Wood treatments with siloxane materials and metal complexes for preservation purposes

Abstract

Il presente lavoro nasce dall’esigenza di sviluppare nuovi trattamenti, ad ampio spettro di azione e basso impatto ambientale, per la preservazione del legno dal degrado biotico. Per raggiungere tali obiettivi due sono i filoni di ricerca sviluppati, entrambi volti a sfruttare le proprietà deterrenti di rame, boro, zinco o argento, in forma di ioni o di nano-particelle, e mirati a incrementare il loro fissaggio alla struttura legnosa. Trattamenti di modificazione del legno a base di gel ibridi inorganico-ogranici funzionalizzati con gruppi amminici sono stati sviluppati sfruttando il processo sol-gel a partire da alcossidi di silicio, eventualmente con aggiunta di Ag, B, Cu o Zn incorporati nel gel o ad esso fissati mediante interazioni coordinative. La buona veicolazione all’interno della struttura legnosa è stata verificata mediante analisi spettroscopiche e microanalitiche, e l’incremento della resistenza al dilavamento dei cationi metallici dovuto alla presenza dello xerogel è stato dimostrato. Soluzioni acquose e organiche di chelati metallici sono state altresì testate. In particolare, formulazioni in olio di lino a base di salicilati di rame o zinco hanno evidenziato effetti preservanti dall’attacco di termiti. L’interazione e diffusione delle formulazioni preservanti all’interno della struttura legnosa, l’efficacia contro funghi e/o termiti e l’incremento di altre proprietà fisico-meccaniche del legno sono state valutate.

The present work arises from the need to achieve novel preventive treatments for the preservation of wood against fungi and termites with broad spectrum of action, low efficacy concentration, low environmental impact and good fixation into the wood. Two ways were selected to reach this aim, both exploiting the deterrent properties of Ag, B, Cu, or Zn and having the purpose to reduce their leachability. Modification of wood was performed with inorganic or hybrid inorganic-organic systems based on silica sol-gel materials (starting from alkoxysilanes) incorporating the metals or anchoring them through coordinative linkages. Satisfying wood impregnation was achieved; metals were well vehicoled by the sol inside the wooden structure as verified by means of spectroscopic and microanalytical methods. The presence of the xerogel inside wood increased leaching resistance Water and organic preservative solution of metal chelates were also tested as preservatives. In particular, zinc and copper salicylate formulations in linseed oil were developed showing preservative effects against termites. The interaction and diffusion into the wood structure, the preservative efficacy on fungi and/or termites and the improvement of other chemical or physical properties were evaluated.