Effect of the heat treatment on the physicochemical characteristics of rubberwood: Results of thermal analysis and FTIR spectroscopy
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Shapchenkova, Olga
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Loskutov, Sergei
[3]
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Aniskina, Antonina
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Srivaro, Suthon
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Börcsök, Zoltán
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Pásztory, Zoltán
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[1] Walailak University
Walailak University
Tailandia
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[2] V.N. Sukachev Institute of Forest Siberian Branch Russian Academy of Science. Federal Research Center. Krasnoyarsk
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[3] V.N. Sukachev Institute of Forest Siberian Branch Russian Academy of Science. Federal Research Center. Krasnoyarsk, Russia.
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[4] University of Sopron. Faculty of Wood Engineering and Creative Industries. Sopron, Hungary
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- Localización: Maderas: Ciencia y tecnología, ISSN 0717-3644, ISSN-e 0718-221X, Vol. 27, Nº. 1, 2025
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Efecto del tratamiento térmico sobre las características fisicoquímicas de la madera de caucho: Resultados del análisis térmico y espectroscopia FTIR
- Enlaces
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Resumen
- español
El tratamiento térmico es un método respetuoso con el medio ambiente utilizado para mejorar las propiedades de la madera de caucho. En este trabajo, se evaluaron los cambios en la composición química, el comportamiento térmico y la cinética de degradación térmica de Hevea brasiliensis (árbol del caucho) tratada térmicamente mediante termogravimetría, calorimetría diferencial de barrido y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier. Las muestras de madera de caucho se expusieron a temperaturas de 180 °C y 220 °C en el aire bajo presión atmosférica durante 15, 25 y 35 h. El análisis térmico reveló la degradación de las hemicelulosas, un aumento en las proporciones relativas de celulosa y lignina en la madera de caucho tratada térmicamente. La descomposición térmica de la madera de caucho tratada térmicamente a 220 °C comenzó a una temperatura más alta en comparación con la madera sin tratar. Se observó un cambio en la posición de los picos en las curvas de termogravimetría diferencial y calorimetría diferencial de barrido de las muestras tratadas térmicamente, lo que indica cambios en la estructura de los polímeros de la madera. La temperatura del tratamiento térmico tuvo un efecto más fuerte en la composición química de la madera de caucho que la duración del mismo. Se produjeron cambios significativos en la composición química de la madera de caucho después de una duración del tratamiento de 15 h tanto a 180 °C como a 220 °C. La duración de 25 h y 35 h no tuvo ningún efecto sustancial adicional. Se utilizó el método isoconversional de Flynn-Wall-Ozawa para determinar la cinética de la degradación térmica de la madera de caucho no tratada y tratada térmicamente. Se encontró que los valores promedio de la energía de activación en el rango de grado de conversión de 0,05 - 0,65 (la degradación térmica de los polisacáridos) aumentaron con el aumento de la temperatura y la duración del tratamiento. Los espectros infrarrojos de transformada de Fourier demostraron alteraciones en los polímeros de la madera.
- English
Heat treatment is an environmentally friendly method used to improve properties of rubberwood. In this work, the changes in the chemical composition, thermal behavior and thermal degradation kinetics of heat-treated Hevea brasiliensis (rubber tree) were evaluated using thermogravimetry, differential scanning calorimetry, and Fourier transform infrared spectroscopy. The rubberwood samples were exposed to temperatures of 180 °C and 220 °C in air under atmospheric pressure for durations of 15 25 and 35 h. Thermal analysis revealed degradation of hemicelluloses, an increase in the relative proportions of cellulose and lignin in heat-treated rubberwood. The thermal decomposition of rubberwood heat-treated at 220 °C started at a higher temperature compared to untreated wood. A shift in the position of peaks on differential thermogravimetry and differential scanning calorimetry curves of heat-treated samples was observed, indicating changes in the structure of wood polymers. The temperature of heat treatment had a stronger effect on the chemical composition of rubberwood than duration. Significant changes in the chemical composition of rubberwood occurred after the treatment duration of 15 h at both 180 °C and 220 °C. The duration of 25 h and 35 h had no further substantial effect. The isoconversional method of Flynn-Wall-Ozawa was used to determine the kinetics of thermal degradation of untreated and heat-treated rubberwood. It is found that the average values of activation energy in the conversion degree range of 0,05 - 0,65 (the thermal degradation of polysaccharides) increased with increasing treatment temperature and duration. Fourier transform infrared spectra demonstrated alterations in wood polymers.
- español
