Щелочная четвертичная медь

Четвертичная щелочная медь , обычно сокращенно ACQ , представляет собой тип консерванта для древесины на водной основе , содержащий растворимый комплекс меди (II) и четвертичные аммонийные алкил- или арилзамещенные соединения («кваты»). Таким образом, продукт первоначально назывался аммиачная медь/четвертичный аммоний . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Состав

Медный комплекс

Медь в препарате находится в виде растворимого комплекса с аммиаком. NH ₃ или амин, такой как этаноламин ( _С2Н5 _Н2 ) _Н . В любом случае содержание меди обычно выражают в весовых процентах от количества оксида меди. CuO , что объясняет присутствие меди. ^{[ 2 ]}

Преимущество аммиака в качестве носителя меди заключается в том, что он лучше проникает в трудно поддающиеся обработке западные виды, чем другие консерванты на водной основе. В противном случае в качестве носителя меди предпочтителен этаноламин. ^{[ 3 ]}

Катионы четвертичного аммония

ХОРОШИЙ

Катион четвертичного аммония в некоторых составах представляет собой дидецилдиметиламмоний (ДДА). Н ⁺(СН ₃ ) ₂ ( С ₁₀ Н ₂₁ ) ₂ . ^{[ 2 ]}

DDA коммерчески производится в виде карбоната под торговым названием «Карбокват». Карбонат используется вместо хлорида для уменьшения коррозии очистного оборудования. ^{[ 2 ]}

Карбонат DDA нелетуч и хорошо растворим в воде, с коэффициентом распределения октанол-вода, близким к нулю . ^{[ 2 ]}

АДБА

Другим катионом четвертичного аммония, используемым в некоторых составах, является алкилдиметилбензиламмоний (ADBA). Формула Н ⁺(CH ₂ ) ₂ (C ₆ H ₅ )(C _n H _{2 n +1} ) , ^{[ 4 ]} где n варьируется от 8 до 18. ^{[ 5 ]}

Противоионы

И медный комплекс, и кваты являются положительными катионами . Противоионы . ( анионы , которые уравновешивают свои положительные заряды) обычно представляют собой гидроксиды К ⁻, хлорид кл ⁻, карбонат CO 2− 3 или бикарбонат ОХО − 3 . ^{[ 2 ]}^{[ 4 ]}

Стандартные составы

Составы ACQ различаются «носителем» (комплексообразователем меди) либо аммиаком, либо этаноламином; и о наличии катиона четвертичного аммония. Типы, зарегистрированные в США ^{[ 3 ]} и Канада : ^{[ 4 ]}

ACQ-A: медь-этаноламин (50% эквивалента CuO) и хлорид DDA (50%). ^{[ 4 ]}
ACQ-B: медно-аммиачный (66,7% CuO) и хлорид ДДА (33,3%). ^{[ 4 ]} В настоящее время не зарегистрирован для использования в Канаде. ^{[ 4 ]}
ACQ-C: медь-аммиак и/или медь-этаноламн (66,7% CuO) и хлорид ADBA (30%). ^{[ 4 ]}
ACQ-D: медь-этаноламин (66,7% CuO) и хлорид или карбонат DDA (33,3%). ^{[ 4 ]}

Состав ACQ типа D также содержит два молцидида : 2-метил-4-изотиазолин-3-он и 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-он . ^{[ 2 ]}

Носитель аммиака ACQ-B улучшает его способность проникать в древесину, которую трудно обрабатывать, например, в некоторые пиломатериалы западных стран США. Составы с этаноламином, особенно ACQ-D, обычно используются для более легких пород древесины (например, южной сосны ), поскольку они обеспечивают более однородный внешний вид поверхности. ^{[ 3 ]}

Механизм действия

В процессе обработки древесины водорастворимая медь и катионы четвертичного аммония иммобилизуются путем образования стабильных нерастворимых соединений с лигнином , целлюлозой , гемицеллюлозой и другими компонентами древесины. ^{[ 2 ]}

Медь является основным бактерицидным и фунгицидным средством.

Катион четвертичного аммония добавляется для предотвращения роста толерантных к меди бактерий, грибков и плесени. ^{[ 2 ]} как инсектицид .

Использовать

ACQ применяется на лесоперерабатывающих предприятиях методом промышленной вакуумно-давительной пропитки. ^{[ нужна ссылка ]} Койки сушеных пиломатериалов загружаются в длинный (до 150 футов) цилиндрический контейнер диаметром семь футов. Койки перемещаются по рельсовой системе в нижней части цилиндра. После заполнения контейнер подвергается сильному вакуумированию, вытягивая из древесины весь воздух и оставшуюся влагу. Затем цилиндр почти полностью наполняют раствором ACQ и на несколько часов прикладывают давление 150 фунтов на квадратный дюйм, чтобы раствор полностью проник в древесину. После откачки раствора снова применяют вакуум, чтобы удалить излишки раствора из древесины. { https://extension.okstate.edu/fact-sheets/basics-of-pressure-treatment-of-wood.html} 13 апреля 2022 г.

Размеры спальных мест: 2×4 — 294 шт., 2×6 — 189 шт., 2×8 YP — 96 шт., 2×10 YP — 80 шт., 2×12 YP — 64 шт. (YP = Желтая сосна). Длина пиломатериалов обычно составляет восемь, двенадцать или шестнадцать футов, но может быть и длиннее.

Продукт ACQ-C обычно поставляется от производителя в виде концентрированного раствора, который разбавляется на предприятии по обработке древесины. ACQ-D и ACQ-A поставляются в виде двух отдельных растворов, которые смешиваются и разбавляются в последнем. ^{[ 4 ]}

В США и других странах ACQ зарегистрирован для использования на пиломатериалах, лесоматериалах, ландшафтных связях, столбах заборов, опорах зданий и коммуникаций, наземных, пресноводных и морских сваях , дамбах, настилах, деревянной черепице и других деревянных конструкциях. ^{[ 6 ]}

Цвет обработанной древесины

Древесина, обработанная ACQ, имеет зеленовато-коричневый цвет, который может выцветать до коричневого, и может иметь легкий запах аммиака, пока древесина не высохнет. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Безопасность

В обработанной древесине медь относительно безвредна и не представляет опасности для окружающей среды или здоровья. ^{[ 2 ]}

Хлорид DDA одобрен в качестве гермицида , фунгицида и альгицида для дезинфицирующих средств, которые десятилетиями использовались в больницах и других коммерческих и промышленных учреждениях. ^{[ 2 ]}

Хлорид ADBA используется в коммерческих продуктах в США с 1947 года. Регистрационный стандарт был выпущен EPA в 1985 году. ^{[ 5 ]}

Одним из недостатков ACQ является то, что значительные объемы загрязнения воздуха в виде аммиака выбрасываются очистными сооружениями и свежеобработанной древесиной на складских площадках. Хотя компоненты CCA гораздо более токсичны по весу, поскольку они являются нелетучими твердыми веществами, их можно эффективно локализовать. ^{[ 1 ]}

Коррозия крепежа

Медь в древесине, обработанной ACQ, ускоряет коррозию крепежных деталей из оцинкованной стали (таких как гвозди и шурупы) в 10 и более раз по сравнению с древесиной, обработанной CCA. Нержавеющая сталь (AISI 316) не подвержена этому воздействию. ^{[ 7 ]} из алюминия и гальвалума . Следует избегать крепежа ^{[ 8 ]} Следует использовать крепеж из горячеоцинкованной стали, меди или нержавеющей стали. ^{[ 3 ]}^{[ 9 ]}

История

Технология ACQ была разработана и запатентована в Канаде и усовершенствована в США. С конца 1980-х годов она находится в коммерческом производстве в Европе, Японии и США. Изделия из древесины, обработанные консервантом ACQ, впервые были коммерчески произведены в Канаде в 2004 году. ^{[ 4 ]}^{[ 1 ]}

ACQ стал широко использоваться в качестве консерванта для древесины после того, как были высказаны опасения по поводу возможного загрязнения окружающей среды хромом и мышьяком из древесины, обработанной хромированным арсенатом меди (CCA), в результате контакта (особенно на игровых площадках ), выщелачивания, распиловки и шлифовки или сжигания. ^{[ 9 ]} Эти опасения привели к фактическому запрету Агентства по охране окружающей среды США в 2003-2004 годах CCA для жилых целей.

Компания Chemical Specialties, Inc (CSI, теперь Viance) получила Агентства по охране окружающей среды США от в 2002 году президентскую премию Green Chemistry Challenge за коммерческое внедрение ACQ.

См. также

азол меди (CBA), еще одна альтернатива CCA.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Авраам С.К. Чен (1994): « Оценка ACQ как альтернативной системы консервации древесины ». Отчет APA/600/SR-94/036, Агентство по охране окружающей среды США, Инженерная лаборатория по снижению рисков.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к К. Кушинг, Р. Голден, Ю. В. Лоуни, С. Е. Холм (2007): « Оценка риска для здоровья человека, связанного с древесиной, обработанной ACQ ». Журнал «Оценка человеческих и экологических рисков» , том 13, выпуск 5, страницы 1014-1041. дои : 10.1080/10807030701506173
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и « Древесина, обработанная консервантами, и альтернативные продукты в лесной службе » Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба США, онлайн-отчет. Доступ осуществлен 20 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к « Глава G – Объекты для консервации древесины с использованием четвертичного щелочного меди (ACQ) » Веб-сайт Канады по вопросам окружающей среды и изменения климата. Доступ осуществлен 20 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б Джонатан Чен и другие (2006 г.): « Решение о приемлемости перерегистрации хлорида алкилдиметилбензиламмония (ADBAC) ». Отчет EPA739-R-06-009, Агентство по охране окружающей среды США, Департамент профилактики, пестицидов и токсичных веществ.
^ «EPA: Пестициды – ACQ – Альтернатива CCA» . www.epa.gov . Архивировано из оригинала 23 октября 2005 г.
^ Гарет Кир, Хай-ЧжэнВу, Марк С. Джонс (2009): «Исследования потери веса при коррозии крепежных материалов при контакте с древесиной, обработанной азолом меди и щелочными четвертичными соединениями меди». Наука о коррозии , том 51, выпуск 2, страницы 252-262. дои : 10.1016/j.corsci.2008.11.012
^ « ACQ (четвертичная щелочная медь) Консервант для древесины и крепежные детали — совместимы ли они? » Веб-сайт Fasteners Eurasia. Доступ осуществлен 20 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б Джеймс (Скотт) Гронье, Стэн Лебоу (2006): « Древесина, обработанная консервантами, и альтернативные продукты в Лесной службе ». Миссула, Монтана: Министерство сельского хозяйства США, Программа лесной службы, технологий и развития, 2006: iv, 44 страницы. Доступ осуществлен 2 июля 2021 г.

Внешние ссылки

[chen1994-1] Jump up to: ^а ^б ^с Авраам С.К. Чен (1994): « Оценка ACQ как альтернативной системы консервации древесины ». Отчет APA/600/SR-94/036, Агентство по охране окружающей среды США, Инженерная лаборатория по снижению рисков.

[cush2007-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к К. Кушинг, Р. Голден, Ю. В. Лоуни, С. Е. Холм (2007): « Оценка риска для здоровья человека, связанного с древесиной, обработанной ACQ ». Журнал «Оценка человеческих и экологических рисков» , том 13, выпуск 5, страницы 1014-1041. дои : 10.1080/10807030701506173

[fore2019-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и « Древесина, обработанная консервантами, и альтернативные продукты в лесной службе » Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба США, онлайн-отчет. Доступ осуществлен 20 апреля 2019 г.

[cana2019-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к « Глава G – Объекты для консервации древесины с использованием четвертичного щелочного меди (ACQ) » Веб-сайт Канады по вопросам окружающей среды и изменения климата. Доступ осуществлен 20 апреля 2019 г.

[chen2006-5] Jump up to: ^а ^б Джонатан Чен и другие (2006 г.): « Решение о приемлемости перерегистрации хлорида алкилдиметилбензиламмония (ADBAC) ». Отчет EPA739-R-06-009, Агентство по охране окружающей среды США, Департамент профилактики, пестицидов и токсичных веществ.

[6] «EPA: Пестициды – ACQ – Альтернатива CCA» . www.epa.gov . Архивировано из оригинала 23 октября 2005 г.

[kear2009-7] Гарет Кир, Хай-ЧжэнВу, Марк С. Джонс (2009): «Исследования потери веса при коррозии крепежных материалов при контакте с древесиной, обработанной азолом меди и щелочными четвертичными соединениями меди». Наука о коррозии , том 51, выпуск 2, страницы 252-262. дои : 10.1016/j.corsci.2008.11.012

[fast2019-8] « ACQ (четвертичная щелочная медь) Консервант для древесины и крепежные детали — совместимы ли они? » Веб-сайт Fasteners Eurasia. Доступ осуществлен 20 апреля 2019 г.

[groenier2006-9] Jump up to: ^а ^б Джеймс (Скотт) Гронье, Стэн Лебоу (2006): « Древесина, обработанная консервантами, и альтернативные продукты в Лесной службе ». Миссула, Монтана: Министерство сельского хозяйства США, Программа лесной службы, технологий и развития, 2006: iv, 44 страницы. Доступ осуществлен 2 июля 2021 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]