поверхностей металлов и тефлона, упаковочных материалов, добавок для буровых растворов, и это лишь некоторые из них [50 , 60,61,62,63].

Уже опубликованные результаты исследований потенциального фармацевтического и медицинского применения дубильных веществ указывают на их положительное влияние на функциональность кишечника, а также на противораковую, противовоспалительную, противоаллергическую или противовирусную активность [43,50,51, 56,64,65,66,67,68,69]. Специфические свойства дубильных веществ, которые делают возможным их необратимое связывание с белками, также делают их полезным оружием против микроорганизмов. Несколько исследований подтвердили их антибактериальную активность; существует также лекарство на основе танинов для лечения кишечных инфекций [50,69,70,71,72,73].Аналогичным образом сообщалось об эффективной активности дубильных веществ против различных видов патогенных грибов, то есть дерматофитов, плесени и дрожжей [74,75,76,77]. Отсюда идея попробовать дубильные вещества в качестве противогрибковых консервантов для древесины. Поскольку большинство разрушающих древесину грибов используют внеклеточные ферменты для разложения компонентов древесины, присутствие дубильных веществ приводит к их неактивным комплексам с грибковыми ферментами, таким образом защищая древесину от биоразложения [78,79].

2.2.1. Танины в защите древесины

Противогрибковые свойства восьми различных фракций танинов, экстрагированных из коры и шишек ели европейской и шишек сосны обыкновенной, против восьми различных грибов бурой гнили, трех грибов белой гнили и четырех видов грибов мягкой гнили на солодовой агаризованной среде на Чашки Петри были изучены Anttila et al.[76]. Танины конуса были более эффективными в подавлении роста грибов, чем дубильные вещества коры. Однако экстракты танинов показали лучший ингибирующий эффект против коричневой гнили, чем виды белой или мягкой гнили, они рассматривались как потенциальные вещества для защиты древесины. Подобные эксперименты были выполнены Озгенчем и др. [80] с использованием приморской ( Pinus pinaster L.), железа ( Casuarina equisetifolia L.), мимозы ( Acacia mollissima L.), сосны калабрийской ( Pinus brutia Ten.) и экстракты коры деревьев пихты ( Abies nordmanniana ) против T. versicolor и C. puteana . Экстракты коры приморской сосны и пихты показали лучшую устойчивость против T. versicolor , тогда как экстракты коры железа и мимозы были более эффективны против C. puteana . В результате исследования был сделан вывод о том, что наиболее важным фактором противогрибковой активности является концентрация экстракта. К сожалению, в этом исследовании не было указано, какие соединения экстрактов являются наиболее эффективными ингибиторами роста грибов.

Было проведено несколько исследований для оценки устойчивости различных древесных пород, обработанных дубильными веществами, к плесени и дереворазрушающим грибам.

Обилие дубильных веществ, водные экстракты листьев сицилийского сумаха и дуба валония и кора турецкой сосны были использованы Sen et al. [81] для обработки древесины сосны обыкновенной и бука. Затем образцы бука подвергали воздействию грибка белой гнили T. versicolor, , а образцы сосны обыкновенной — грибку коричневой гнили G. trabeum .Наиболее устойчивыми оказались образцы, обработанные экстрактами дуба валония. Однако противогрибковая эффективность применяемой обработки значительно снизилась после выщелачивания, что свидетельствует о плохой фиксации дубильных веществ в структуре древесины.

Tascioglu et al. [82] изучали противогрибковые свойства богатых танинами экстрактов коры мимозы ( Acacia mollissima ), квебрахо ( Schinopsis lorentzii ) и сосны ( Pinus brutia ), применяемых для пропитки древесины сосны обыкновенной, бука и тополя.Результаты микологических тестов против двух грибов белой гнили ( T. versicolor и Pleurotus ostreatus ) и двух грибов бурой гнили ( Fomitopsis palustris и G. trabeum ) выявили высокую противогрибковую эффективность экстрактов мимозы и квебрахо. особенно при нанесении на древесину сосны обыкновенной. Экстракты сосновой коры (даже в концентрации 12%) оказались малоэффективными. Результаты показали, что экстракты мимозы и квебрахо можно использовать в качестве экологически чистых консервантов для древесины, используемой в помещении.Ямагучи и Окуда [83] сообщили о повышении активности танина мимозы против T. palustris и C. versicolor после его химической модификации и удаления низкомолекулярных соединений диализом. Экстракты танина из Acacia mearnsii были описаны Da Silveira et al. [84] в качестве эффективного консерванта древесины против грибка белой гнили P. sanguineus. В свою очередь, Mansour и Salem [85] показали полное подавление роста T. harzianum (плесень) с помощью экстрактов коры Maclura pomifera , Callistemon viminalis и Dalbergia sissoo .

Танины валония, каштана, тара и сульфатного дуба использовали Томак и Гонултас [86] для пропитки древесины сосны обыкновенной. Оценивали их противогрибковую эффективность против коричневой гнили C. puteana и P. placenta и грибов белой гнили T. versicolor и P. ostreatus . Результаты показали, что дубильные вещества эффективно подавляли атаку коричневых грибов, но не были эффективны против белой гнили. Лучшая противогрибковая активность наблюдалась у дубильных веществ валония и каштана, предположительно из-за более высокого содержания эллагитаннинов.Однако выщелачивание значительно снизило эффективность применяемой обработки танином. Эллагитаннины были также указаны Харт и Хиллис [79] как соединения, ответственные за устойчивость сердцевины белого дуба к Poria monticola .

2.2.2. Танины в сочетании с другими веществами

Также были предприняты некоторые попытки применить дубильные вещества в сочетании с другими соединениями с доказанной противогрибковой активностью, такими как ионы бора или меди, для повышения их характеристик и усиления их фиксации в структуре древесины.

Ямагути и Окуда [83] использовали танин-медь-аммиачные комплексы мимозы для пропитки древесины Cryptomeria Japonica D. Don. В результате проведенной обработки повысилась устойчивость к вымыванию и грибковому распаду. Повышенная противогрибковая эффективность конденсированных танинсодержащих экстрактов коры сосны лоблоловой ( Pinus taeda ) в комплексе с ионами меди (II), нанесенных на образцы березы, против C. versicolor по сравнению с самими экстрактами коры была подтверждена Лаксом [78,87 ].Аналогичный эффект был получен Ramirez et al. [88] для Cocos nucifera танинно-медных комплексных растворов, нанесенных на образцы ольхи, а также для Bernardis и Popoff [89], которые сообщили о высокой устойчивости образцов древесины Pinus elliottii , обработанных экстрактом танина «quebracho colorado» в комплексе с раствором соли CCA. против белой гнили P. sanguineus и гриба бурой гнили Gloeophyllum sepiarium .

Исследование Thevenon et al. [90] показали повышенную эффективность систем консервантов на основе конденсированных танинов мимозы, гексамина и борной кислоты против очень агрессивного тропического гриба белой гнили P.sanguineus по сравнению с экстрактами танинов, применяемыми отдельно. Результаты показали пониженную выщелачиваемость бора, когда он образует комплекс в сети дубильных веществ и гексамина. Дальнейшие исследования подобных комплексных составов показали их высокую эффективность против C. versicolor и C. puteana при нанесении на буковую фанеру и древесину сосны обыкновенной, соответственно [91,92]. Они также указали, что повышенная устойчивость бора к выщелачиванию является результатом его ковалентной фиксации в танин-гексаминовой сети [91].

В свою очередь, Salem et al. [93] сообщили о высокой эффективности против плесени композиции экстрактов коры сахарного клена ( Acer saccharum ) с лимонной кислотой при нанесении на древесину Leucaena leucocephala . В качестве основных компонентов биологической активности были указаны п-гидроксибензойная кислота, галловая кислота и салициловая кислота.

Многокомпонентные консерванты для древесины на основе танинов, описанные выше, кажутся многообещающей альтернативой искусственным фунгицидам для наружного применения.

2.3. Экстрактивные вещества для древесины

Некоторые породы древесины обладают высокой естественной устойчивостью к гниению из-за присутствия различных экстрагируемых химических соединений, вместе называемых экстрактивными веществами. Экстрактивные вещества — это разнообразные неструктурные компоненты древесины, производимые деревьями в качестве защитных агентов от воздействия окружающей среды, и в основном они находятся в сердцевине древесины. Как правило, их можно разделить на две разные группы: алифатические и алициклические соединения (т.е. терпеноиды и терпены) и фенольные соединения (т.е.е., флавоноиды и дубильные вещества). Их противогрибковая эффективность, в зависимости от типа активной молекулы, может быть основана на различных механизмах, включая прямое взаимодействие с грибковыми ферментами, нарушение клеточных стенок и структуры клеточных мембран, приводящее к утечке содержимого клеток или нарушению ионного гомеостаза, или антиоксидантному действию. активность [11,94,95].

Естественно прочная древесина — ценный материал на рынке и экологически чистая альтернатива древесине, обработанной традиционными химикатами.Потенциально промышленные отходы от обработки прочных пород древесины могут служить источником природных, коммерчески жизнеспособных биоцидов, которые можно использовать для обработки менее прочной древесины. Поэтому во всем мире проводились обширные исследования экстрактивных веществ из древесины [96,97,98].

Тик ( Tectona grandis L.f) — одна из известных высокопрочных пород древесины. Однако его устойчивость к грибковому разложению значительно различается между деревьями из разных географических зон, плантаций или разных возрастов.Некоторые результаты исследований противогрибковых свойств древесины лиственных пород тика предполагают, что они могут быть результатом синергетического эффекта различных экстрактивных соединений, например антрахинины и тектохиноны [99,100,101], в то время как другие данные указывают на роль одного конкретного соединения, а не общего количества экстрактивных веществ в определении устойчивости древесины к гниению [102,103]. Haupt et al. [102], изучавшие устойчивость тикового дерева из Панамы к гниению, идентифицировали тектохинон как биоактивное соединение, подавляющее рост C.puteana . Исследования Туласидаса и Бхата [103] показали высокую устойчивость сердцевины тика из Кералы (Индия) к коричневой гнили ( Polypomus palustris и G. trabeum ) и белой гнили ( P. sanguineus , T. hirsuta и T. versicolor ), определяя нафтохинон как наиболее важное действующее вещество. Anda et al. [100] показали высокую естественную устойчивость тикового дерева из Мексики к белой ( P. chrysosporium ) и коричневой гнили ( G.trabeum ), тогда как его устойчивость к грибку белой гнили T. versicolor была умеренной. Они определили тектохинон, дезоксилапахол, изолапахол и дегидротектол как предполагаемые компоненты, ответственные за долговечность древесины. Микологические тесты, проведенные Kokutse et al. [99] показали, что древесина тикового дерева из Того была очень устойчива к P. sanguineus и G. trabeum , в то время как потеря массы древесины составляла <20% после воздействия Antrodia sp.и C. versicolor . Brocco et al. [98] показали эффективность этанольных экстрактов из отходов, полученных при механической обработке сердцевины тикового дерева из Бразилии, в защите обработанной заболони тика и сосны от грибов белой и бурой гнили. Противогрибковой активности против мягкой гнили не наблюдалось.

Киркер и др. [97] изучили естественную устойчивость нескольких пород древесины, полученных от различных производителей пиломатериалов в Северной Америке, к отобранным грибам коричневой и белой гнили.Их результаты показали высокую стойкость хвойных пород, таких как красный кедр восточный, можжевельник западный, красный кедр западный и желтый кедр Аляски, а также листопадная акация, медовый мескит и катальпа. Древесина южной сосны и павловнии оказалась менее устойчивой к гниению. Экстракты древесины павловнии не оказывали или оказывали незначительное ингибирующее действие на T. palustris и G. trabeum , а экстракты медового мескита не были эффективны против I. lacteus . Füchtner et al.[104] показали, что устойчивость недолговечной сердцевины ели европейской к грибку бурой гнили R. placenta является результатом присутствия фунгитоксической гидрофобной смолы, тогда как в случае умеренно прочной сердцевины курильской лиственницы устойчивость обусловлена ​​большим количество различных антиоксидантных флавоноидов.

Sablík et al. [96] сообщили об эффективности экстрактов сердцевины черной акации ( Robinia pseudoacacia L.) для повышения устойчивости к гниению недолговечного бука европейского ( Fagus sylvatica L.)) древесина от 5 класса (непрочная, потеря массы около 44%) до 3 класса (умеренно прочная, потеря массы около 13%). В то время как экстрактивные вещества из сердцевины Dicorynia guianensis Amsh из Французской Гайаны были показаны Anouhe et al. [105], чтобы иметь противогрибковую активность против P. sanguineus и T. versicolor в основном за счет присутствия алкалоидных соединений.

Экстракты из ксилемы Cinnamomum camphora (Ness et Eberm.), Китайской лиственной породы, были протестированы Li et al.[106] против двух грибов древесной гнили: G. trabeum и Coriolus (Trametes) versicolor . Наилучшие результаты были получены для экстрактов хлороформа и метанола, где эффективная доза для 50% ингибирования роста составляла 7,8 мг / мл экстракта хлороформа против C. versicolor и 0,3 мг / мл экстракта метанола против G. trabeum . Наиболее распространенными компонентами обоих экстрактов с доказанной противогрибковой активностью были камфора и α-терпинеол. C. camphora в таком случае можно рассматривать как источник природных противогрибковых консервантов для защиты древесины.

Также изучалась антиплесневая активность экстрактов сердцевины древесины. Маоз и др. [107] показали, что, однако, экстракты древесины кедра Аляски, можжевельника западного, кедра ладана и кедра Порт-Орфорд могут уменьшить рост плесени ( Paecilomyces , Trichoderma , Penicillium , Aspergillus , Graphium и Graphium ). Sporothrix видов) на заболони пихты дугласовой, они не способны полностью защитить древесину от грибков. Таким образом, только многокомпонентные экстракты могут рассматриваться как потенциальные альтернативы традиционным системам защиты древесины.Эффективность древесных экстрактов против плесени также исследовали Мансур и Салем [85]. Они сообщили о полном подавлении роста T. harzianum древесными экстрактами Cupressus sempervirens L. и Morus alba L. -плесень биоцид. Результаты другого исследования Salem et al. [108] указали на хорошую устойчивость сосны обыкновенной ( P. sylvestris L.), сосны смоляной ( P.rigida Mill.) и европейского бука ( Fagus sylvatica L.), обработанные экстрактами сердцевины Pinus rigida против некоторых плесневых грибов ( Alternaria alternata , Fusarium subglutinans , Ch. globosum , A. globosum , niger и T. viride ). Однако примененный метанольный экстракт сердцевины древесины P. rigida не уменьшал полностью рост грибков. Его основные составляющие были идентифицированы как α-терпинеол, борнеол, терпин гидрат, D-фенхиловый спирт и лимоненгликоль.

Наиболее распространенными проблемами, связанными с экстрактами древесины, применяемыми для противогрибковой обработки древесины с низкой прочностью, являются их разнообразие и непостоянство в их биологической активности, а также проблемы с выщелачиванием древесины. Чтобы преодолеть последнее, их фиксация на поверхности древесины с помощью ферментно-опосредованной реакции была предложена в качестве зеленой альтернативы традиционно используемым химическим веществам [109].

2.4. Другие экстракты растений

Помимо эфирных масел, дубильных веществ и экстрактов древесины, существует несколько других веществ растительного происхождения, полученных из разных частей растения с использованием различных методов, с доказанными противогрибковыми свойствами, которые потенциально могут применяться для повышения устойчивости древесины к поражению грибами. .

Чай и кофе — одни из самых экономически ценных культур во всем мире. Их польза для здоровья была известна человеку на протяжении веков. Среди других биологически активных вторичных метаболитов, играющих важную роль в защите растений от патогенов, они содержат кофеин — алкалоид, который проявляет антиоксидантные, противомикробные, иммунологические, противораковые, а также противогрибковые свойства [110,111,112]. Экстракты чая и кофе были протестированы против древесных грибов, чтобы оценить их потенциальную эффективность в защите древесины.В целом, экстракты зеленого чая проявляли более сильное ингибирующее действие на отдельные грибы белой, коричневой и мягкой гнили, чем кофе, традиционный черный чай и коммерческие экстракты черного чая. Однако фильтрация удалила из экстрактов большую часть биологически активных соединений. Грибы белой гнили оказались наиболее чувствительными среди всех исследованных видов. Основной компонент экстрактов чая и кофе, кофеин, оказал сильное ингибирующее действие на большинство исследованных грибов [113]. Аналогичные результаты были получены при использовании экстрактов чая и кофеина против грибковых патогенов чайного растения, что подтверждает фунгицидную эффективность последних [114].Было показано, что механизм фунгистатической активности кофеина заключается в его повреждающем действии на клеточную стенку и клеточную мембрану грибов [112]. Другое исследование было сосредоточено на потенциальной противогрибковой эффективности кофейной шкурки, которая является отходом промышленного процесса обжарки кофе. Оказалось, что экстракты горячей воды кофейного серебра содержат хлорогеновую кислоту и производные кофеина, способные подавлять рост Rhodonia placenta , G. trabeum и T.разноцветный . Более того, их экотоксичность была значительно ниже по сравнению с коммерческими консервантами для древесины на основе меди, что делало их потенциальным сырьем для получения химикатов, полезных для консервирования древесины [115]. Растворы чистого кофеина, нанесенные на образцы сосны обыкновенной, эффективно снижали восприимчивость древесины к плесени ( A. niger , A. terreus , Ch. Globosum , Cladosporium herbarum , Paecilomyces variotii , Penicillium , Penicillium , .funiculosum , T. viride ), грибы бурой гнили C. puteana и P. placenta и гриб белой гнили T. versicolor . Несмотря на перспективность защиты древесины от грибков, кофеин оказался легко вымываемым из древесины, что является его основным недостатком, препятствующим его применению для древесины, используемой на открытом воздухе [116]. Поэтому было предпринято несколько попыток стабилизировать кофеин внутри структуры древесины с использованием кремнийорганических соединений [117] или смеси силанов и прополиса [118].

Низкие концентрации экстрактов ядовитого Nerium Oleander L. показали Goktas et al. [119] эффективен в защите образцов древесины турецкого бука восточного и сосны обыкновенной от грибов бурой и белой гнили P. placenta и T. versicolor соответственно. Об аналогичных свойствах сообщалось также у экстрактов другого ядовитого растения Gynadriris sisyrinchium (L.) Parl [120]. Кроме того, экстракты листьев лишайника ( Usnea filipendula ) и омелы ( Viscum album ), нанесенные на заболонь сосны обыкновенной, снижают восприимчивость древесины к поражению грибком C.puteana [121].

Компоненты пиролизного дистиллята были изучены Барберо-Лопесом [122] как потенциальный альтернативный ресурс для консервантов древесины. Дистилляты конопли, березы и ели в концентрации 1% подавляли рост C. puteana , R. placenta и G. trabeum . Пропионовая кислота была определена как наиболее эффективное противогрибковое соединение. В свою очередь, Sunarta et al. [123] сообщили о высокой противогрибковой эффективности биомасла, полученного в результате пиролиза скорлупы плодов пальмы, против грибка с синей окраской Ceratocystis spp.

Умеренные антиплесневые свойства 3% водных экстрактов Acacia saligna (Labill.) H. L. Wendl. о цветках сообщили Al-Huqail et al. [124] при нанесении на образцы древесины Melia azedarach , демонстрируя его потенциал для сохранения древесины. Среди основных активных соединений с доказанными противогрибковыми свойствами были бензойная кислота, кофеин, нарингенин и кверцетин. Экстракты плодов Withania somnifera значительно ограничивали рост мицелия A. alternata , Bipolaris oryzae , Colletotrichum capsici , C.lindemuthianum , Curvularia lunata , Fusarium culmorum , F. oxysporum , F. moniliforme , Macrophomina phaseolina , Rhizoctonia soltifungalina и Rhizoctonia soltifungalza , демонстрируя свой потенциал защиты растений и растений Rhizoctonia soltifungalza , а также дерево [125,126,127]. Противогрибковую активность этих экстрактов приписывали однократному или синергетическому эффекту нескольких соединений, включая алкалоиды, флавоноиды, гликозиды, сапонины или дубильные вещества.Bi et al. [128] в свою очередь изучали устойчивость древесины тополя к гниению, обработанной этанольным экстрактом порошка коньяка ( Amorphophallus konjac K. Koch). Экстракты были более эффективны против коричневой гнили G. trabeum , чем против белой гнили T. versicolor . Салициловая кислота, ванилин, 2,4,6-трихлорфенол и коричный альдегид были определены как наиболее активные соединения.

Сообщалось также, что экстракты некоторых листьев обладают противогрибковой активностью против древесных грибов.Они могут быть экономически жизнеспособным потенциальным источником биологически чистых консервантов для древесины благодаря тому факту, что их можно легко получить непосредственно из деревьев или в качестве побочного продукта во время лесозаготовки. Маоз и др. [107] показали эффективность экстрактов листьев кедра аляскинского, пихты Дугласовой, западного красного кедра и листьев пихты тихоокеанской в ​​защите обработанной заболони пихты Дугласа от поражения плесенью видов Trichoderma и Graphium . Коллективные экстракты этанола из корня, стебля и листьев Lantana camara , богатые алкалоидами, терпеноидами и фенолами, полностью подавляли рост белой гнили T.versicolor и бурая гниль Oligopous placentus [129]. Метанольные экстракты Magnolia grandiflora L., как показали Мансур и Салем [85], влияли на рост распространенного возбудителя древесной плесени Ta harzianum , в то время как экстракты листьев Robinia pseudoacacia эффективно подавляли рост разрушающих древесину грибов. T. versicolor [130].

3. Противогрибковые вещества животного происхождения

Некоторые соединения животного происхождения уже использовались для защиты древесины.Воски (пчелиный воск) применялись в основном для повышения водостойкости и защиты древесины от фотохимической деградации. Биополимеры, такие как желатин, зеин или другие белки, использовались в качестве компонентов защитных покрытий и клеев для древесины, повышая влагостойкость и стабильность размеров, а также предотвращая вымывание биоцидов из древесины [16,131,132,133,134,135]. Однако оказалось, что некоторые из них также обладают прямыми противогрибковыми свойствами и потенциально могут использоваться вместо традиционных фунгицидов.

3.1. Прополис

Прополис, также известный как пчелиный клей, представляет собой природное смолистое вещество, которое медоносные пчелы синтезируют из продуктов, собранных из почек деревьев и других растений, в смеси с их слюной, пчелиными ферментами, пчелиным воском и пыльцой. Восковая природа и хорошие механические свойства делают прополис идеальным изоляционным материалом, позволяющим поддерживать постоянную температуру и влажность внутри улья в течение всего года. Он используется для усиления структурной устойчивости и сглаживания внутренних стенок гнезда, а также для заделки небольших отверстий и трещин в улье или сотах.Прополис обеспечивает антибактериальную и противогрибковую защиту гнезда и служит для прикрытия трупов злоумышленников, которые попадают в улей и умирают внутри, и слишком велики для пчел, чтобы их можно было унести, избегая их гниения внутри. В целом, прополис используется для защиты ульев, поэтому его название происходит от греческого языка и происходит от слов «про», что означает «у входа в» или «в обороне», и «полис», что означает «город» [ 136 137 138 139 140 141].

При температуре выше 20 ° C прополис представляет собой мягкое, податливое и липкое вещество.При охлаждении становится твердым и ломким. Его цвет обычно темно-коричневый, но он также может иметь черный, красный, желтый, зеленый или белый оттенки, в зависимости от ботанического источника [137, 142, 143, 144]. Как правило, это сложная смесь, содержащая 50% смол и бальзамов, 30% воска, 10% эфирных и ароматических масел, 5% пыльцы и 5% примесей [138, 140, 144]. Химический состав прополиса значительно различается между конкретными ульями, видами пчел, регионами и сезонами в основном из-за разнообразия видов растений, произрастающих вокруг и являющихся источником выделений, собираемых пчелами [137,138,140,141].К настоящему времени идентифицировано более трех сотен химических компонентов, в основном включая полифенолы (флавоноиды, фенольные кислоты и их сложные эфиры), терпеноиды, стероиды, аминокислоты, ароматические соединения, летучие масла и пчелиный воск [140, 141, 144].

С давних времен прополис применяли в самых разных целях. Некоторые цивилизации использовали его в традиционной медицине, например, для лечения простуды или заживления ран. Древние греки применяли его в качестве антисептика при кожных и буккальных инфекциях, а египтяне использовали его для бальзамирования мертвых тел [137,138].Благодаря антимикробной, антиоксидантной, противовирусной, противовоспалительной, противоопухолевой и иммуномодулирующей активности, обеспечиваемой в основном фенольными соединениями, он до сих пор используется в народной и дополнительной медицине как почти универсальное лекарство [137, 140, 145, 146].

В последнее время состав и свойства прополиса были тщательно изучены во всем мире, подтвердив его полезность в различных терапевтических целях, а также в качестве ингредиента в суперпродуктах и ​​биокосметике. Хотя стандартизация его химического состава остается сложной задачей, наличие множества молекул со многими полезными свойствами неоспоримо [137, 138, 139, 140, 147, 148].Антибактериальные свойства были приписаны кофейной кислоте, дитерпеновой кислоте, феруловой кислоте, p -кумаровой кислоте, галангину, лигнанам, пиноцембрину и шприцевому альдегиду. Противовирусная активность была приписана кофейной кислоте и ее производным, кемпферолу, p, -кумаровой кислоте и кверцетину. Противогрибковая активность показана для (+) — агатадиола, бензойной кислоты, кофейной кислоты и ее эфира, феруловой кислоты, p -кумаровой кислоты, бензилового эфира, эпи-13-торулозола, галангина, изокупрессиновой кислоты, пинобанксина, пиноцембрина, сакуранетина. и птеростильбен [141, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155].

3.1.1. Прополис для защиты древесины

Хотя прополис использовался в течение тысячелетий для различных целей, его применение для обработки древесины малоизвестно. Единственное исключение — информация о скрипичных мастерах высшего класса, в том числе о Страдивари и мастерах из Кремоны в Италии. Они использовали изобретенный ими лак на основе прополиса для полировки своих инструментов с целью улучшения их акустических свойств или использовали его в смеси с другими ингредиентами в качестве красителя или финишного покрытия [149,156].В настоящее время прополис пробуют для отделки дерева индивидуально или в смеси с силанами. Результаты показывают, что, хотя его влияние на свойства древесины было посредственным, оно могло быть долгожданным дополнением к отделке древесины на основе натуральных ингредиентов [149,157,158]. Однако из-за доказанных противогрибковых свойств прополис также был задуман как потенциальный природный и экологически чистый консервант древесины против плесени и разрушающих древесину грибов [150, 159, 160, 161, 162].

3.1.2. Активность прополиса против плесени

Противогрибковая активность прополиса из Аргентины против нескольких фитопатогенных плесневых грибов, в том числе встречающихся в древесине, таких как A. niger , Trichoderma spp., Penicillium notatum или Fusarium sp. был оценен Quiroga et al. [150]. Они исследовали частично очищенный этанольный экстракт прополиса, а также два его флавоноидных компонента, выделенных с помощью ВЭЖХ — пиноцембрин и галангин. Их результаты ясно показывают, что как прополис, так и его изолированные компоненты были эффективны против тестируемых грибов и характеризовались низкой цитотоксичностью.Это означает, что прополис безопасен для окружающей среды и может применяться в качестве противогрибкового средства для защиты других натуральных продуктов, в том числе древесины, от плесени. Также была отмечена эффективность прополиса из США и Китая против P. notatum с такими основными компонентами, как пиноцембрин, пинобанксин-3- O -ацетат, галангин, хризин, пинобанксин и пинобанксин-метиловый эфир. подтверждено Xu et al. [163].

3.1.3. Активность прополиса против дереворазрушающих грибов

Экстракты прополиса со всего мира или их отдельные ингредиенты использовались для пропитки древесины различных пород с целью изучения их потенциала в защите древесины от дереворазрушающих грибов.

Woźniak et al. показали, что этанольные экстракты польского прополиса с концентрацией более 12% эффективно ограничивают гниение древесины сосны обыкновенной C. puteana [161]. Чем выше было содержание прополиса в растворе, тем лучше был достигнут противогрибковый эффект, достигая потери массы древесины 5,9%, 3,3%, 2,3% и 2,7% для концентрации прополиса 7,5%, 12%, 18,9% и 30%. соответственно. Более того, в польских экстрактах прополиса были выявлены высокие концентрации трех флавоноидов, известных своей противогрибковой активностью: пиноцембрина, галангина и хризина (около 47, 29 и 23 мг / г соответственно).

Древесина сосны обыкновенной и павловнии, обработанные 7% метанольным экстрактом турецкого прополиса, были более устойчивы к Neolentinus lepideus (коричневая гниль) и T. versicolor (белая гниль) по сравнению с необработанными образцами. Для сосны обыкновенной потеря массы составила 29,7% и 2,5% для необработанной и обработанной древесины, подвергшейся воздействию N. lepideus , и 28,4% и 4,2% для необработанной и обработанной древесины, подвергшейся воздействию T. versicolor , соответственно. Однако в случае древесины павловнии с низкой прочностью результаты были не такими хорошими, с потерей массы 39.2% для необработанной и 12,3% для обработанной древесины, подвергшейся воздействию T. versicolor , и 47,2% для необработанных и 11,6% для обработанных образцов, подвергшихся воздействию N. lepideus [159].

Budija et al. [158] продемонстрировали, что этанольный экстракт прополиса 29% из Восточной Словении эффективно защищает древесину ели европейской от грибов бурой гнили Antrodia vaillantii и G. trabeum и грибка белой гнили T. versicolor , в результате чего потеря массы древесины 5.3%, 7,2% и 4,6% соответственно. Кроме того, древесина тополя, обработанная раствором прополиса 40 мг / мл, была более устойчивой к T. versicolor , чем необработанная древесина (потеря массы около 11% против 20%, соответственно, после восьминедельного воздействия) [162]. Однако в этом случае наблюдалось постепенное уменьшение противогрибкового действия прополиса с течением времени при воздействии грибов. Это может быть результатом биоразлагаемости определенных ингредиентов прополиса или низкого удерживания раствора прополиса в древесине, что является широко распространенным недостатком природных биоцидов.

Этаноловый экстракт прополиса из Аргентины, а также его изолированные соединения пиноцембрин и галангин, как было доказано, эффективно ингибируют радиальный рост гифа грибов белой гнили P. sanguineus и S. commune и несколько менее эффективны против Ganoderma applanatum и Lenzites elegans , демонстрируя их потенциал в защите древесины от гниения [150].

Jones et al. [40] обрабатывали образцы различных пород древесины метанолом или водными содовыми растворами прополиса, которые можно приобрести в магазинах здоровья в Великобритании.Они подвергли их воздействию древесных грибов C. puteana и P. placenta . Их результаты доказали превосходную устойчивость обработанной древесины к C. puteana и несколько более низкую защиту от P. placenta. Однако защитный эффект был более выражен для сосны обыкновенной, ясеня и лиственницы, чем для древесины красного кедра западного или ели ситкинской. К сожалению, эксперименты также показали высокую чувствительность прополисовой обработки к выщелачиванию, поэтому ее нельзя применять на открытом воздухе без дополнительной фиксации в древесине.

3.1.4. Прополис в сочетании с полимерами

Обнаруженные недостатки экстрактов прополиса, применяемых в качестве консервантов для древесины, такие как выщелачиваемость древесины и постепенное снижение противогрибковой активности с течением времени [40,162], побудили исследователей искать стабилизаторы, которые повысили бы эффективность прополиса. При консервации древесины применение некоторых полимеров, таких как протеины или кремнийорганические соединения, оказалось эффективным для удержания фунгицидов в древесине [14]. Аналогичный подход был успешно применен для прополиса.Возняк и др. показали, что смесь экстракта прополиса с кремнийорганическими соединениями метилтриметоксисиланом и винилтриметоксисиланом была более эффективной в защите древесины сосны обыкновенной против C. puteana , чем экстракт прополиса, использованный отдельно. Вместо этого Ратайчак и др. доказали, что древесина сосны обыкновенной, обработанная составом на основе прополиса, кофеина, метилтриметоксисилана и октилтриэтоксисилана, устойчива к C. puteana даже после процедуры ускоренного старения, включающей выщелачивание [118].

Представленные здесь результаты показывают потенциал прополиса в защите древесины от грибков. Однако из-за проблем, таких как высокая изменчивость состава прополиса и проблемы с его устойчивостью при нанесении на древесину, его раннее внедрение на рынок в качестве готового к использованию продукта кажется невозможным без улучшения его характеристик. Тогда необходимы дальнейшие исследования,

3.2. Хитин и хитозан

Хитин — это природный белый твердый неэластичный мукополисахарид, состоящий из 2-ацетамидо-2-дезокси-β-d-глюкоз, связанных β (1 → 4) связями.Распространенный в природе, он является основным компонентом экзоскелетов членистоногих, включая морских ракообразных, таких как креветки и крабы, клеточные стенки грибов, колючки диатомовых водорослей или чешую рыб. Он структурно сравним с целлюлозой, с такой же низкой растворимостью и низкой химической реакционной способностью [164,165,166]. Хитозан представляет собой N -деацетилированное производное хитина. Его производство экономически целесообразно, поскольку его основным источником является панцирь ракообразных, полученный как отходы пищевой промышленности. Возобновляемые, биоразлагаемые, биосовместимые и нетоксичные хитин и хитозан в последнее время привлекли особое внимание как потенциальный природный полисахаридный ресурс, полезный для производства многих продуктов с добавленной стоимостью.Благодаря своим противораковым, антиоксидантным, антикоагулянтным и противомикробным свойствам они используются для производства носителей лекарств, искусственной кожи и костей, перевязочных материалов, контактных линз, твердотельных батарей. Они также используются в качестве хелатирующих агентов для очистки сточных вод и в качестве добавок для пищевых продуктов, косметики и производства бумаги [164,165,166,167,168,169].

Хитозан обладает фунгицидной и фунгистатической активностью [164,170,171]. Однако его большое разнообразие с точки зрения химической структуры затрудняет точное определение его антимикробных свойств.Наиболее важными факторами, играющими роль в биоцидном действии, являются молекулярная масса, степень деацетилирования и полимеризации хитозана, а также тип микроорганизма [168, 170, 172]. Было доказано, что хитозан взаимодействует с клеточной стенкой грибов и изменяет ее структуру, и уже были обнаружены два типа механизмов, лежащих в основе антимикробной активности хитозана [14,173,174]. Один из них включает проницаемость плазматических мембран бактерий или грибов за счет электростатических взаимодействий между аминогруппами в цепи хитозана и молекулами на поверхности клетки, что приводит к утечке внутриклеточного материала и гибели клетки [171, 172, 174, 175, 176, 177].Второй относится к изменениям в экспрессии генов за счет взаимодействий между хитозаном и нуклеиновыми кислотами [171, 178, 179, 180].

Противогрибковые свойства хитина и хитозана успешно используются не только в пищевой и косметической промышленности, но также имеют высокий потенциал в сельском хозяйстве, поскольку они полезны для защиты растений от грибковых патогенов и продления срока годности фруктов [166, 181, 182, 183, 184]. ]. Отсюда возникла идея применить это вещество для защиты другого природного материала — дерева — от плесени и гниения.

Хитозан для защиты древесины

Было предпринято множество попыток оценить эффективность хитозана в защите древесины от грибков. Эксперименты, проведенные на чашках с агаром, показали, что скорость роста грибов снижалась с увеличением концентрации хитозана и молекулярной массы, при этом не наблюдалось явной разницы между плесневыми грибами, грибами белой и коричневой гнили [185, 186, 187, 188, 189]. Как правило, 1% раствор хитозана полностью подавлял рост грибков [188,190].

Применение хитозана в деревянных брусках выявило его потенциал как противогрибкового агента.Кобаяши и др. показали, что древесина Суги, обработанная хитозаном (поглощение 11,6 кг · м ^-3 ), была более устойчивой к грибам коричневой гнили T. palustris и белой гнили T. versicolor (потеря массы 15,9% и 4,9% соответственно. ), чем необработанная древесина (потеря массы 34,8% и 19,7%) [191]. Также древесина Fagus crenata , Pinus densiflora и Cryptomeria japonica , обработанная хитозаном, оказалась более устойчивой к почвенным микроорганизмам и грибкам гниения ( C.versicolor , T. palustris , S. lacrymans ) по сравнению с необработанной древесиной [192].

Schmidt et al. сообщили о повышенной устойчивости древесины сосны обыкновенной, обработанной раствором хитозана с поглощением 5,6–6,8 кг × м ^–3 , к коричневой гнили C. puteana и G. trabeum со средней потерей массы 1,6–3,2% и 3,7–6,0% по сравнению с 18,2% и 35,6% для необработанного контроля соответственно [193]. Eikenes et al. получили аналогичные результаты для мини-блоков из сосны обыкновенной, обработанных 4.8% ( w / v ) раствор высокомолекулярного хитозана, подвергнутый воздействию C. puteana и P. placenta . Сообщенная потеря массы составила 1,6% и 0,1% для обработанной древесины по сравнению с 60% и 35% для необработанных образцов, соответственно [188]. Однако некоторое вымывание хитозана наблюдалось после ускоренного выщелачивания обработанных образцов в воде. Он был тем более выраженным, чем ниже была молекулярная масса хитозана. Тем не менее, 5% раствор хитозана оказался эффективным против грибков гниения, несмотря на выщелачивание [188].Альфредсен и др. и Gorgij et al. подтвердили более высокую эффективность хитозана с высокой молекулярной массой против плесени и синевы по сравнению с хитозаном с низким молекулярным весом [190,194].

В свою очередь, Larnøy et al. сообщили о противогрибковой эффективности 5% раствора низкомолекулярного хитозана, используемого для лечения сосны обыкновенной и бука [195]. Средняя потеря массы обработанной сосны обыкновенной, подвергшейся воздействию C. puteana и P. placenta , составила 4,9% и 1,6% по сравнению с 37,7% и 42,7% для необработанных образцов, соответственно.Потеря массы обработанной древесины бука, подвергшейся воздействию T. versicolor , составила 2,8% по сравнению с 30,2% для необработанной древесины после восьми недель испытания на ускоренное разложение.

Результаты применения хитозана на исторических образцах древесины, проведенные El-Gamal et al. продемонстрировали эффективность обработки против плесени и подтвердили, что ее можно рекомендовать для защиты археологических деревянных предметов [196].

Хитозан может образовывать мембрану внутри структуры древесины, которая не только действует как барьер против влаги и воздуха, но также может удерживать другие частицы и предотвращать их вымывание из древесины [195,197].Поэтому была предпринята попытка применять его в сочетании с металлами с противогрибковыми свойствами или фунгицидами. Он успешно использовался с консервантами на основе меди, цинка, серебра, хромированного арсената меди или тебуконазолом, обеспечивая эффективную защиту древесины от плесени и гниения [191,198,199,200].

4. Выводы

Как можно видеть, природные соединения обладают огромным потенциалом в защите древесины, поскольку они обладают широким спектром антимикробной активности. Они являются возобновляемыми, легкодоступными или экономически выгодными из отходов, нетоксичны или обладают гораздо меньшей экологической токсичностью, чем традиционные химические биоциды, и экологически безопасны.Однако у них также есть некоторые ограничения, в том числе высокая неоднородность в зависимости от источника, из которого они получены (например, прополис, эфирные масла, экстрактивные вещества древесины), отсутствие надлежащего удерживания внутри пропитанной древесной ткани, легкая выщелачиваемость, избирательная или неравномерная активность против отдельные виды грибов, высокая подверженность биоразложению. Некоторые из этих проблемных вопросов кажутся решаемыми путем комбинирования органических биоцидов с:

• —

  различными биологическими соединениями, способными разрушать мембраны ямок, тем самым увеличивая их проницаемость в древесные ткани;

• —

  различные природные полимеры и сшивающие агенты для фиксации природных соединений внутри структуры древесины и предотвращения их выщелачивания;

• —

  другие вещества, такие как антиоксиданты, агенты биологической борьбы или хелаторы для повышения их антимикробной активности и стойкости.

Вывод на рынок природных биоцидов дополнительно затруднен из-за некоторых несоответствий между лабораторными испытаниями и отчетными полевыми показателями, а также из-за проблем, связанных с законодательством, из-за необходимости соблюдения требований различных директив (касающихся строительных материалов и применения биоцидов). ) и отсутствие стандартов, определяющих качество, состав, характеристики и применение конкретных защитных составов на натуральной основе. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования в этой области.

Поскольку решение всех проблем, с которыми сталкивается разработка природных консервантов, специально ориентированных на защиту древесины и изделий из древесины, может оказаться слишком дорогостоящим, чтобы быть прибыльным, объединение усилий с другими отраслями промышленности, заинтересованными в использовании конкретные природные активные соединения (например, для защиты растений, борьбы с вредителями, пищевых продуктов и фармацевтики) могут оказаться хорошим решением.

В настоящее время, когда продление срока службы изделий из дерева представляет большой интерес и важность, разработка натуральных консервантов нового поколения с минимальным воздействием в конце срока службы обработанной древесины является императивом с точки зрения здоровья человека и защиты окружающей среды.Несмотря на то, что представленный обзор не исчерпывает тему, поскольку существуют сотни научных данных, касающихся противогрибковой активности природных веществ, он дает исчерпывающее представление о текущем состоянии исследований в этой области и показывает перспективы развития экологически безопасных альтернативных древесных материалов. защита на основе натуральных составов.

Природные составы для защиты древесины

Древесина — это возобновляемый, универсальный материал, имеющий множество применений и самый большой на Земле запас секвестрированного углерода.Однако он подвержен разложению, в основном вызываемым древесными грибами. Поскольку некоторые традиционные консерванты для древесины были запрещены из-за их пагубного воздействия на человека и окружающую среду, продление срока службы изделий из древесины с использованием натуральных консервантов нового поколения является императивом с точки зрения здоровья человека и защиты окружающей среды. Некоторые природные соединения растительного происхождения были протестированы на их фунгицидные свойства, включая эфирные масла, дубильные вещества, экстрактивные вещества древесины, алкалоиды, прополис или хитозан; и был продемонстрирован их огромный потенциал в защите древесины.Хотя они не лишены ограничений, потенциальные методы преодоления их недостатков и повышения их биологической активности уже существуют, такие как совместная пропитка различными полимерами, сшивающими агентами, хелаторами металлов или антиоксидантами. Однако наличие расхождений между лабораторными тестами и результатами полевых испытаний, а также проблемы, связанные с законодательством, возникающие из-за отсутствия стандартов, определяющих качество и эффективность натуральных защитных составов, создают острую необходимость в дальнейших тщательных исследованиях и мероприятиях.Сотрудничество с другими отраслями промышленности, заинтересованными в использовании природных активных соединений, снизит связанные с этим затраты, таким образом, будет способствовать успешному внедрению альтернативных противогрибковых агентов.

1. Введение

Дерево — это натуральный, возобновляемый и универсальный материал с отличными эксплуатационными характеристиками, который широко используется людьми с незапамятных времен. Это также самый большой резервуар секвестрированного углерода в земной среде.Однако его химический состав и структура делают его склонным к биоразложению, а грибы являются основными разрушителями древесины [1,2].

Традиционно, что касается характера разложения, различают три группы древесно-гниющих грибов, а именно: коричневую гниль, белую гниль и мягкую гниль (Таблица 1). Все они разрушают структурные полимеры ячеистой стенки дерева, что приводит к потере прочности древесины. Древесина также подвержена воздействию плесени и синей морилки (Таблица 1). Хотя они не вызывают значительных структурных повреждений, они отрицательно сказываются на эстетической ценности древесины, поскольку их активность приводит к изменению цвета древесины [1,2].

Таблица 1. Основные виды грибов, которые могут колонизировать и разрушать древесину [1–5].

Древесина становится восприимчивой к поражению грибами при определенных условиях окружающей среды, т.е.е. влажность более 20%, доступность кислорода и температура от 15 до 45 ° C. Грибковая порча поражает в основном наружные деревянные конструкции, снижая механические и эстетические свойства древесины и значительно ограничивая срок ее службы [5,6]. Для предотвращения этого был применен широкий спектр эффективных синтетических консервантов для древесины, включая агенты на основе меди (например, хромированный арсенат меди), триазолы (азаконазол, пропиконазол, тебуконазол), пентахлорфенол или фунгициды на основе бора [7–9].Однако из-за проблем, связанных с окружающей средой и здоровьем, многие из них были запрещены к использованию, что привело к необходимости разработки альтернативных средств защиты древесины и методов, основанных на нетоксичных натуральных продуктах [9–11].

В настоящее время экологически безопасная защита древесины является объектом обширных исследований, охватывающих несколько различных подходов. Поскольку рост разрушающих древесину грибов зависит от наличия воды, одним из методов является регулирование влажности с использованием природных гидрофобизаторов, таких как смолы и воски растительного или животного происхождения или растительные масла [12–15].Другой способ продления срока службы древесины — использование природных соединений с биоцидными свойствами и их фиксация внутри структуры древесины [11,12,16]. Более инновационный метод включает использование агентов биологической борьбы, то есть микроорганизмов, таких как другие грибы и бактерии, которые действуют как антагонисты древесных грибов [12,17].

2. Противогрибковые вещества растительного происхождения

Растения являются богатым источником различных химических соединений, включая алкалоиды, флавоны и флавоноиды, фенольные соединения, терпены, дубильные вещества или хиноны.Вырабатываемые в виде вторичных метаболитов, они могут составлять до 30% сухой массы растений, играя важную роль в их защите от патогенных микробов, травоядных животных и различных видов абиотического стресса. Из-за их специфических свойств, возникающих в результате присутствия определенных фитохимических веществ, многие растения с тех пор используются людьми в качестве лекарств или пищевых добавок. В настоящее время знание химической структуры и функций отдельных компонентов растений позволяет разрабатывать эффективные методы их извлечения из тканей растений и использовать их в коммерческих целях, т.е.е. в качестве ингредиентов фармацевтических препаратов, косметики, функционального питания или красителей. Также существует большой интерес к их применению в качестве биопестицидов, инсектицидов и фунгицидов для защиты сельскохозяйственных культур и биоразлагаемых материалов [18–21].

Противогрибковые свойства различных растительных экстрактов делают их интересными еще и как потенциальный источник природных веществ, которые могут использоваться в качестве альтернативных консервантов древесины против гниения. Высокая доступность растительного материала в целом и перспективная возможность использования промышленных отходов от переработки различных сельскохозяйственных культур могут повысить экономическую жизнеспособность всего процесса их получения, что позволит потенциально широко применять консерванты для растений в деревообрабатывающей промышленности.

2.1. Эфирные масла

Эфирные масла — это натуральные смеси летучих вторичных метаболитов различных растений, которые могут быть получены из растительного сырья путем дистилляции, механического прессования или экстракции с использованием различных растворителей. Они содержат множество химических соединений, которые отвечают за характерный аромат определенных растений, из которых они получены. Основными ингредиентами являются терпены, включая спирты, альдегиды, углеводороды, простые эфиры и кетоны, с доказанной биологической активностью, такие как антиоксидант, антибактериальное и противогрибковое действие.Поэтому растения, содержащие эфирные масла, веками использовались в народной медицине и добавлялись в пищу как ароматизаторы и консерванты [22–24].

В настоящее время эфирные масла нашли применение в парфюмерии, ароматерапии, производстве продуктов питания и косметики. Их состав был тщательно изучен вместе с их потенциальной терапевтической активностью, включая противовоспалительную, противомикробную, противовирусную, противораковую, антидиабетическую или антиоксидантную [23-25]. Наблюдаемый растущий интерес к биологически чистым, нетоксичным натуральным веществам с антимикробными свойствами делает эфирные масла потенциально полезными в качестве консервантов для широкого спектра продуктов [26–28].Благодаря доказанным противогрибковым свойствам против плесени и разлагающих древесину грибов, были также предприняты некоторые попытки использовать эфирные масла обычных растений, трав и специй в качестве защитных средств для древесины [29–35].

Эфирные масла в защите древесины

Было проведено несколько тестов in vitro против различных видов грибов с использованием различных эфирных масел, чтобы найти наиболее эффективные. Voda et al. [29] сообщили о высокой противогрибковой эффективности масел аниса, базилика, тмина, орегано и тимьяна против грибка бурой гнили Coniophora puteana и гриба белой гнили Trametes versicolor с использованием метода разбавления агара.Они показали, что наиболее эффективными соединениями в подавлении роста обоих грибов были тимол, карвакрол, транс-анетол, метилхавикол и куминальдегид. Их дальнейшие исследования подтвердили существование взаимосвязи между молекулярной структурой кислородсодержащих соединений ароматических эфирных масел и их противогрибковой активностью против дереворазрушающих грибов [36]. Тесты in vitro, проведенные Читтенденом и Сингхом [37], продемонстрировали противогрибковую эффективность 0,5% масел корицы и герани против грибов бурой гнили Oligoporus placenta , C.puteana и Antrodia xantha , сапстоиновые грибы Ophiostoma floccosum Mathiesen, Ophiostoma piceae , Sphaeropsis sapinea и Leptographum 9025mazurium procerum . Они также продемонстрировали противогрибковые свойства масел аниса, орегано и лемы (смесь 50% новозеландской мануки и 50% австралийского чайного дерева) против некоторых из упомянутых выше грибов. Zhang et al. [35] сообщили об противогрибковой эффективности чистых монотерпенов, таких как β-цитронеллол, карвакрол, цитраль, эвгенол, гераниол и тимол, против грибов древесной белой гнили Trametes hirsuta , Schizophyllum commune и Pycnoporus sanguineus.Xie et al. [34] подтвердили противогрибковые свойства Origanum vulgare , Cymbopogon citratus , Thymus vulgaris , Pelargonium graveolens , Cinnamomum zeylanicum и эфирных масел гриба Eugenia a257 и T. Laetiporus sulphurous указывает на наиболее активные соединения карвакрол, цитрон, цитронеллол, коричный альдегид, эвгенол и тимол. Было показано, что некоторые из распространенных соединений натуральных эфирных масел, а именно коричный альдегид, α-метил-коричный альдегид, (E) -2-метилкоричная кислота, эвгенол и изоэвгенол, эффективно подавляют рост грибка белой гнили Lenzites betulina и коричневый -гнильный гриб L.сернистый [38]. В свою очередь, результаты, полученные Reinprecht et al. [39] показывают, что среди пяти различных эфирных масел (базилика, корицы, гвоздики, орегано и тимьяна) самая высокая противогрибковая активность против грибка бурой гнили Serpula lacrymans и грибка белой гнили T. versicolor была показана для базилика. масло (содержащее преимущественно линалоол), а наименьшее — для гвоздичного масла (содержащего в основном эвгенол).

Указанные выше результаты были подтверждены на образцах древесины, обработанных отобранными эфирными маслами.Pánek et al. [33] исследовали противогрибковую эффективность и стабильность древесины бука, обработанной 10% -ными растворами десяти различных эфирных масел (березы, гвоздики, лаванды, орегано, сладкого флага, чабера, шалфея, чайного дерева, тимьяна и смеси эвкалипта, лаванды и т. масла лимона, шалфея и тимьяна) против грибка бурой гнили C. puteana и гриба белой гнили T. versicolor . Они обнаружили, что после сложной процедуры ускоренного старения наиболее эффективными против C. puteana оказались масла гвоздики, орегано, сладкого флага и тимьяна, содержащие фенольные соединения, такие как карвакол, эвгенол, тимол и триметиловый эфир цис-изоазарола (химическая структура избранные соединения эфирных масел представлены на рисунке 1).Потери массы древесины березы составили 0,9%, 0,66%, 0,57% и 0,87% соответственно. Масла гвоздики, сладкого флага и тимьяна также были наиболее эффективными против плесени ( Aspergillus niger и Penicillium brevicompactum ) при тестировании с фильтровальной бумагой. Эти масла могут быть потенциально полезны для защиты древесины в интерьере. Интересно, что ни одно из протестированных масел не было эффективным против T. versicolor , что может быть результатом специфического ферментативного аппарата грибов белой гнили, способного разлагать как лигнин, так и другие фенольные соединения.Эффективность масла тимьяна против C. puteana и A. niger была также подтверждена Jones et al. [40]. Кроме того, они показали противогрибковую активность масел базилика, тысячелистника и календулы против C. puteana и P. placenta соответственно; однако два последних масла были эффективны только при использовании в чистом виде. Chittenden и Singh [37] сообщили о высокой устойчивости древесины сосны лучистой, обработанной 3% эвгенола, с потерей массы <1% при воздействии ° C.puteana , O. placenta и A. xantha . Однако они обнаружили, что эвгенол легко выщелачивается из древесины, что предполагает его непригодность для защиты древесины, используемой на открытом воздухе. Kartal et al. [32] обрабатывали древесину суги составом, содержащим масло кассии, с получением высокой устойчивости древесины против коричневой гнили Tyromyces palustris (потеря массы 0,7%) и белой гнили грибов C. versicolor (потеря массы 3,6%).

Ян и Клаузен изучили свойства семи эфирных масел, включая аджован, укроп, герани (египетскую), лимонную траву, розмарин, чайное дерево и масло тимьяна, по подавлению плесени.Они обнаружили, что пары масла укропных сорняков и обработка окунанием образцов южной желтой сосны тимьяном или геранью эффективно защищали древесину от роста A. niger , Trichoderma viride и Penicillium chysogenum в течение как минимум 20 недель [ 41]. Результаты Bahmani et al. [31] подтвердили, что масла лаванды, лемонграсса и тимьяна, применяемые для пропитки древесины Fagus orientalis и Pinus tadea , могут обеспечить эффективную защиту от A.niger , Penicillium commune , C. puteana , T. versicolor и Chaetomium globosum . Салем и др. Продемонстрировали антиплесневую активность масел Pinus rigida и Eucalyptus camaldulensis , нанесенных на поверхность древесины Fagus sylvatica , P. rigida и P. sylvestris . [42] и аналогичные свойства гвоздичного масла, нанесенного на местную индийскую древесину, сообщили Hussain et al. [30].

Было доказано, что большое разнообразие эфирных масел, полученных из определенных местных растений со всего мира, обладает защитными свойствами против плесени и гниения древесины.Например, эфирное масло из листьев тайваньского коричного дерева Cinnamomum osmophloeum Kaneh., Содержащее коричный альдегид в качестве наиболее распространенного противогрибкового компонента, оказалось эффективным против различных грибов белой и коричневой гнили, включая Coriolus versicolor. и Laetiporus sulphureus [43]. Противогрибковые свойства коричного альдегида также подтвердили Kartal et al. [32] при применении для обработки древесины суги, эффективно повышая устойчивость древесины против коричневой гнили T.palustris (потеря массы 0,6%) и грибы белой гнили C. versicolor (потеря массы 3,8%). Хорошие результаты были также получены Читтенденом и Сингхом [37] для древесины сосны лучистой, обработанной 3% раствором коричного альдегида, где потеря массы составила <1% против C. puteana и A. xantha и около 3% против О. плацента .

Масло листьев и плодов другого тайваньского дерева, Juniperus formosana Hayata, было протестировано in vitro Su et al.[44] за их противогрибковые свойства в отношении семи плесневых грибов ( Aspergillus clavatus , A. niger , Ch. Globosum , Cladosporium cladosporioides , Myrothecium virrucaria , T. , два гриба белой гнили ( T. versicolor , Phanerochaete chrysosporium ) и два гриба бурой гнили ( Phaeolus schweinitzii , Lenzites sulphureum ). Они сообщили о превосходной противогрибковой эффективности листового масла с α-кадинолом и элемолом в качестве наиболее активных соединений.Высокая противогрибковая активность против плесени и древесных грибов была также показана для тайваньского масла листьев Eucalyptus citriodora из-за присутствия цитронеллаля и цитронеллола в качестве основных активных компонентов [45].

Cheng et al. [46] сообщили о высокой противогрибковой активности эфирного масла, полученного из листьев флорина Calocedrus formosana . C. formosana — эндемичный вид деревьев из Тайваня, отличающийся естественной устойчивостью к гниению. Самая сильная противогрибковая активность против L.betulina , Pycnoporus coccineus , T. versicolor и L. sulphurous были показаны для двух масляных соединений: α-кадинола и Т-мууролола.

Mohareb et al. [47] изучали противогрибковую активность эфирных масел восемнадцати различных египетских растений против дереворазрушающих грибов Hexagonia apiaria и Ganoderma lucidum . Наилучшая устойчивость была получена для заболони сосны обыкновенной, обработанной маслами Artemisia monosperma , Citrus limon , Cupressus sempervirens , Pelargonium graveolens , Schinus molle и Thuja occidentalis .В свою очередь, эффективность масла нима, содержащего азадирахтин в качестве основного противогрибкового соединения, против грибов S. commune , Fusarium oxysporum , Fusarium proliferatum , C. puteana и Alternaria alternate et al. al. [48]. Аналогичные результаты были получены Hussain et al. [30], которые показали устойчивость местной индийской древесины, обработанной маслом нима, к различным формам.

Здесь стоит упомянуть некоторые новые подходы, направленные на усиление противогрибковой активности эфирных масел в качестве консервантов древесины.Один из них — использование комплексов эфирных масел с метил-β-циклодекстрином. Cai et al. [49] обрабатывали древесину южной сосны комплексами эвгенола, транс-коричного альдегида, тимола и карвакрола с метил-β-циклодекстрином и подвергали ее воздействию грибов бурой гнили Gloeophyllum trabeum и P. placenta . Результаты показали улучшенную стойкость к гниению древесины, обработанной определенными комплексами, даже после выщелачивания, по сравнению с контрольными образцами или образцами древесины, пропитанными эфирными маслами индивидуально.Таким образом, кажется, что использование определенных комплексов, содержащих природные соединения, такие как эфирные масла, имеет большой потенциал для увеличения срока службы изделий из дерева.

Рисунок 1. Химическая структура и примерные растительные источники выбранных противогрибковых соединений эфирных масел.

2.2. Танины

Дубильные вещества — это природные соединения, вырабатываемые большинством высших растений для защиты от патогенных бактерий, грибов и насекомых. Их можно найти практически во всех частях растения, от корней, древесины и коры до листьев и семян [50,51].

Разные по цвету танины представляют собой вяжущие, очень разнообразные полифенольные биомолекулы, разделенные на два класса: гидролизуемые танины (такие как галлотаннины и эллагитаннины) и конденсированные полифлавоноидные танины. Гидролизуемые дубильные вещества можно найти только в двудольных. Среди конденсированных танинов наиболее распространены процианидины в форме катехина и эпикатехина, затем танин продельфинидина в форме галлокатехина и эпигаллокатехина и танин пропеларгонидина в форме афзелехина и эпиафзелехина.Хвойные деревья считаются наиболее богатым источником танинов [19,50,52].

Специфическая химическая структура и результирующая реакционная способность позволяют танинам необратимо связываться с металлами и другими молекулами, включая белки, создавая прочные комплексы [19,50,52]. Эти свойства делают их полезными для множества приложений. Например, они традиционно используются в производстве кожи и применяются в качестве добавок к пиву, вину и фруктовым сокам в качестве антиоксидантов и ароматизаторов [50,51,53–56].Их можно использовать для очистки сточных вод, производства изоляционных и огнестойких пен, гидропонных пен для садоводства, термореактивных пластмасс, смол и гибких пластиковых пленок [50,57–59]. Они могут служить в качестве клея и отделки поверхностей для древесины и изделий из древесины, цементных суперпластификаторов, антикоррозионных покрытий для металла, высокотемпературной отделки поверхностей металлов и тефлона, упаковочных материалов, добавок для буровых растворов, и это лишь некоторые из них [50 , 60–63].

Уже опубликованные результаты исследований потенциального фармацевтического и медицинского применения дубильных веществ указывают на их положительное влияние на функциональность кишечника, а также на противораковую, противовоспалительную, противоаллергическую или противовирусную активность [43,50,51,56 , 64–69].Специфические свойства дубильных веществ, которые делают возможным их необратимое связывание с белками, также делают их полезным оружием против микроорганизмов. Несколько исследований подтвердили их антибактериальную активность; существует также лекарство на основе танинов для лечения кишечных инфекций [50,69–73]. Аналогичным образом сообщалось об эффективной активности дубильных веществ против различных видов патогенных грибов, то есть дерматофитов, плесени и дрожжей [74–77]. Отсюда идея попробовать дубильные вещества в качестве противогрибковых консервантов для древесины.Поскольку большинство разрушающих древесину грибов используют внеклеточные ферменты для разложения компонентов древесины, присутствие дубильных веществ приводит к их неактивным комплексам с грибковыми ферментами, таким образом защищая древесину от биоразложения [78,79].

2.2.1. Танины в защите древесины

Противогрибковые свойства восьми различных фракций танинов, экстрагированных из коры и шишек ели европейской и шишек сосны обыкновенной, против восьми различных грибов бурой гнили, трех грибов белой гнили и четырех видов грибов мягкой гнили на солодовой агаризованной среде на чашках Петри были изучены Anttila et al.[76]. Танины конуса были более эффективными в подавлении роста грибов, чем дубильные вещества коры. Однако экстракты танинов показали лучший ингибирующий эффект против коричневой гнили, чем виды белой или мягкой гнили, они рассматривались как потенциальные вещества для защиты древесины. Подобные эксперименты были выполнены Озгенчем и др. [80] с использованием приморской ( Pinus pinaster L.), железа ( Casuarina equisetifolia L.), мимозы ( Acacia mollissima L.), сосны калабрийской ( Pinus brutia Ten.) и экстракты коры деревьев пихты ( Abies nordmanniana ) против T. versicolor и C. puteana . Экстракты коры приморской сосны и пихты показали лучшую устойчивость против T. versicolor , тогда как экстракты коры железа и мимозы были более эффективны против C. puteana . В результате исследования был сделан вывод о том, что наиболее важным фактором противогрибковой активности является концентрация экстракта. К сожалению, в этом исследовании не было указано, какие соединения экстрактов являются наиболее эффективными ингибиторами роста грибов.

Было проведено несколько исследований для оценки устойчивости различных древесных пород, обработанных дубильными веществами, к плесени и разрушающим древесину грибам.

Обильные дубильные вещества, водные экстракты листьев сицилийского сумаха и дуба валония и кора турецкой сосны были использованы Sen et al. [81] для обработки древесины сосны обыкновенной и бука. Затем образцы бука подвергали воздействию грибка белой гнили T. versicolor, , а образцы сосны обыкновенной — грибку коричневой гнили G.trabeum . Наиболее устойчивыми оказались образцы, обработанные экстрактами дуба валония. Однако противогрибковая эффективность применяемой обработки значительно снизилась после выщелачивания, что свидетельствует о плохой фиксации дубильных веществ в структуре древесины.

Tascioglu et al. [82] изучали противогрибковые свойства богатых танинами экстрактов коры мимозы ( Acacia mollissima ), квебрахо ( Schinopsis lorentzii ) и сосны ( Pinus brutia ), применяемых для пропитки древесины сосны обыкновенной, бука и тополя.Результаты микологических тестов против двух грибов белой гнили ( T. versicolor и Pleurotus ostreatus ) и двух грибов бурой гнили ( Fomitopsis palustris и G. trabeum ) выявили высокую противогрибковую эффективность экстрактов мимозы и квебрахо. особенно при нанесении на древесину сосны обыкновенной. Экстракты сосновой коры (даже в концентрации 12%) оказались малоэффективными. Результаты показали, что экстракты мимозы и квебрахо можно использовать в качестве экологически чистых консервантов для древесины, используемой в помещении.Ямагучи и Окуда [83] сообщили о повышении активности танина мимозы против T. palustris и C. versicolor после его химической модификации и удаления низкомолекулярных соединений диализом. Экстракты танина из Acacia mearnsii были описаны Da Silveira et al. [84] в качестве эффективного консерванта древесины против грибка белой гнили P. sanguineus. В свою очередь, Mansour и Salem [85] показали полное подавление роста T. harzianum (плесень) с помощью экстрактов коры Maclura pomifera , Callistemon viminalis и Dalbergia sissoo .

Танины валония, каштана, тары и сульфатного дуба использовали Томак и Гонултас [86] для пропитки древесины сосны обыкновенной. Оценивали их противогрибковую эффективность против коричневой гнили C. puteana и P. placenta и грибов белой гнили T. versicolor и P. ostreatus . Результаты показали, что дубильные вещества эффективно подавляли атаку коричневых грибов, но не были эффективны против белой гнили. Лучшая противогрибковая активность наблюдалась у дубильных веществ валония и каштана, предположительно из-за более высокого содержания эллагитаннинов.Однако выщелачивание значительно снизило эффективность применяемой обработки танином. Эллагитаннины были также указаны Харт и Хиллис [79] как соединения, ответственные за устойчивость сердцевины белого дуба к Poria monticola .

2.2.2. Танины в сочетании с другими веществами

Также были предприняты попытки применить дубильные вещества в сочетании с другими соединениями с доказанной противогрибковой активностью, такими как ионы бора или меди, для повышения их характеристик и улучшения их фиксации в структуре древесины.

Ямагути и Окуда [83] использовали танин-медь-аммиачные комплексы мимозы для пропитки древесины Cryptomeria Japonica D. Don. В результате проведенной обработки повысилась устойчивость к вымыванию и грибковому распаду. Повышенная противогрибковая эффективность конденсированных танинсодержащих экстрактов коры сосны лоблоловой ( Pinus taeda ) в комплексе с ионами меди (II), нанесенных на образцы березы, против C. versicolor по сравнению с самими экстрактами коры была подтверждена Лаксом [78,87 ].Аналогичный эффект был получен Ramirez et al. [88] для Cocos nucifera танинно-медных комплексных растворов, нанесенных на образцы ольхи, а также для Bernardis и Popoff [89], которые сообщили о высокой устойчивости образцов древесины Pinus elliottii , обработанных экстрактом танина «quebracho colorado» в комплексе с раствором соли CCA. против белой гнили P. sanguineus и гриба бурой гнили Gloeophyllum sepiarium .

Исследование Thevenon et al. [90] показали повышенную эффективность систем консервантов на основе конденсированных танинов мимозы, гексамина и борной кислоты против очень агрессивного тропического гриба белой гнили P.sanguineus по сравнению с экстрактами танинов, применяемыми отдельно. Результаты показали пониженную выщелачиваемость бора, когда он образует комплекс в сети дубильных веществ и гексамина. Дальнейшие исследования подобных комплексных составов показали их высокую эффективность против C. versicolor и C. puteana при нанесении на буковую фанеру и древесину сосны обыкновенной, соответственно [91,92]. Они также указали, что повышенная устойчивость бора к выщелачиванию является результатом его ковалентной фиксации в танин-гексаминовой сети [91].

В свою очередь, Salem et al. [93] сообщили о высокой эффективности против плесени композиции экстрактов коры сахарного клена ( Acer saccharum ) с лимонной кислотой при нанесении на древесину Leucaena leucocephala . В качестве основных компонентов биологической активности были указаны п-гидроксибензойная кислота, галловая кислота и салициловая кислота.

Многокомпонентные системы защиты древесины на основе танинов, описанные выше, кажутся многообещающей альтернативой искусственным фунгицидам для наружного применения.

3. Противогрибковые вещества из древесных экстрактов

Некоторые породы древесины обладают высокой естественной устойчивостью к гниению из-за присутствия различных экстрагируемых химических соединений, вместе называемых экстрактивными веществами. Экстрактивные вещества — это разнообразные неструктурные компоненты древесины, производимые деревьями в качестве защитных агентов от воздействия окружающей среды, и в основном они находятся в сердцевине древесины. Как правило, их можно разделить на две разные группы: алифатические и алициклические соединения (т.е.а. терпеноиды и терпены) и фенольные соединения (например, флавоноиды и дубильные вещества). Их противогрибковая эффективность, в зависимости от типа активной молекулы, может быть основана на различных механизмах, включая прямое взаимодействие с грибковыми ферментами, нарушение клеточных стенок и структуры клеточных мембран, приводящее к утечке содержимого клеток или нарушению ионного гомеостаза, или антиоксидантному действию. активность [11,94,95].

Естественно прочная древесина — ценный материал на рынке и экологически чистая альтернатива древесине, обработанной традиционными химикатами.Потенциально промышленные отходы от обработки прочных пород древесины могут служить источником природных, коммерчески жизнеспособных биоцидов, которые можно использовать для обработки менее прочной древесины. Поэтому во всем мире проводились обширные исследования экстрактивных веществ из древесины [96–98].

Тик ( Tectona grandis L.f) — одна из известных высокопрочных пород дерева. Однако его устойчивость к грибковому разложению значительно различается между деревьями из разных географических зон, плантаций или разных возрастов.Некоторые результаты исследований противогрибковых свойств древесины лиственных пород тика предполагают, что они могут быть результатом синергетического эффекта различных экстрактивных соединений, например антрахинины и тектохиноны [99–101], в то время как другие данные указывают на роль одного конкретного соединения, а не общего количества экстрактивных веществ в определении устойчивости древесины к гниению [102,103]. Haupt et al. [102], изучавшие устойчивость тикового дерева из Панамы к гниению, идентифицировали тектохинон как биоактивное соединение, подавляющее рост C.puteana . Исследования Туласидаса и Бхата [103] показали высокую устойчивость сердцевины тика из Кералы (Индия) к коричневой гнили ( Polypomus palustris и G. trabeum ) и белой гнили ( P. sanguineus , T. hirsuta и T. versicolor ), определяя нафтохинон как наиболее важное действующее вещество. Anda et al. [100] показали высокую естественную устойчивость тикового дерева из Мексики к белой ( P. chrysosporium ) и коричневой гнили ( G.trabeum ), тогда как его устойчивость к грибку белой гнили T. versicolor была умеренной. Они определили тектохинон, дезоксилапахол, изолапахол и дегидротектол как предполагаемые компоненты, ответственные за долговечность древесины. Микологические тесты, проведенные Kokutse et al. [99] показали, что древесина тикового дерева из Того была очень устойчива к P. sanguineus и G. trabeum , в то время как потеря массы древесины составляла <20% после воздействия Antrodia sp.и C. versicolor . Brocco et al. [98] показали эффективность этанольных экстрактов из отходов, полученных при механической обработке сердцевины тикового дерева из Бразилии, в защите обработанной заболони тика и сосны от грибов белой и бурой гнили. Противогрибковой активности против мягкой гнили не наблюдалось.

Киркер и др. [97] изучили естественную устойчивость нескольких пород древесины, полученных от различных производителей пиломатериалов в Северной Америке, к отобранным грибам коричневой и белой гнили.Их результаты показали высокую стойкость хвойных пород, таких как красный кедр восточный, можжевельник западный, красный кедр западный и желтый кедр Аляски, а также листопадная акация, медовый мескит и катальпа. Древесина южной сосны и павловнии оказалась менее устойчивой к гниению. Экстракты древесины павловнии не оказывали или оказывали незначительное ингибирующее действие на T. palustris и G. trabeum , а экстракты медового мескита не были эффективны против I. lacteus . Füchtner et al.[104] показали, что устойчивость недолговечной сердцевины ели европейской к грибку бурой гнили R. placenta является результатом присутствия фунгитоксической гидрофобной смолы, тогда как в случае умеренно прочной сердцевины курильской лиственницы устойчивость обусловлена ​​большим количество различных антиоксидантных флавоноидов.

Sablík et all. [96] сообщили об эффективности экстрактов сердцевины черной акации ( Robinia pseudoacacia L.) для повышения устойчивости к гниению недолговечного бука европейского ( Fagus sylvatica L.)) древесина от 5 класса (непрочная, потеря массы около 44%) до 3 класса (умеренно прочная, потеря массы около 13%). В то время как экстрактивные вещества из сердцевины Dicorynia guianensis Amsh из Французской Гайаны были показаны Anouhe et al. [105], чтобы иметь противогрибковую активность против P. sanguineus и T. versicolor в основном за счет присутствия алкалоидных соединений.

Экстракты из ксилемы Cinnamomum camphora (Ness et Eberm.), Китайской лиственной породы, были протестированы Li et al.[106] против двух грибов древесной гнили: G. trabeum и Coriolus (Trametes) versicolor . Наилучшие результаты были получены для экстрактов хлороформа и метанола, где эффективная доза для 50% ингибирования роста составляла 7,8 мг / мл экстракта хлороформа против C. versicolor и 0,3 мг / мл экстракта метанола против G. trabeum . Наиболее распространенными компонентами обоих экстрактов с доказанной противогрибковой активностью были камфора и α-терпинеол. C. camphora в таком случае можно рассматривать как источник природных противогрибковых консервантов для защиты древесины.

Также изучалась антиплесневая активность экстрактов сердцевины древесины. Маоз и др. [107] показали, что, однако, экстракты древесины кедра Аляски, можжевельника западного, кедра ладана и кедра Порт-Орфорд могут уменьшить рост плесени ( Paecilomyces , Trichoderma , Penicillium , Aspergillus , Graphium и Graphium ). Sporothrix видов) на заболони пихты дугласовой, они не способны полностью защитить древесину от грибков. Таким образом, только многокомпонентные экстракты могут рассматриваться как потенциальные альтернативы традиционным системам защиты древесины.Эффективность древесных экстрактов против плесени также исследовали Мансур и Салем [85]. Они сообщили о полном подавлении роста T. harzianum древесными экстрактами Cupressus sempervirens L. и Morus alba L. -плесень биоцид. Результаты другого исследования Salem et al. [108] указали на хорошую устойчивость сосны обыкновенной ( P. sylvestris L.), сосны смоляной ( P.rigida Mill.) и европейского бука ( Fagus sylvatica L.), обработанные экстрактами сердцевины Pinus rigida против некоторых плесневых грибов ( Alternaria alternata , Fusarium subglutinans , Ch. globosum , A. globosum , niger и T. viride ). Однако примененный метанольный экстракт сердцевины древесины P. rigida не уменьшал полностью рост грибков. Его основные составляющие были идентифицированы как α-терпинеол, борнеол, терпин гидрат, D-фенхиловый спирт и лимоненгликоль.

Наиболее распространенными проблемами, связанными с экстрактивными веществами древесины, применяемыми для противогрибковой обработки древесины с низкой прочностью, являются их разнообразие и непостоянство в их биологической активности, а также проблемы с выщелачиванием древесины. Чтобы преодолеть последнее, их фиксация на поверхности древесины с помощью ферментно-опосредованной реакции была предложена в качестве зеленой альтернативы традиционно используемым химическим веществам [109].

4. Экстракты других растений

Помимо эфирных масел, дубильных веществ и экстрактов древесины, существует несколько других веществ растительного происхождения, полученных из разных частей растения с использованием различных методов, с доказанными противогрибковыми свойствами, которые потенциально могут быть применены для повышения устойчивости древесины к поражению грибами.

Чай и кофе — одни из самых экономически ценных культур во всем мире. Их польза для здоровья была известна человеку на протяжении веков. Среди других биологически активных вторичных метаболитов, играющих важную роль в защите растений от патогенов, они содержат кофеин — алкалоид, который, в частности, обладает антиоксидантные, противомикробные, иммунологические, противораковые, а также противогрибковые свойства [110–112]. Экстракты чая и кофе были протестированы против древесных грибов, чтобы оценить их потенциальную эффективность в защите древесины.В целом, экстракты зеленого чая проявляли более сильное ингибирующее действие на отдельные грибы белой, коричневой и мягкой гнили, чем кофе, традиционный черный чай и коммерческие экстракты черного чая. Однако фильтрация удалила из экстрактов большую часть биологически активных соединений. Грибы белой гнили оказались наиболее чувствительными среди всех исследованных видов. Основной компонент экстрактов чая и кофе, кофеин, оказал сильное ингибирующее действие на большинство исследованных грибов [113]. Аналогичные результаты были получены при использовании экстрактов чая и кофеина против грибковых патогенов чайного растения, что подтверждает фунгицидную эффективность последних [114].Было показано, что механизм фунгистатической активности кофеина заключается в его повреждающем действии на клеточную стенку и клеточную мембрану грибов [112]. Другое исследование было сосредоточено на потенциальной противогрибковой эффективности кофейной шкурки, которая является отходом промышленного процесса обжарки кофе. Оказалось, что экстракты горячей воды кофейного серебра содержат хлорогеновую кислоту и производные кофеина, способные подавлять рост Rhodonia placenta , G. trabeum и T.разноцветный . Более того, их экотоксичность была значительно ниже по сравнению с коммерческими консервантами для древесины на основе меди, что делало их потенциальным сырьем для получения химикатов, полезных для консервирования древесины [115]. Растворы чистого кофеина, нанесенные на образцы сосны обыкновенной, эффективно снижали восприимчивость древесины к плесени ( A. niger , A. terreus , Ch. Globosum , Cladosporium herbarum , Paecilomyces variotii , Penicillium , Penicillium , .funiculosum , T. viride ), грибы бурой гнили C. puteana и P. placenta и гриб белой гнили T. versicolor . Несмотря на перспективность защиты древесины от грибков, кофеин оказался легко вымываемым из древесины, что является его основным недостатком, препятствующим его применению для древесины, используемой на открытом воздухе [116]. Поэтому было предпринято несколько попыток стабилизировать кофеин внутри структуры древесины с использованием кремнийорганических соединений [117] или смеси силанов и прополиса [118].

Низкие концентрации экстрактов ядовитого Nerium Oleander L. показали Goktas et al. [119] эффективен в защите образцов древесины турецкого бука восточного и сосны обыкновенной от грибов бурой и белой гнили P. placenta и T. versicolor соответственно. Об аналогичных свойствах сообщалось также у экстрактов другого ядовитого растения Gynadriris sisyrinchium (L.) Parl [120]. Кроме того, экстракты листьев лишайника ( Usnea filipendula ) и омелы (Viscum album), нанесенные на заболонь сосны обыкновенной, снижают восприимчивость древесины к поражению грибами C.puteana [121].

Компоненты пиролизного дистиллята были изучены Барберо-Лопесом [122] как потенциальный альтернативный ресурс для консервантов древесины. Дистилляты конопли, березы и ели в концентрации 1% подавляли рост C. puteana , R. placenta и G. trabeum . Пропионовая кислота была определена как наиболее эффективное противогрибковое соединение. В свою очередь, Sunarta et al. [123] сообщили о высокой противогрибковой эффективности биомасла, полученного в результате пиролиза скорлупы плодов пальмы, против грибка с синей окраской Ceratocystis spp.

Умеренные антиплесневые свойства 3% водных экстрактов Acacia saligna (Labill.) H. L. Wendl. о цветках сообщили Al-Huqail et al. [124] при нанесении на образцы древесины Melia azedarach , демонстрируя его потенциал для сохранения древесины. Среди основных активных соединений с доказанными противогрибковыми свойствами были бензойная кислота, кофеин, нарингенин и кверцетин. Экстракты плодов Withania somnifera значительно ограничивали рост мицелия A. alternata , Bipolaris oryzae , Colletotrichum capsici , C.lindemuthianum , Curvularia lunata , Fusarium culmorum , F. oxysporum , F. moniliforme , Macrophomina phaseolina , Rhizoctonia soltifungalina и Rhizoctonia soltifungalza , демонстрируя свой потенциал защиты растений и растений Rhizoctonia soltifungalza , а также дерево [125–127]. Противогрибковую активность этих экстрактов приписывали однократному или синергетическому эффекту нескольких соединений, включая алкалоиды, флавоноиды, гликозиды, сапонины или дубильные вещества.Bi et al. [128] в свою очередь изучали устойчивость древесины тополя к гниению, обработанной этанольным экстрактом порошка коньяка ( Amorphophallus konjac K. Koch). Экстракты были более эффективны против коричневой гнили G. trabeum , чем против белой гнили T. versicolor . Салициловая кислота, ванилин, 2,4,6-трихлорфенол и коричный альдегид были определены как наиболее активные соединения.

Некоторые экстракты листьев также обладают противогрибковой активностью против древесных грибов.Они могут быть экономически жизнеспособным потенциальным источником биологически чистых консервантов для древесины благодаря тому факту, что их можно легко получить непосредственно из деревьев или в качестве побочного продукта во время лесозаготовки. Маоз и др. [107] показали эффективность экстрактов листьев кедра аляскинского, пихты Дугласовой, западного красного кедра и листьев пихты тихоокеанской в ​​защите обработанной заболони пихты Дугласа от поражения плесенью видов Trichoderma и Graphium . Коллективные экстракты этанола из корня, стебля и листьев Lantana camara , богатые алкалоидами, терпеноидами и фенолами, полностью подавляли рост белой гнили T.versicolor и бурая гниль Oligopous placentus [129]. Метанольные экстракты Magnolia grandiflora L., как показали Мансур и Салем [85], влияли на рост распространенного возбудителя древесной плесени Ta harzianum , в то время как экстракты листьев Robinia pseudoacacia эффективно подавляли рост разрушающих древесину грибов. T. versicolor [130].

Артикул из 10.3390 / молекул 25153538

Морилка и отделка для дерева | Здоровый образ жизни EWG: Домашний справочник

Типы пятен и отделки

Морилки на масляной или водной основе могут содержать красители или пигменты, которые впитываются в древесину и подчеркивают ее текстуру. Чистая отделка древесины — лаки, шеллаки, лаки, натуральные масла и отделочные покрытия на водной основе — защищают древесину от влаги и солнечного света.

Пятна на водной основе

Пятна на водной основе обычно выделяют меньше летучих органических соединений, их можно смыть водой с мылом и быстро высыхать.Однако избегайте пятен, содержащих растворители на основе эфира гликоля, которые могут быть токсичными, обратившись к производителю или сверив паспорт безопасности материала. Поверх морилки на водной основе можно использовать прозрачную отделку на водной основе, чтобы увеличить ее стойкость.

Натуральные красители на масляной основе

Натуральные (растительные) пятна на масляной основе стойкие и, в отличие от пятен на водной основе, не требуют герметика. Но у них могут быть более высокие выбросы ЛОС. Пятна на масляной основе с более низким содержанием летучих органических соединений могут быть хорошим выбором для некоторых проектов.

Пятна на масляной или синтетической основе

Пятна на масляной или синтетической основе с акриловыми или уретановыми связующими могут содержать вредные химические вещества и выделять много летучих органических соединений.Эти пятна более водостойкие, чем пятна на водной основе, и чаще всего используются на открытом воздухе.

Обработка натуральным маслом

Отделочные покрытия на основе натурального масла, такие как льняное или тунговое масло, имеют растительную основу и обрабатываются в меньшей степени, чем другие отделочные покрытия. Натуральные масла обеспечивают защиту, проникая в дерево, хотя они менее эффективны, чем лак или лак. Они часто имеют более низкое содержание летучих органических соединений по сравнению с лаком, но для них может потребоваться много слоев, для высыхания требуется до недели и, как правило, их необходимо повторно наносить ежегодно.Обратите внимание, что токсичные осушители, такие как свинец, мышьяк, бериллий, хром, кадмий или никель, могут быть добавлены для сокращения времени отверждения; кобальт и цирконий также могут быть добавлены, но они менее токсичны.

Тунговое масло затвердевает в течение нескольких дней и обычно не содержит осушающих агентов, но, поскольку оно происходит из орехов, у некоторых людей может быть аллергия.

Лаки на водной основе

Пятна на водной основе обычно выделяют меньше летучих органических соединений, их можно смыть водой с мылом и быстро высыхать. Однако избегайте пятен, содержащих растворители на основе эфира гликоля, которые могут быть токсичными, обратившись к производителю или сверив паспорт безопасности материала.Поверх морилки на водной основе можно использовать прозрачную отделку на водной основе, чтобы увеличить ее стойкость.

Лак