Lignocellulosic ethanol production currently uses expensive and harsh methods to extract wood sugars from small-diameter hardwood trees that otherwise would have little or no marketability. A byproduct that adds no value to the conversion process results, thus alternative methods are needed to make this fuel source cost-effective. This dissertation proposes only partially hydrolyzing southern hardwoods, extracting some polysaccharides for ethanol fermentation while leaving behind a modified wood material which could be used as furnish for manufacturing strand-based wood composites. Three treating solutions, 1% sulfuric acid, water, and 1% sodium hydroxide, along with untreated controls, were utilized in a partial hydrolysis at 150°C for 30 minutes. The treatments’ effects were measured by testing the mechanical, physical, surface, and durability properties of red oak, sweetgum, and yellow-poplar miniature beams (3 mm x 15 mm x 150 mm, t x r x l). These properties were then correlated to the polysaccharide content of the modified woods following treatment. All treatments provided a significant mass loss, with sweetgum’s mass loss being significantly greater than the other species. The initial effect of the partial hydrolysis on modulus of elasticity (MOE) showed water reduced MOE the least for each species. Sweetgum produced a higher reduction in MOE in all three solutions. Specific modulus was calculated to eliminate the density effect between the treatment combinations for measuring bending properties at oven-dry conditions. Sweetgum produced a lower SM in all treatments, and only the water treatment consistently reduced SM across all species. Wettablility was measured by dynamic contact angle analysis via the Wilhelmy plate technique in four probe liquids. Surface energies were then calculated by the geometric mean procedure. Acid and water treatments improved the wettability for all species. Alkaline treatment effects were species-specific. All treatments improved the surface energy of red oak. The AWPA E1-09 no-choice termite test determined mass loss due to Reticulitermes flavipes Kollar. Yellow-poplar averaged a significantly higher mass loss while wood treated in water or NaOH showed a higher degree of termite degradation compared to the controls. Polysaccharide content significantly correlated with mass loss due to treatment and specific modulus.

Diese Arbeit besteht aus drei Teilen. Im ersten Teil wurde Holz mit verschiedenen, kommerziell erhältlichen Kieselsolen behandelt, die unterschiedliche pH-Werte und Oberflächenmodifikationen aufwiesen. Basische Kieselsole vermochten nicht in das Holz einzudringen, da ihr pH-Wert während des Eindringens absinkt und es zur Ausfällung des Kieselsols im Holz kommt. Neutrale und saure Kieselsole hingegen konnten problemlos in das Holz eingebracht werden. Eines der sauren Kieselsole, welches mittels Aluminumoxychlorid kationisch modifiziert war, reduzierte die Wasseraufnahme und den pilzlichen Abbau durch die Braunfäule Coniophora puteana (Kiefer) und die Weißfäule Trametes versicolor (Buche). Im Bläuetest zeigte sich ein verminderter Befall durch Aureobasidium pullulans, allerdings kein kompletter Schutz gegen diesen Pilz. Auch die kleinsten verfügbaren Partikelgrößen für Kieselsole ergaben keinerlei Zunahme des Zellwandvolumens (chemische Quellung, Bulking), was darauf hinweist, dass eine Eindringung in die Zellwand nicht stattfand. Es erscheint daher nicht möglich, Kieselsole in die Zellwand einzubringen und die Dimensionsstabilität des Holzes zu verbessern. Da Kieselsol lediglich in die Lumen der Holzzellen eingebracht werden kann, kann die Behandlung nicht als wirkliche Holzmodifizierung angesehen werden. Wegen der vielversprechenden Ergebnisse in den Wasseraufnahmeversuchen und den Pilztests wurde mit dem kationischen Kieselsol behandeltes Holz thermogravimetrisch und in einem Brandtest untersucht. Im thermogravimetrischen Test zeigte sich eine leicht verminderte Pyrolysetemperatur (eine übliche Wirkung von Feuerschutzmitteln), die Holzkohlemenge war jedoch nicht erhöht. Dies zeigt, dass die Menge an brennbaren Gasen, die während der Pyrolyse freiwerden, durch das Kieselsol nicht vermindert wurde. Auch zeigte die resultierende Holzkohle gleiche Oxidationseigenschaften wie die Holzkohle der Kontrollen. Im Brandtest wurden die Branddauer, die Brandgeschwindigkeit und der Gewichtsverlust vermindert. Das Nachglühen der Holzkohle wurde komplett unterbunden. Alle diese Effekte waren jedoch relativ klein verglichen mit den Effekten eines kommerziell erhältlichen Feuerschutzsalzes, welches ebenfalls als Referenzbehandlung getestet wurde. Im zweiten Teil der Arbeit wurden acetoxyfunktionelles Silan und verschiedene Polydimethylsiloxane (PDMS) mit Acetanhydrid kombiniert, um Holz zu acetylieren. Die PDMS hatten die folgenden Funktionalitäten: Amino, Acetoxy, Hydroxy und nicht-funktionell. Die beste Hydrophobierung des acetylierten Holzes wurde durch die Kombination mit acetoxyfunktionellem PDMS erreicht, welches anschließend in verschiedenen Konzentrationen getestet wurde. Eine Konzentration von 1% in Acetanhydrid zeigte bereits eine maximale Hydrophobierung, welches darauf schließen lässt, dass die inneren Oberflächen des Holzes mit dem PDMS belegt und hydrophobiert wurden. Die Pilzresistenz des behandelten Holzes wurde durch die Kombination mit dem PDMS nicht beeinflusst. Bei Wasserlagerung zeigte sich eine leichte Überquellung des Holzes, welches mit der Kombination von Acetanhydrid und PDMS acetyliert worden war. Untersuchungen der Biegefestigkeit und Bruchschlagarbeit ergaben jedoch keinen Einfluss. Im dritten Teil der Arbeit wurden wasserbasierte Emulsionen von funktionellen PDMS zur Imprägnierung von Holz eingesetzt. Es wurde untersucht, ob Resistenz gegen pilzlichen Abbau und Hydrophobierung wie auch erhöhte Dimensionsstabilität mit dieser Behandlung erreicht werden kann. Die α-ω-gebundenen Funktionalitäten der PDMS waren: Amino, Carboxy, Epoxy und Carbobetain. Die stärkste Hydrophobierung wurde mit dem carbobetain-funktionellen PDMS erreicht, allerdings ergab diese Behandlung keine verbesserte Pilzresistenz gegenüber einem Abbau durch Coniophora puteana und Trametes versicolor. In dieser Hinsicht die beste Wirkung zeigte die Behandlung mit carboxy-funktionellem PDMS. Dieses Material verminderte jedoch die Wasseraufnahmerate nur ungenügend und wurde außerdem stark ausgewaschen. Daher wurden in der Folge amino-funktionelles und carboxy-funktionelles PDMS kombiniert, um durch eine Salzbildung der beiden Funktionalitäten eine verbesserte Fixierung des carboxy-funktionellen Siloxans zu erreichen. Die Kombination zeigte bei einem Überschuss an amino-funktionellem PDMS eine gute Fixierung, jedoch ansonsten keine Synergieeffekte. Die Dimensionsstabilität des Holzes wurde durch die Behandlungen nur sehr geringfügig verbessert. Hierfür müsste eine gute Eindringung der Chemikalien in die Zellwand erfolgen und ein dauerhaftes Bulking erzielt werden. Die Eindringung der Chemikalien in die Zellwand war jedoch in allen Fällen nur gering.

Wood is used for many applications because of its excellent mechanical properties, relative abundance and as it is a renewable resource. However, its wider utilization as an engineering material is limited because it swells and shrinks upon moisture changes and is susceptible to degradation by microorganisms and/or insects. Chemical modifications of wood have been shown to improve dimensional stability, water repellence and/or durability, thus increasing potential service-life of wood materials. However current treatments are limited because it is difficult to introduce and fix such modifications deep inside the tissue and cell wall. Within the scope of this thesis, novel chemical modification methods of wood cell walls were developed to improve both dimensional stability and water repellence of wood material. These methods were partly inspired by the heartwood formation in living trees, a process, that for some species results in an insertion of hydrophobic chemical substances into the cell walls of already dead wood cells, In the first part of this thesis a chemistry to modify wood cell walls was used, which was inspired by the natural process of heartwood formation. Commercially available hydrophobic flavonoid molecules were effectively inserted in the cell walls of spruce, a softwood species with low natural durability, after a tosylation treatment to obtain “artificial heartwood”. Flavonoid inserted cell walls show a reduced moisture absorption, resulting in better dimensional stability, water repellency and increased hardness. This approach was quite different compared to established modifications which mainly address hydroxyl groups of cell wall polymers with hydrophilic substances. In the second part of the work in-situ styrene polymerization inside the tosylated cell walls was studied. It is known that there is a weak adhesion between hydrophobic polymers and hydrophilic cell wall components. The hydrophobic styrene monomers were inserted into the tosylated wood cell walls for further polymerization to form polystyrene in the cell walls, which increased the dimensional stability of the bulk wood material and reduced water uptake of the cell walls considerably when compared to controls. In the third part of the work, grafting of another hydrophobic and also biodegradable polymer, poly(ɛ-caprolactone) in the wood cell walls by ring opening polymerization of ɛ-caprolactone was studied at mild temperatures. Results indicated that polycaprolactone attached into the cell walls, caused permanent swelling of the cell walls up to 5%. Dimensional stability of the bulk wood material increased 40% and water absorption reduced more than 35%. A fully biodegradable and hydrophobized wood material was obtained with this method which reduces disposal problem of the modified wood materials and has improved properties to extend the material’s service-life. Starting from a bio-inspired approach which showed great promise as an alternative to standard cell wall modifications we showed the possibility of inserting hydrophobic molecules in the cell walls and supported this fact with in-situ styrene and ɛ-caprolactone polymerization into the cell walls. It was shown in this thesis that despite the extensive knowledge and long history of using wood as a material there is still room for novel chemical modifications which could have a high impact on improving wood properties. / Der nachwachsende Rohstoff Holz wird aufgrund seiner guten mechanischen Eigenschaften und der leichten Verfügbarkeit für viele Anwendungszwecke genutzt. Quellen und Schrumpfen bei Feuchtigkeitsänderungen des hygroskopischen Werkstoffs Holz limitieren jedoch die Einsatzmöglichkeiten. Ein weiteres Problem stellt der mitunter leichte Abbau – u.a. bei feuchtem Holz - durch Mikroorganismen und/oder Insekten dar. Durch chemische Modifizierungen können die Dimensionsstabilität, die Hydrophobizität und die Dauerhaftigkeit verbessert und damit die potentielle Lebensdauer des Werkstoffes erhöht werden. Dabei ist die dauerhafte Modifikation der Zellwand nur äußerst schwer realisierbar. Inspiriert von der Kernholzbildung in lebenden Bäumen, ein zellwandverändernder Prozess, der Jahre nach der Holzbildung erfolgt, wurden im Rahmen dieser Arbeit neue Ansätze zur chemischen Modifizierung der Zellwände entwickelt, um die Dimensionsstabilität und Hydrophobizität zu erhöhen. Der erste Teil der Arbeit ist stark vom Prozess der Kernholzbildung inspiriert, eine abgeleitete Chemie wurde verwendet, um die Zellwände von Fichte, einem Nadelholz von geringer natürlicher Dauerhaftigkeit, zu modifizieren. Kommerziell verfügbare hydrophobe Flavonoide wurden nach einem Tosylierungsschritt erfolgreich in die Zellwand eingebracht, um so „artifizielles Kernholz“ zu erzeugen. Die modifizierten Holzproben zeigten eine verringerte Wasseraufnahme, die zu erhöhter Dimensionsstabilität und Härte führte. Dieser Ansatz unterscheidet sich grundlegend von bereits etablierten Modifikationen, die hauptsächlich hypdrophile Substanzen an die Hydroxylgruppen der Zellwand anlagern. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Polymerisation von Styren in tosylierten Zellwänden. Es ist bekannt, dass es nur eine schwache Adhäsion zwischen den hydrophoben Polymeren und den hydrophilen Zellwandkomponenten gibt. Die hydrophoben Styren-Monomere wurden in die tosylierte Zellwand eingebracht und zu Polystyren polymerisiert. Wie bei der Modifikation mit Flavonoiden konnte eine erhöhte Dimensionsstabilität und reduzierte Wasseraufnahme der Zellwände beobachtet werden. Im dritten Teil der Arbeit wurde das biologisch abbaubare, hydrophobe poly(ɛ-caprolacton) in der Zellwand aufpolymerisiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Polycaprolacton in der Zellwand gebunden ist und zu einer permanenten Quellung führt (bis zu 5 %). Die Dimensionsstabilität nahm um 40 % zu und die Wasseraufnahmerate konnte um mehr als 35 % reduziert werden. Mit dieser Methode kann nicht nur dimensionsstabileres Holz realisiert werden, auch biologische Abbaubarkeit und damit eine einfache Entsorgung sind gewährleistest.

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This research investigates the efficacy of liquid-precursor thermal spray coating (TSC) as a facile wood modification technique to bring hydrophobicity and UV durability to a wooden surface. The technique was successful in depositing Cu and TiO2 particles onto southern yellow pine (SYP) veneers by using copper azole, copper quaternary, and titanium tetraisopropoxide as the precursor solutions. Using optimized settings, the average coating surface coverage of > 90% and an average coating thickness of > 5 μm were obtained. The coatings displayed up to 4H rating in the film hardness scale and up to 3B rating in adhesion strength scale, suggesting reasonable mechanical durability under mild mechanical abrasion. TSC-modified wood with TiO2 created a water repellent layer, yielding a significant increase in hydrophobicity that changed the water contact angle from 57° to 126°. Accelerated weathering test results showed that the TSC-modified wood was more resistant to discoloration compared to unmodified wood.

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Wood is a renewable resource and versatile material used in tasks ranging from tools and furniture to advanced engineering structures. Although wood is light, mechanically robust, environmentally friendly, and abundant, some inherent properties of wood, such as degradation due to moisture and UV radiation from sunlight, are less desirable for extended service life and dimensional stability. In this dissertation, a novel surface modification of wood is explored by depositing nano-sized titania particles on wood veneers and cross-laminated timber (CLT) blocks by liquid-precursor flame spray pyrolysis to confer reversible wettability switching and enhanced durability to UV irradiation. The reaction between a flame source and a titanium precursor in isopropyl alcohol under controlled air pressure created a micrometer-scale thin TiO2 coating on wood that turns the treated wood superhydrophobic with a water contact angle (WCA) of >=150°. Morphological studies suggest the coating is comprised of sub-100 nm TiO2 individual and aggregated particles, creating a very porous microstructure. The coating consists of TiO2 rich in the anatase phase (>60%) with an average crystal size of 18 and 32 nm for the anatase and rutile phases, respectively. The wettability switching characteristics of the surface of TiO2-wood veneers from superhydrophobicity to superhydrophilicity (WCA ~0°) and again back to superhydrophobicity are examined through UV exposure (0.0032 W/m2), WCA measurements, and vacuum drying at ~0.14 mbar. The color and gloss spectrometry results of the TiO2-treated CLT samples indicate that the coating offered better resistance to discoloration and gloss change than the uncoated samples during the 8-week accelerated weathering conditions. The data shows that the FSP-treated CLT samples were more than two times more effective in preventing discoloration and changes in natural luster, as evidenced by the significant differences in L*, a*, b*, and gloss values. Moreover, the FSP treatment might have played a role in preventing weathering defects, such as splits and cracks. In addition, the FSP-treated CLT specimens were able to reduce variability in the samples more effectively than the control group. Overall, the findings of the study indicate that liquid-precursor FSP has the potential to serve as a facile, economically viable, and less energy-intensive approach to modify wooden surfaces for improved hydrophobicity, as well as to provide shielding against the deteriorating impacts of UV radiation and moisture exposure. Keywords: wood modification, flame spray pyrolysis, titania coating, superhydrophobic coating, particle deposition, wettability switching

Ein Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Aufarbeitung zur anatomischen und chemischen strukturellen Zusammensetzung von vorrangig einheimischen Hölzern, um schließlich die physikalischen Eigenschaften bzw. deren Differenzen, auch im Unterschied zwischen Laub- und Nadelholz phänomenologisch im Sinne der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu verstehen. Die Verbesserung von holzphysikalischen Defiziten wird im Rahmen der Arbeit hauptsächlich mithilfe von physikalischen Verfahren erläutert. Dazu erfolgen ausführliche Beschreibungen zum mechanischen Verdichten quer zur Faserrichtung des Holzes, der thermischen Modifikation sowie der Kombination aus beiden Verfahren. Dazu werden sowohl jeweils die verfahrenstechnischen Parameter und Vorgehensweisen als auch die resultierenden anatomischen, chemischen und den damit verbundenen physikalischen Eigenschaftsänderungen erläutert, insbesondere in Abhängigkeit der Parameteranwendung sowie im Unterschied zwischen Laub- und Nadelholz. Darüber hinaus werden bereits durchgeführte Studien zur physikalischen, chemischen und biologischen Holzmodifikation zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften von Hölzern und deren möglicher Eignung für den Musikinstrumentenbau vorgestellt, zusammengefasst und jeweils bewertet. Schließlich werden zwei ausgewählte Fallbeispiele beschrieben, welche die Zielsetzung verfolgten, einheimische Holzarten mithilfe der physikalischen Holzmodifikation als Tropenholzersatz in Konzertgitarren und Elektro-Bassgitarren bauteilspezifisch zu verwenden. Der jeweilige Lösungsansatz wurde einerseits durch Einsatz der thermischen Modifikation und andererseits mithilfe einer Kombination aus dem Plastifizieren, mechanischen Verdichten quer zur Faserrichtung und der anschließenden thermischen Modifikation verfolgt. Zur Material- und Instrumentencharakterisierung wurden hierbei verschiedene Testmethoden verwendet und bewertet.:1 Einleitung 1 1.1 Hintergrund und Motivation 1 1.2 Aufbau und Vorgehensweise 5 2 Struktureller Aufbau und relevante Eigenschaften von Holz 6 2.1 Anatomie des Holzes 6 2.2 Chemie des Holzes 18 2.3 Physik des Holzes 39 3 Holzmodifikation 91 3.1 Allgemeines 91 3.2 Verdichten quer zur Faserrichtung 95 3.3 Thermische Modifikation 119 3.4 Kombination: Querverdichten und thermische Behandlung 167 4 Holzmodifikation im Musikinstrumentenbau 185 5 Thermische Modifikation am Beispiel von Klassikgitarren 221 5.1 Grundlagen und Erwartungen 221 5.2 Technologische Umsetzung 230 5.3 Prüfmethoden und Bewertungskriterien 233 5.4 Ergebnisse und Diskussion 247 5.4.1 Allgemeines 247 5.4.2 Optik, Rohdichte und Sorption 248 5.4.3 Mechanische Kennwerte 254 5.4.4 Akustische Kennwerte 262 5.4.5 Objektives Klangverhalten (Anzupftests) 271 5.4.6 Subjektives Klangverhalten (Spieltests) 276 6 Kombination von Querverdichten und thermische Behandlung am Beispiel des Griffbrettbaus für Elektro-Bassgitarren 285 6.1 Grundlagen und Erwartungen 285 6.2 Technologische Umsetzung 291 6.3 Prüfmethoden und Bewertungskriterien 294 6.4 Ergebnisse und Diskussion 296 6.4.1 Allgemeines 296 6.4.2 Optik, Rohdichte, Sorption 298 6.4.3 Mechanische Kennwerte 312 6.4.4 Akustische Kennwerte 315 6.4.5 Objektives Klangverhalten (Anzupftests) 323 6.4.6 Subjektives Klangverhalten (Spieltests) 327 7 Zusammenfassung 330 8 Ausblick 338 Literaturverzeichnis 340 Abbildungsverzeichnis 379 Tabellenverzeichnis 394 / One part of the thesis deals with the processing of the anatomical and chemical structural composition of primarily native woods in order to finally understand the physical properties and their differences, also in the difference between hardwood and softwood phenomenologically in the sense of structure-property relationships. The improvement of wood-physical deficits is mainly explained within the scope of the work with the help of physical methods. Detailed descriptions are given of mechanical densification across the grain direction of the wood, thermal modification and the combination of both methods. The process parameters and procedures as well as the resulting anatomical, chemical and associated physical property changes are explained, in particular depending on the parameter application and the difference between hardwood and softwood. Furthermore, the work is dedicated to studies that have already taken place on physical, chemical and biological wood modification to improve the acoustic properties of woods and their possible suitability in musical instrument making, summarized and evaluated in each case. Finally, two selected case studies are described which pursued the objective of using native wood species as a component-specific substitute for tropical wood in concert guitars and electric bass guitars with the aid of physical wood modification. The respective solution approach was pursued on the one hand by using thermal modification and on the other hand by using a combination of plasticizing, mechanical densification across the grain direction and subsequent thermal modification. Various test methods were used and evaluated for both material and instrument characterization.:1 Einleitung 1 1.1 Hintergrund und Motivation 1 1.2 Aufbau und Vorgehensweise 5 2 Struktureller Aufbau und relevante Eigenschaften von Holz 6 2.1 Anatomie des Holzes 6 2.2 Chemie des Holzes 18 2.3 Physik des Holzes 39 3 Holzmodifikation 91 3.1 Allgemeines 91 3.2 Verdichten quer zur Faserrichtung 95 3.3 Thermische Modifikation 119 3.4 Kombination: Querverdichten und thermische Behandlung 167 4 Holzmodifikation im Musikinstrumentenbau 185 5 Thermische Modifikation am Beispiel von Klassikgitarren 221 5.1 Grundlagen und Erwartungen 221 5.2 Technologische Umsetzung 230 5.3 Prüfmethoden und Bewertungskriterien 233 5.4 Ergebnisse und Diskussion 247 5.4.1 Allgemeines 247 5.4.2 Optik, Rohdichte und Sorption 248 5.4.3 Mechanische Kennwerte 254 5.4.4 Akustische Kennwerte 262 5.4.5 Objektives Klangverhalten (Anzupftests) 271 5.4.6 Subjektives Klangverhalten (Spieltests) 276 6 Kombination von Querverdichten und thermische Behandlung am Beispiel des Griffbrettbaus für Elektro-Bassgitarren 285 6.1 Grundlagen und Erwartungen 285 6.2 Technologische Umsetzung 291 6.3 Prüfmethoden und Bewertungskriterien 294 6.4 Ergebnisse und Diskussion 296 6.4.1 Allgemeines 296 6.4.2 Optik, Rohdichte, Sorption 298 6.4.3 Mechanische Kennwerte 312 6.4.4 Akustische Kennwerte 315 6.4.5 Objektives Klangverhalten (Anzupftests) 323 6.4.6 Subjektives Klangverhalten (Spieltests) 327 7 Zusammenfassung 330 8 Ausblick 338 Literaturverzeichnis 340 Abbildungsverzeichnis 379 Tabellenverzeichnis 394

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aims to investigate chemical, physical, mechanical and surface properties of Eucalyptus grandis and Eucalyptus cloeziana wood subjected to different treatments of freezing and heat. To achieve this, six trees for each specie were used to prepare sample for each mechanical test. The samples were subjected to six thermal treatments. Freezing treatment was performed in a horizontal freezer at -22 ± 2°C for 72 hours, while heat treatment was performed using an oven with force air circulation at 180 and 200 ± 1°C for 3.5 hours. Sampling to perform chemical, physical and surface tests were obtained from samples used in mechanical characterization of wood. Chemical changes were evaluated quantitatively through wet process and qualitatively through infrared spectroscopy (ATR-IR). Physical properties evaluated were: weight loss, specific gravity, equilibrium moisture content, dimensional stability and hygroscopicity of wood. Mechanical evaluation was performed through static bending, impact strength, compression parallel to fibers and Janka hardness. Color and wettability of wood were evaluated using colorimetry and contact angle techniques, respectively. The main findings showed that freezing slightly affected the chemical properties of wood, in which the main changes were found in heat treatments, mainly at 200°C. Freezing improve in weight and equilibrium moisture content of wood, while heat treatment caused weight loss and decrease of equilibrium moisture content of wood. Both heat treatments improved dimensional stability of wood, however when freezing and heat was performed in a combination, they did not showed the best results. Regarding the hygroscopicity of wood, results obtained in heat treatment at 200°C should be highlighted. On the other hand, freezing treatment increased absorption of water. In general, freezing reduced mechanical properties of wood. Heat treatments increased stiffness at static bending and strength at compression parallel to fibers of wood however was responsible for reduction in other mechanical properties. Color of wood was affected mainly for heat treatments, in which a darkening of surface was observed and quantified by decrease of parameter L*. Wettability of wood slightly decreased after heat treatments. Influence of freezing on wettability of wood was related to the natural characteristic of wood from species studied because they did not showed a defined tendency. Therefore, it is believed that treatments performed in this study changed significantly the technological properties of wood. / O presente estudo teve como objetivos investigar as propriedades químicas, físicas, mecânicas e superficiais da madeira de Eucalyptus grandis e Eucalyptus cloeziana submetida a diferentes tratamentos de congelamento e termorretificação. Para tanto, foram confeccionados, a partir de seis árvores de cada espécie, corpos de prova para cada ensaio mecânico. Os corpos de prova foram submetidos a seis tratamentos térmicos. O congelamento foi realizado em um freezer horizontal sob condições de temperatura e tempo de -22 ± 2°C durante 72 horas, enquanto que a termorretificação foi realizada em uma estufa laboratorial com circulação de ar forçada, à 180 e 200 ± 1°C durante 3,5 horas. A amostragem para realização dos ensaios químicos, físicos e superficiais foram provenientes dos corpos de prova utilizados na caracterização mecânica da madeira. As modificações químicas foram avaliadas quantitativamente em ensaios via úmida e qualitativamente por espectroscopia no infravermelho (ATR-IR). As propriedades físicas avaliadas foram a perda de massa e massa específica, teor de umidade de equilíbrio, estabilidade dimensional e higroscopicidade da madeira. Para avaliação das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de flexão estática, flexão dinâmica, compressão paralela e dureza Janka. Também foram avaliadas a colorimetria e molhabilidade da madeira, por meio das técnicas de colorimetria e ângulo de contato. Os principais resultados encontrados mostraram que o congelamento pouco afetou as propriedades químicas da madeira, sendo as principais alterações oriundas do processo de termorretificação, principalmente a 200°C. O congelamento causou acréscimos na massa e no teor de umidade de equilíbrio da madeira, enquanto que a termorretificação ocasionou a perda de massa e redução do teor de umidade de equilíbrio. Os dois tratamentos térmicos causaram melhoria na estabilidade dimensional, entretanto, quando combinados, não apresentaram os melhores resultados. Para a higroscopicidade destacam-se os resultados obtidos na termorretificação a 200°C, por outro lado, o congelamento aumentou a absorção de água. De maneira geral, o congelamento causou redução nas propriedades mecânicas da madeira. A termorretificação causou aumento na rigidez a flexão estática e resistência a compressão paralela e redução nas demais propriedades mecânicas. A coloração da madeira foi afetada principalmente pela termorretificação, em que ocorreu um escurecimento superficial, quantificado pelo decréscimo do parâmetro de claridade L*. A molhabilidade da madeira diminuiu sensivelmente após a realização dos tratamentos de termorretificação. A influência do congelamento sobre a molhabilidade foi atribuída a características naturais da madeira das espécies estudadas, sem apresentar tendência definida. Dessa forma, verificou-se que os tratamentos realizados alteraram significativamente as propriedades tecnológicas da madeira.

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