Boron addition to non- or low-formaldehyde cross-linking reagents to enhance biological resistance and dimensional stability of wood

English. Boric acid (BA) and phenylboronic acid (PBA) were added to aqueous solutions of non- or low-formaldehyde reagents; dimethylol dihidroxy ethyleneurea (DMDHEU), glutaraldehyde (GA) and glyoxal (GX), in order benefit from their potential synergistic effects in wood. Boron addition to GA improved the anti-swelling efficiency (ASE) of wood while other combinations resulted in some decreases. Ion chromatography analysis of boron leaching supported the presumption on boron-GX complexion referred to ASE changes in the presence of boron. Although such complexations seemed to reduce boron leaching, boron appeared to decrease cross-linking efficacy of GX and to a lesser degree of DMDHEU to the wood cell wall which was understood from declining ASE of wood after boron addition. Boron addition to these reagents considerably improved the decay resistance against Tyromyces palustris and Coriolus versicolor, which are the representative test fungi of brown- and white-rot in Japanese Industrial Standard (JIS) A-9201-1991, respectively. PBA had somewhat less contribution to decay resistance of GX most possibly due to chemical complexation. GA proved superior in decay resistance to the other two reagents. Mass loss due to the Formosan termite Coptotermes formosanus attack could be reduced to a minimum with total inactivation of termites by PBA addition. BA retention did not suffice to impart complete termite resistance after ten cycles of severe weathering of the specimens. Thus, BA was found appropriate to be added to the used cross-linking agents in such service conditions where decay risk is high, while PBA combinations should be preferred if termite damage prevails.

German. Borsaeure (BA) und Phenylborsaeure (PBA) wurden zu folgenden Reagenzien ohne oder mit geringem Formaldehydgehalt in waessriger Loesung zugesetzt: Dimethylol-dihydroxyethylen-Harnstoff (DMDHEU), Glutaraldehyd (GA) und Glyoxal (GX), um moegliche synergistische Effekte im Holz zu nutzen. Borsaeurezusatz zu GA verbesserte die ASE-Eigenschaften (Dimensionsstabilitaet) von Holz, waehrend andere Kombinationen zu einem geringfuegigen Abfall fuehrten. Ionenchromatographie der Borauswaschung stuetzten die Vermutung, dass die Aenderung des ASE in Gegenwart von Borsaeure auf Borsaeure-GX-Komplexe zurueckzufuehren ist. Diese Komplexe verringern zwar die Borauswaschung, verringern aber auch die Vernetzungsfaehigkeit des GX mit der Zellwand und in geringerem Masse auch des DMDHEU. Das wurde aus dem abnehmenden ASE nach Borzugabe gefolgert. Die Borzugabe zu den genannten Reagenzien erhoeht betraechtlich die biologische Resistenz gegen Tyromyces palustris und Coriolus versicolor, die im japanischen Standardtest als Vertreter fuer Braun- bzw- Weissfaeulepilze verwendet werden. PBA liefert einen geringeren Beitrag zur Resistenzerhoehung durch GX, wahrscheinlich aufgrund der Bildung von Komplexen. GA erwies sich als den anderen Reagenzien ueberlegen. Massenverluste durch Angriff von Termiten (Coptotermes formosanus) konnten minimiert werden durch Zusatz einer PBA-Loesung. Das Rueckhaltevermoegen von BA war nicht ausreichend, um nach 10-maliger Bewitterung die Termiten zu inaktivieren. Daher ist BA eher geeignet als Zusatz zu Vernetzungsreagenzien, wenn Pilzbefall abzuwehren ist, waehrend PBA-Kombinationen bei Gefahr von Termitenbefall vorzuziehen sind.