<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">isplta</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-4304</issn><issn pub-type="epub">2658-5871</issn><publisher><publisher-name>СПбГЛТУ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21266/2079-4304.2022.239.236-247</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">isplta-154</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>CHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Сравнительное исследование термостабильности древесины, обработанной золь-гель композицией на основе лигнина</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Comparative study of the thermal stability of wood treated with lignin-based sol-gel compositions</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-5983-4550</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Дягилева</surname><given-names>А. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dyagileva</surname><given-names>A. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ДЯГИЛЕВА Алла Борисовна – профессор кафедры охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов Высшей школы технологии и энергетики, доктор химических наук</p><p>198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>DYAGILEVA Alla B. – DSc (Chemistry), Professor, Higher School of Technology and Energy, Department of Environmental Protection and Rational Use of Natural</p><p>198095. Ivan Chernykh str. 4. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">abdiag@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-6429-1490</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Смирнова</surname><given-names>А. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Smirnova</surname><given-names>A. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>СМИРНОВА Анастасия Игоревна – доцент кафедры физической и коллоидной химии, кандидат химических наук</p><p>198095, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>SMIRNOVA Anastasia I. – PhD (Chemistry), Associate Professor, Higher School of Technology and Energy, Department of Physical and Colloidal Chemistry</p><p>198095. Ivan Chernykh str. 4. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">smirnova_nasty87@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна Высшей школы технологии и энергетики</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>25</day><month>02</month><year>2024</year></pub-date><volume>0</volume><issue>239</issue><fpage>236</fpage><lpage>247</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Дягилева А.Б., Смирнова А.И., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Дягилева А.Б., Смирнова А.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Dyagileva A.B., Smirnova A.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/154">https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/154</self-uri><abstract><p>Использование композиций на основе технических лигнинов и кремниевых минеральных композиций на основе НФК для получения огнезащитных материалов для обработки деревянных конструкций является перспективным направлением в развитии «зеленых» технологий. Основной механизм действия композиций на основе лигнина заключается в процессе коксообразования на поверхности древесины за счет реакций твердофазного ингибирования целлюлозной матрицы. Минеральная составляющая этих композиций имеет тенденцию к стеклованию при высыхании, что изменяет специфику защитного действия новых материалов в процессе высокотемпературной деструкции древесины и целлюлозы, входящей в ее состав. Таким образом, целью работы является исследование термостабильности древесины, обработанной композициями, полученными в результате модификации лигнина с минеральными веществами путем реализации способа золь-гель технологии. В работе определена принципиальная возможность расширении спектра областей применения гибридных продуктов нового поколения, обладающих специфической организацией пространственной структуры в технологии подготовки пожароустойчивой древесины. Огнезащита проявляется за счет установления химической связи с матрицей древесины, которая тесно взаимодействует с лигнином, координационно связанным с алюмокремниевой составляющей композиции. Все исследованные композиции обеспечивают I группу огнезащитной эффективности с потерей массы менее 9% при испытании. По результатам термического анализа всех исследованных образцов установлено, что обработанные золь-гель композицией образцы древесины ведут себя примерно идентично в диапазоне температур от 100 до 300 С. При дальнейшем увеличении температуры отмечается меньшее снижение остаточной массы в сравнении с необработанной древесиной, где происходит более активное разложением гемицеллюлоз и целлюлозы, входящих в состав древесины, что свидетельствует об огнезащитных свойствах новых композиций.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The use of compositions based on technical lignins and silicon mineral compositions based on NFC for the production of flame-retardant materials for the processing of wooden structures is a promising direction in the development of "green" technologies. The main mechanism of action of lignin-based compositions is the process of coke formation on the surface of wood due to solid-phase inhibition reactions of the cellulose matrix. The mineral component of these compositions tends to glassy during drying, which changes the specifics of the protective effect of new materials in the process of high-temperature destruction of wood and cellulose, which is part of it. Thus, the aim of the work is to study the thermal stability of wood treated with compositions obtained as a result of modification of lignin with minerals by implementing the sol-gel technology method. The paper defines the fundamental possibility of expanding the range of applications of hybrid products of a new generation with a specific organization of spatial structure in the technology of preparation of fire-resistant wood. Fire protection is provided by establishing a chemical bond with the wood matrix, which closely interacts with lignin, which is coordinatively bound to the aluminum-silicon component of the composition. All the compositions studied provide group I fire-retardant efficiency with a mass loss of less than 9% during testing. According to the results of thermal analysis of all the samples studied, it was found that the sol-gel-treated wood samples behave approximately identically in the temperature range from 100 to 300 C. With a further increase in temperature, there is a smaller decrease in the residual mass in comparison with untreated wood, where there is a more active decomposition of hemicelluloses and cellulose, which are part of the wood, which indicates the fire-retardant properties of the new compositions.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>лигнин</kwd><kwd>древесина</kwd><kwd>термостабильность</kwd><kwd>золь-гель технология</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>lignin</kwd><kwd>wood</kwd><kwd>thermal stability</kwd><kwd>sol-gel technology</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Анохин Е.А., Полищук Е.Ю., Сивенков А.Б. Применение огнезащитных пропиточных композиций для снижения пожарной опасности деревянных конструкций с различными сроками эксплуатации // Пожаровзрывобезопасность. 2017. Т. 26, №2. С. 22–35. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.02.22-35.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">A method for modifying lignin by sol-gel synthesis with mineral components. Diaghileva Alla Borisovna (RU), Smirnova Anastasia Igorevna (RU), Prismakova Alexandra Evgenievna (BY), Diaghileva Daria Vladimirovna (RU). Date publ. 14.09.2017. Byul.26. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Голубев Е.К., Дягилева А.Б., Смирнова А.И. Методы модификации древесины с применением химических средств защиты // Norwegian Journal of Development of the International Science. 2020. No. 43-1. P. 3–6.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Anokhin E.A., Polishchuk E.Yu., Sivenkov A.B. The use of flame-retardant impregnating compositions to reduce the fire hazard of wooden structures with different service life. Fire and explosion safety, 2017, vol. 26, no. 2, pp. 22–35. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.02.22-35. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лоскутов С.Р., Шапченкова О.А., Анискина А.А. Термический анализ древесины основанных лесообразующих пород средней Сибири // Сибирский лесной журнал. 2015. № 6. С. 17–30. DOI: 10.15372/SJFS20150602.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Frog B.N., Levchenko A.P. Water treatment. Moscow: Moscow State University, 1996, 680 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Присмакова А.Е., Дягилева А.Б., Смирнова А.И. Реологические свойства сульфатного лигнина, модифицированного золь-гель методом // ИВУЗ. Лесной журнал. 2018. № 3 (363). С. 137–148. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.3.137.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Golubev E.K., Diaghileva A.B., Smirnova A.I. Methods of wood modification using chemical means of protection. Norwegian Journal of Development of the International Science, 2020, no. 43-1, pp. 3–6.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сапегина А.Г., Иванова Т.Г., Марьева Е.А. Лигнины в качестве ингредиентов эпоксидных композиционных материалов // Современные наукоемкие технологии. 2017. № 5. С. 63–67.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khitrin K.S., Fuchs S.L., Khitrin S.V. et al. Directions and methods of lignin utilization. Russian Chemical Journal (Journal of the Russian Chemical Society named after D.I. Mendeleev), 2011, vol. LV, no. 1, pp. 38–44. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сивенков А.Б., Серков Б.Б., Асеева Р.М. и др. Огнезащитные покрытия на основе полисахаридов. Ч. 1. Исследование горючести и воспламеняемости // Пожаровзрывобезопасность. 2002. № 1. С. 39–44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khviyuzov S.S., Bogolitsyn K.G., Gusakova M.A., Zubov I.N. Assessment of lignin content in wood by IR Fourier spectroscopy. Fundamental Research, 2015, no. 9-1, pp. 87–90. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смирнова А.И., Дягилева А.Б. Влияние различных реагентов на модификацию поверхности древесины // Chronos. 2020. No. 5 (43). P. 50–52.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Loskutov S.R., Shapchenkova O.A., Aniskina A.A. Thermal analysis of wood of the main forest-forming rocks of Central Siberia. Siberian Forest Journal, 2015, no. 6, pp. 17–30. DOI: 10.15372/SJFS20150602. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смирнова А.И., Дягилева А.Б., Присмакова А.Е. Технология получения низкоконцентрированного композиционного коагулянта-флокулянта // Журнал прикладной химии. 2018. Т. 91, № 11. С. 1633–1641. DOI: 10.1134/S0044461818110142.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Primakova A.E., Diaghileva A.B., Smirnova A.I. Rheological properties of sulfate lignin modified by sol-gel method. News of higher educational institutions. Forest magazine, 2018, no. 3 (363), pp. 137–148. DOI: 10.17238/issn 0536-1036.2018.3.137. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Способ модификации лигнина путем золь-гель синтеза с минеральными компонентами / Дягилева А.Б., Смирнова А.И., Присмакова А.Е., Дягилева Д.В. Дата публ. 14.09.2017. Бюл. 26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sapegina A.G., Ivanova T.G., Maryeva E.A. Lignins as ingredients of epoxy composite materials. Modern high-tech technologies, 2017, no. 5, pp. 63–67. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тютькова Е.А., Шапченкова О.А., Лоскутова С.Р. Термический анализ древесины лиственницы // Химия растительного сырья. 2017. № 2. С. 89–100. DOI: 10.14258/jcprm.2017021389.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sivenkov A.B., Serkov B.B., Aseeva R.M., et al. Flame-retardant coatings based on polysaccharides. Part 1. Study of flammability and flammability. Fire and explosion safety, 2002, no. 1, pp. 39–44. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. М.: МГУ, 1996. 680 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smirnova A.I., Diaghileva A.B. The influence of various reagents on the modification of the wood surface. Chronos, 2020, no. 5 (43), pp. 50–52.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хвиюзов С.С., Боголицын К.Г., Гусакова М.А., Зубов И.Н. Оценка содержания лигнина в древесине методом ИК Фурье-спектроскопии // Фундаментальные исследования. 2015. № 9-1. С. 87–90.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smirnova A.I., Diaghileva A.B., Prismakova A.E. Technology of obtaining a lowconcentration composite coagulant-flocculant. Journal of Applied Chemistry, 2018, vol. 91, no. 11, pp. 1633–1641. DOI: 10.1134/S0044461818110142. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хитрин К.С., Фукс С.Л., Хитрин С.В. и др. Направления и методы утилизации лигнинов // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). 2011. Т. LV, № 1. С. 38–44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Teresa Sebio-Punal Salvador Naya, Jorge Lopez Beseiro. Thermogravimetric analysis of wood, holocellulose and lignin from five wood species. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2012, no. 109 (3), pp. 1163–1167.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Teresa Sebio-Punal Salvador Naya, Jorge Lopez Beceiro. Thermogravimetric analysis of wood, holocellulose, and lignin from five wood species // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2012. No. 109 (3). P. 1163–1167.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tyutkova E.A., Shapchenkova O.A., Loskutova S.R. Thermal analysis of larch wood. Chemistry of plant raw materials, 2017, no. 2, pp. 89–100. DOI: 10.14258/jcprm.2017021389. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
