Модификация поверхности древесины и деревянных полимерных композиционных материалов с использованием плазмы и электромагнитного поля.

Plasma based surface modifications of wood and wood polymer compound (WPC) materials and the application of electromagnetic fields for wood and WPC treatment. (PlaCoW)

Международный исследовательский проект ТГАСУ и INNOVENT Technology Development: основная инфомрация

Программа финансирования: EraSME

Сроки реализации проекта: 2015 – 2016 гг.

Консорциум партнеров

Russian partners: Sibfaktoria, LLC, Tarnaya Baza, LLC, Vakta, LLC, Tomsk State University of Architecture and Building

German partners: INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena, Tigres GmbH, IHD Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH

Задача

Проект консорциума направлен на развитие новых  и значительное улучшение существующих методов модификации поверхности древесины и древесно-полимерных композитных материалов с помощью методов плазменных технологий и импрегнирования с вакуумной сушкой в электромагнитном поле.

Технологии в рамках проекта

  • APCVD – химическое осаждение из паровой фазы при атмосферном давлении
  • DBD – диэлектрический барьерный разряд (в комбинации с напылением)
  • CCVD – химическое осаждение из паровой фазы с катализатором
  • Низкотемпературная плазма с вынесенным дуговым разрядом
  • Сушка древесины в электромагнитном поле

Основные запланированные результаты проекта

- Масштабируемая система нанесения покрытий с помощью струйной плазменной системы. 

- Новая технология модификации поверхности древесины с помощью сочетания методов APCVD и SolGel.

- Новая система дозации для внедрения наночастиц, растворов или дисперсий в потоки газа.

- Опытно-конструкторская установка для обработки поверхности древесины низкотемпературной плазмой.

- Технология импрегнирования древесины в сочетании с вакуумной сушкой, включая автоматизированную установку для импрегнирования древесины в сочетании с комбинированной вакуумной сушкой в электромагнитном поле.

Мероприятия в рамках проекта в 2015

1. Анализ рынка деревообработки в Томске, выявление потребностей рынка, предприятий - адаптеров новых технологий.

2. Немецкими партнерами проведены экспериментальные исследования обработанных образцов древесины:

2.1. BacTiterGlo тест для измерения антибактериального эффекта покрытий от воздействия кишечной палочки HB101.

2.2. Тест на образование колоний для измерения распространения бактерий (путем рассмотрения формирования колоний) после контакта образцов с суспензией бактерии. Измерялся бактерицидный эффект обработанных WPC образцов (размером 50x50x22 mm3) на воздействие стафилакока DSM 799 (gram+) и  кишечной палочки DSM 1576 (gram-).

2.3. Тест на устойчивость к плесени обработанных образцов по отношению к образцам без покрытия. В испытаниях применялась питательная среда, с добавлением 3 Ма.% солода к концентрации спор, визуальная оценка образцов проводилась еженедельно.

3. Российскими и немецкими коллегами проведен обмен экспериментальными образцами древесины, обработанной по технологиям сторон для исследования по методикам друг друга. 

4. Встреча участников проекта в Томске в рамках 12th International Conference "Gas Discharge Plasmas and Their Applications" (GDP 2015), 6-11 сентября 2015.

5. Опубликованы совместные тезисы конфренции в Известия вузов. Физика. с результатами проекта за 2015 год. 

6. Научная стажировка Павла Космачева, аспирант кафедры ПМиМ ТГАСУ, в INNOVENT, в период 14.09.2015 – 4.12.2015.

7. Запанирован визит Волокитина Г.Г., зав.кафедры ПМиМ, для выступления с приглашенным докладом «Atmospheric low-temperature plasma for building materials surface modification» на семинаре 25th ak-adp Workshop: Uder Forum Atmospheric Pressure Plasma,  9-10 марта 2016.

Совместные публикации в рамках проекта:

1. A. Pfuch, O. Beier S. Spange, S. Gerullis, C. Wiegand, K. Horn, G. G. Volokitin, B. Grünler, A. Schimanski: Composite thin films made by atmospheric pressure plasma CVD for bactericidal applications. 12th International Conference "Gas Discharge Plasmas and Their Applications" (GDP 2015), Tomsk, Russia, September 6–11, 2015, published in Izvestia Vyshich Uchebnych Zavedeniy. Fizika v58 (9/3) (2015) p. 32-35

2. V. Vlasov, G Volokitin, N. Skripnikova, O. Volokitin, V. Shekhovtsov, A. Pfuch: Non-equilibrium melting processes of silicate melts with different silica content at low temperature plasma. 12th International Conference "Gas Discharge Plasmas and Their Applications" (GDP 2015), Tomsk, Russia, September 6–11, 2015, published in Izvestia Vyshich Uchebnych Zavedeniy. Fizika v58 (9/3) (2015) doi:10.1088/1742-6596/652/1/012022

3. S. Gerullis, A. Pfuch, S. Spange, F. Kettner, K. Plaschkies, P.V. Kosmachev, G.G. Volokitin, B. Grünler: Antimikrobielle Beschichtungen auf Holz mittels Atmospheric Pressure Plasma Chemical Vapour Deposition (APCVD), Holztechnologie 5, 2016, (pp. 16-25).