INSTYTUT TECHNOLOGII DREWNA WOOD TECHNOLOGY INSTITUTE DREWNO PRACE NAUKOWE DONIESIENIA KOMUNIKATY WOOD RESEARCH PAPERS REPORTS ANNOUNCEMENTS

INSTYTUT TECHNOLOGII DREWNA WOOD TECHNOLOGY INSTITUTE DREWNO PRACE NAUKOWE DONIESIENIA KOMUNIKATY WOOD RESEARCH PAPERS REPORTS ANNOUNCEMENTS Vol. 53 POZNAŃ 2010 Nr 184

Wydanie publikacji dofinansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego The journal is financially supported by Polish Ministry of Science and Higher Educations Recenzenci (Reviewers): dr inż. Mariusz Jóźwiak, dr inż. Robert Kłos, prof. dr hab. Krzysztof J. Krajewski, dr Zofia Krzoska-Adamczak, dr hab. inż. Jadwiga Zabielska- Matejuk, prof. ITD Publikacje indeksowane są w bazach danych (Publications are indexed in the databases): Science Citation Index Expanded http://thomsonreuters.com, SCOPUS http://www.scopus.com, BazTech http://baztech.icm.edu.pl, DREWINF http://www. itd.poznan.pl, The Central European Journal of Social Sciences and Humanities http://cejsh.icm.edu.pl Artykuły polskojęzyczne zawierają streszczenia w języku angielskim, a obcojęzyczne w języku polskim. Spisy treści, streszczenia i pełne teksty artykułów są dostępne na stronie www.itd.poznan.pl/pl/drewno Prace naukowe i doniesienia uzyskują 6 punktów według klasyfikacji MNiSW Polish language articles have summaries in English language, and foreign language articles have summaries in Polish language. Tables of contents, summaries, and full versions of the articles are available at www.itd.poznan.pl/en/wood Wydawca (Editorial Office): Instytut Technologii Drewna ul. Winiarska 1, 60-654 Poznań, Polska (Poland) Adres Redakcji (Publishers' address): Instytut Technologii Drewna ul. Winiarska 1, 60-654 Poznań tel. +48/61 849 24 01, +48/61 849 24 61, fax +48/61 822 43 72, e-mail: office@itd.poznan.pl Copyright by Instytut Technologii Drewna w Poznaniu Poznań 2010 ISSN 1644-3985 Projekt okładki (Cover design): Piotr Gołębniak Redaktor (Editor): Edward Grześkowiak Skład komputerowy (Computer typesetting): BookArt Poznań Druk (Print): Studio Poligrafia, ul. Bułgarska 10, 60-321 Poznań, tel. 061 867 53 72 Nakład (Edition): 520 egz.

SPIS TREŚCI CONTENTS Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK: VII Sympozjum,,Czwartorzędowe sole amoniowe i obszary ich zastosowania w gospodarce (VII Sympozjum on Quaternary ammonium salts and their application in the economy )... 5 Prace naukowe Research papers Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Juliusz PERNAK, Aleksandra KROPACZ, Mariusz KOT, Anna STANGIERSKA: Activity of new ammonium ionic liquids against fungi causing wood moulding (Aktywność nowych amoniowych cieczy jonowych wobec grzybów wywołujących pleśnienie drewna)... 11 Andrzej FOJUTOWSKI, Andrzej NOSKOWIAK, Mariusz KOT, Aleksandra KROPACZ, Anna STANGIERSKA: The assessment of mechanical properties of wood treated with ionic liquids (Ocena właściwości mechanicznych drewna zabezpieczonego cieczami jonowymi)... 21 Mariusz KOT, Grzegorz KOWALUK: Wood hydrophobization by ammonium ionic liquids (Hydrofobizacja drewna za pomocą amoniowych cieczy jonowych)... 39 Dorota FUCZEK, Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Juliusz PERNAK, Weronika PRZYBYLSKA: Wettability of wood surfaces treated with ionic liquids (Badania zwilżalności drewna zabezpieczonego powierzchniowo cieczami jonowymi)... 45 Iwona FRĄCKOWIAK, Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Dorota FUCZEK, Mariusz KOT: Application of ammonium ionic liquids in particleboard technology (Zastosowanie cieczy jonowych w technologii płyt wiórowych) 55 Mariusz OLEKSY, Maciej HENECZKOWSKI, Henryk GALINA, Katarzyna LECKA-SZLACHTA: The influence of bentonites modified with quaternary ammonium salts on biocidal properties of compositions of water-dilutable paints and lacquers, and mineral plasters (Wpływ bentonitów modyfikowanych czwartorzędowymi solami amoniowymi na właściwości biobójcze kompozycji farb i lakierów wodorozcieńczalnych oraz tynków mineralnych)... 65

Doniesienia Reports Grzegorz KOWALUK, Dorota FUCZEK: Screw holding performance of panels made of fibrous chips (Zdolność utrzymywania wkręta płyt wytworzonych z wiórów włóknistych)... 77 Komunikaty Announcements Grzegorz PAJCHROWSKI: 11. Światowa Konferencja Inżynierii Drewna (11 th World Conference on Timber Engineering)... 83

Drewno. Pr. Nauk. Donies. Komunik. 2010, vol. 53, nr 184 Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK 1 VII SYMPOZJUM CZWARTORZĘDOWE SOLE AMONIOWE I OBSZARY ICH ZASTOSOWANIA W GOSPODARCE Przedstawiono program Sympozjum oraz omówiono wystąpienia specjalistów zajmujących się badaniami czwartorzędowych soli amoniowych z uwzględnieniem cieczy jonowych. Słowa kluczowe: sympozjum, czwartorzędowe sole amoniowe, ciecze jonowe W dniach 1 2 lipca 2010 w Centrum Kongresowym Instytutu Ochrony Roślin w Poznaniu odbyło się kolejne już, VII Sympozjum Czwartorzędowe sole amoniowe i obszary ich zastosowania w gospodarce. Organizatorami Sympozjum był Instytut Technologii Drewna w Poznaniu, Wydział Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej, Instytut Ochrony Roślin oraz Instytut Chemii Przemysłowej. VII Sympozjum zostało objęte honorowym patronatem Wicepremiera, Ministra Gospodarki Waldemara Pawlaka i Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego prof. Barbary Kudryckiej. Uczestnikami sympozjum byli specjaliści z wyższych uczelni, instytutów naukowo-badawczych oraz przedstawiciele przemysłu, zajmujący się chemią czwartorzędowych soli amoniowych, technologią ich uzyskiwania, aplikacją w przemyśle chemicznym i w drzewnictwie, mikrobiologią, biotechnologią, ochroną środowiska, toksykologią i konserwacją. W trakcie konferencji wygłoszono 16 referatów plenarnych oraz zaprezentowano 74 postery. Otwarcia Sympozjum dokonali prof. Juliusz Pernak i doc. dr Władysław Strykowski, dyrektor Instytutu Technologii Drewna, który odczytał adresy kierowane do uczestników od Wicepremiera W. Pawlaka, Minister B. Kudryckiej i Prezydenta Poznania R. Grobelnego. Słowa powitania i życzenia owocnych obrad skierował również dyrektor Instytutu Ochrony Roślin, prof. Marek Mrówczyński. Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: j_matejuk@itd.poznan.pl

6 Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK Pierwszy prelegent, prof. Juliusz Pernak, zaprezentował ciecze jonowe jako związki wielofunkcyjne o bardzo wysokim potencjale aplikacyjnym. Zainteresowanie cieczami jonowymi narodziło się na przełomie wieku i trwa do dnia dzisiejszego. Związki te są intensywnie badane przez wiele ośrodków akademickich i przemysłowych na całym świecie. W ostatnim czasie ogłoszono już trzecią generację cieczy jonowych, w których kation lub anion, bądź jednocześnie kation i anion są aktywne biologicznie. Prelegent omówił nową grupę cieczy jonowych, opisaną jako herbicydowe ciecze jonowe, przedstawił sposoby wyznaczania właściwości fizykochemicznych, akceptowane przez międzynarodowe środowiska badawcze. Kolejny prelegent, prof. Tadeusz Praczyk (IOR), przedstawił aktywność biologiczną cieczy jonowych zawierających anion (4-chloro-2- metylofenoksy)- octanowy i anion (2,4-dichlorofenoksy)octanowy. Stwierdził, że ciecze te cechowały się lepszym działaniem na chwasty niż znane obecnie preparaty w formie soli. Biologiczna aktywność herbicydowych cieczy jonowych była porównywalna do form estrowych MCPA i 2,4-D. Ważną zaletą cieczy jonowej jako herbicydu jest bardzo niska prężność par, niskie dawki i działanie wielofunkcyjne. Prof. Mirosław Szafran (UAM) zaprezentował syntezę i właściwości spektroskopowe betain bipolarnych związków chemicznych, posiadających właściwości powierzchniowo czynne, które znalazły zastosowanie jako dodatki do szamponów, detergentów i dezodorantów. Betainy są szeroko stosowane w przędzeniu włókien, w przemyśle papierniczym ułatwiają proces drukowania oraz nadają połysk, również papierom fotograficznym, są dodawane do mikrobiocydów, środków antyseptycznych. Dr hab. Jadwiga Zabielska-Matejuk (ITD) omówiła ciecze jonowe jako skuteczne fungicydy do ochrony przed atakiem grzybów niszczących drewno, dobrze penetrujących i utrwalających się w materiale lignocelulozowym. Zwróciła uwagę na dobrą aktywność grzybobójczą herbicydowych cieczy jonowych, podkreślając wielofunkcyjność tych związków. Przedstawiła wpływ cieczy jonowych na zmniejszenie nasiąkliwości drewna, jak również kinetykę i izotermy adsorpcji tych związków na drewnie sosny. Badany mechanizm potwierdził chemiczny charakter adsorpcji. Tematem referatu dr Katarzyny Marteny (PP) była aktywność powierzchniowa cieczy jonowych. Amfifilowość cieczy jonowych jest bardzo istotnym zagadnieniem, gdyż właściwości powierzchniowe i międzyfazowe mają decydujący wpływ na obszar aplikacji. W roztworach wodnych ciecze jonowe tworzą agregaty w zależności od rodzaju stosowanego kationu czy anionu oraz stężenia. Wartości krytycznego stężenia micelowania (CMC) są zbliżone lub zdecydowanie niższe niż otrzymywane dla typowych kationowych surfaktantów, co wskazuje na większą tendencje do agregacji cząsteczek cieczy jonowych.

VII Sympozjum,,Czwartorzędowe sole amoniowe i obszary ich zastosowania w gospodarce 7 Prof. Zofia Dega-Szafran (UAM) omówiła syntezę i właściwości fizykochemiczne czwartorzędowych soli 1,4- diazabicyklo-(2,2,2) oktanu. Podkreśliła kulistą budowę cząsteczek i ich przenikalność dielektryczną, wykorzystywaną w budowie kondensatorów. Kolejna prelegentka, dr Barbara Dmowska, przedstawiła sole N-Dglikozylo- i alditoliloamoniowe, ich syntezy i właściwości przeciwgrzybowe oraz wyniki badań cytotoksyczności i mutagenności. Badania wpływu czwartorzędowych soli amoniowych na działanie osadu czynnego z oczyszczalni ścieków omówiła prof. Elżbieta Grabińska-Sota (PŚ). Wytypowane w doświadczeniu ciecze jonowe są rozkładane przez mikroorganizmy osadu czynnego w powyżej 80 procentach dla roztworu o zawartości 10 mg/l cieczy. Wystąpienie dr Ewy Janos poruszało problematykę przydatności cieczy jonowych jako rozpuszczalników w reakcji Diesla-Aldera, dzięki którym można uzyskać czysty produkt reakcji. Prelegentka nakreśliła plany badawcze chiralnych cieczy jonowych. W drugim dniu obrad przedstawiono sześć referatów plenarnych. Bardzo interesująco była omówiona przez prof. Ryszarda Kaliszana (UG) możliwość aplikacji cieczy jonowych w chromatografii cienkowarstwowej, pozwalających na rozwinięcie chromatogramów i lepszy rozdział substancji analizowanych. Prof. Grzegorz Węgrzyn (UG) przedstawił wyniki badań wykrywania mutagenności związków chemicznych, w tym cieczy jonowych, mechanizm mutacji w budowie DNA oraz nowe testy biologiczne na bakteriach przydatne w badaniach mutagenności substancji chemicznych. Równowagi fazowe oraz właściwości ekstrakcyjne cieczy jonowych były przedmiotem wystąpienia prof. Urszuli Domańskiej-Żelaznej (PW). Ciecze jonowe mogą być stosowane do rozdziału podobnych rozpuszczalników aromatycznych i alifatycznych. Wyznaczono współczynniki aktywności w rozcieńczeniu nieskończenie wielkim. Zastosowanie cieczy jonowych soli tetraalkiloamonowych w syntezie organicznej katalizowanej związkami palladu przedstawiła prof. Anna Trzeciak (UW). Podkreśliła, że ciecze jonowe mogą służyć również jako katalizatory, podnosząc wydajność reakcji nawet do kilkudziesięciu procent. Prof. Stefan Baj (PŚ) zreferował aplikacje cieczy jonowych w syntezie substancji nadtlenowych. Złoty jubileusz katalizy międzyfazowej był tematem wystąpienia prof. Michała Fedoryńskiego (PW). Ostatni prelegent, prof. Piotr Stepnowski (UG), omówił zastosowanie technik separacyjnych do rozdzieleń i analizy składników cieczy jonowych, oznaczania zanieczyszczenia i pozostałości. Tematem zaprezentowanych posterów był między innymi problem odkwaszania papieru. Ze względu na wielkie zniszczenia zbiorów bibliotecznych

8 Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK i archiwalnych rozpoczęto na całym świecie badania nad neutralizacją kwaśnego papieru. Przedstawione przez dr hab. Ewę Drzewińską i dr Agnieszkę Wysocką-Robak metody odkwaszania niestety nie spełniają do końca wszystkich parametrów, które decydują o skuteczności metody oraz bezpieczeństwie środowiska. Zastosowanie cieczy jonowych stwarza nową perspektywę w tej dziedzinie. Interesującym kierunkiem badań, zasygnalizowanym na konferencji, było wykorzystanie cieczy jonowych do ekstrakcji związków o charakterze grzybobójczym z kory Cinnamonium zeylanicum, porównanie z ekstrakcją za pomocą tradycyjnych rozpuszczalników organicznych oraz ocena działania otrzymanych ekstraktów w stosunku do różnorodnych patogenów grzybowych, powodujących choroby skóry człowieka, choroby roślin i pszczół, a także biodeteriorację materiałów technicznych. W celu ograniczenia rozwoju mikroorganizmów zarówno w procesie produkcji papieru, jak i w wyrobach gotowych, a także podczas przechowywania w bibliotekach, archiwach czy muzeach stosuje się różnego rodzaju biocydy. Wśród nich na uwagę zasługują coraz częściej wykorzystywane ciecze jonowe. W wyniku badań możliwości zastosowania azotanu benzalkoniowego i azotanu didecylodimetyloamoniowego w postaci kompleksów z solą sodową kwasu poliakrylowego oraz solą sodową karboksymetylocelulozy jako środków biocydowych w powłokach otrzymanych z lateksu kopolimeru etylenu z octanem winylu stwierdzono, że czwartorzędowe sole amoniowe złączone z anionowymi polimerami są stabilnymi funkcyjnymi dodatkami o charakterze biocydowym, selektywnie się uwalniającymi. W ten sposób funkcjonalizowane biocydy można wprowadzać do innych farb poprawiając ich stabilność, właściwości reologiczne i biocydowe. W ramach prezentacji posterowych przedstawiono badania dystrybucji cieczy jonowych w środowisku oraz ich sorpcji na powierzchni gleb i minerałów, oceny oddziaływania na organizmy glebowe oraz poruszono wiele innych interesujących kwestii związanych z aplikacją cieczy jonowych w różnych obszarach gospodarki. W podsumowaniu Sympozjum prof. J. Pernak podziękował wszystkim wykładowcom i uczestnikom za przedstawienie najnowszych osiągnięć w pracach nad czwartorzędowymi solami amoniowymi, podkreślił rangę tej tematyki badawczej zarówno w kraju, jak i w świecie, zapraszając wszystkich na kolejną konferencję. VII Sympozjum było współfinansowane z projektu rozwojowego realizowanego przez ITD nr POIG.01.03.01-30-74/08 pt. Ciecze jonowe w innowacyjnych technologiach związanych z przetwarzaniem surowców lignocelulozowych. W niniejszym numerze czasopisma Drewno opublikowano wyniki badań cieczy jonowych przedstawione w formie sześciu posterów podczas konferencji.

VII Sympozjum,,Czwartorzędowe sole amoniowe i obszary ich zastosowania w gospodarce 9 VII SYMPOZJUM ON QUATERNARY AMMONIUM SALTS AND THEIR APPLICATION IN THE ECONOMY Summary The Symposium programme and the latest achievements of specialist in various scientific disciplines who deal with synthesis, physical chemistry, surface and biological activity, toxicology and analytical of quaternary ammonium salts were presented. The application of quaternary ammonium salts, as well as the ionic liquids for protection of wood, wood products and paper, for catalysis, separation processes, and biomass degradation were showed. Keywords: symposium, quaternary ammonium salts, ionic liquids

Drewno. Pr. Nauk. Donies. Komunik. 2010, vol. 53, nr 184 PRACE NAUKOWE RESEARCH PAPERS Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Juliusz PERNAK, Aleksandra KROPACZ, Mariusz KOT, Anna STANGIERSKA 1 ACTIVITY OF NEW AMMONIUM IONIC LIQUIDS AGAINST FUNGI CAUSING WOOD MOULDING The results of the tests of the effectiveness of the action of new, not yet described in the literature group of biocidal ionic liquids were synthesised and presented. Those ionic liquids are derivatives of the leading structure, i.e. didecyldimethylammonium nitrate, and demonstrate strong action against mould fungi. Natural quaternary ammonium salts, mainly extracts from coconut and soybean, and from vegetable fats, were the basis for syntheses. Mycological tests were carried out on the wood of pine Pinus sylvestris L. (sapwood) in accordance with the method assumed binding for the assessment of biocide efficacy. Keywords: ionic liquids, biocidal activity, wood, moulds Introduction and aim of the research Wood is very susceptible to depreciation and processes of biological degradation caused by microorganisms. Microorganisms present in air are undesirable Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: j_matejuk@itd.poznan.pl Juliusz PERNAK, Poznan University of Technology, Poznan, Poland e-mail: Juliusz.Pernak@put.poznan.pl Aleksandra KROPACZ, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: a_kropacz@itd.poznan.pl Mariusz KOT, Poznan University of Technology,Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: m_kot@itd.poznan.pl Anna STANGIERSKA, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: a_stangierska@itd.poznan.pl

12 Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Juliusz PERNAK, Aleksandra KROPACZ, Mariusz KOT, Anna STANGIERSKA biological factor which, if allowable concentrations assumed for a certain environment are exceeded, poses a threat to people. Mould fungi account for around 70% of the whole air micro flora. In residential buildings a few dozen species of bacteria, over 400 species of moulds and a dozen or so species of fungi causing decay of wood and wood-based materials [Barabasz, Pikulicka-Dziurman 2009] may be found. Microorganisms settling so-called sick buildings are isolated from air, walls, and from furniture as well. Wood, which still is one of the most common furniture maker s and structural materials in construction industry, unfortunately is an excellent substratum for the growth of fungi, which is the reason why it becomes the main source of mould in indoor air. The main factor stimulating the growth of mould fungi in apartments is an elevated humidity of environment, i.e. above 60% of air relative humidity, although we know some species for which humidity of 30 40% is sufficient [Gutarowska, Jakubowska 2001]. Tests of microbiological contamination of usable rooms proved a high and diverse level of microbiological contamination in the tested air. The following moulds were identified: Rhizopus, Penicillium, Aspergillus, Cladosporium and Alternaria [Stach et al. 2004]. Moulding of wood is a process brought about by many species of fungi, most often growing on the surface. Usually moulding does not cause any stronger deterioration of physical and chemical properties; however it is responsible for depreciation of wood through change of its colour and making its surface pattern blurry, thus for depreciation of wood commercial value and its competitiveness in relation to other technical materials. Infected wood cannot be used in line with its intended use not only due to worsening of its aesthetics, but also because of allergenic properties of many of moulds found on it, which surely have a negative influence on health of people staying in rooms. Mould fungi and their secondary metabolites prove to be toxic to the organisms of people and animals. Numerous tests proved that they are directly responsible for many conditions of respiratory system and skin, part of cancerous diseases or numerous allergies. People who are exposed to mould infected materials for a longer period may have such symptoms of infections and allergies as: rhinitis, sinusitis, laryngitis, bronchitis, alveolitis, conjunctivitis, dermatological lesions, reduction of immune system resistance, chronic fatigue syndrome, and in unusually extreme cases damage to immune system may lead to death [Grajewski, Twarużek 2004]. Bearing in mind that wood being one of more popular materials found in human nearest environment, is at the same time a good substratum for mould growth, it requires protection that would be simultaneously solid and harmless to human. With a view to achieve that, fungicides limiting possibilities of fungi attack on wood are introduced into wood [Pernak et al. 2004, 2006; Cybulski et al. 2008; Zabielska-Matejuk 2004; Zabielska-Matejuk et al. 2009].

Activity of new ammonium ionic liquids against fungi causing wood moulding 13 Diversity of species and the resistance of mould fungi to chemical preparations poses a problem when structures of effective active substances combating this group of imperfect fungi are being designed. This paper presents attempts to develop new, not yet described in the literature biocidal ionic liquids that are derivatives of the lead structure, i.e. didecyldimethylammonium nitrate, and demonstrate strong action against mould fungi. Natural quaternary ammonium salts, mainly extracts from coconut and soybean, and from vegetable fats, were the basis for the syntheses. The aim of the research was to develop a manner of synthesising new ionic liquids and determine their efficacy against species of mould fungi that overgrow wood and wood-based materials. Test materials and methods Syntheses New, not yet described in the literature biocidal ionic liquids with ammonium cation and organic herbicide anions were synthesised: [Ciech][1], [Ciech][3], [Rok][1], [Rok][2], [BA][Glif], as well as ionic liquids with natural cation and nitrate anion: [Eth C/12][NO 3 ], [Arq1230][NO 3 ] and [Arq C35][NO 3 ] (table 1.) The synthesis of the above-mentioned ionic liquids consisted in replacement of halide anion with herbicide anion or nitrate(v) anion. The reactions were carried out in water environment with a little surplus of inorganic salt. By selecting adequate surpluses of inorganic salts participating in the synthesis and regulating the temperature and time of the ion exchange process, very pure ionic liquids, whose effectiveness not infrequently reached 98 99%, were obtained. In order to confirm the structure of the new ionic liquids, analyses using thin layer chromatography (TLC) and proton and carbon spectra of nuclear magnetic resonance ( 1 H NMR and 13 C NMR) were carried out, as well as elementary analyses. The content of ionic liquid in the product was determined using two phase titration method in chloroform-water system. The structures of ionic liquids are presented in Diagram 1 and the description is given in table 1. R 2 CH 3 N + R 1 X - CH 3 R 1, R 2 alkyl C 8 -C 18, X NO 3, herbicide,

14 Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Juliusz PERNAK, Aleksandra KROPACZ, Mariusz KOT, Anna STANGIERSKA Table 1. Tested ionic liquids Tabela 1. Badane ciecze jonowe Ionic liquid Ciecz jonowa Content of cation active substance [%] Zawartość substancji aktywnej [%] [Ciech][1] 88.0 [Ciech][3] 98.0 [Rok][1] 95.0 [Rok][2] 99.0 [BA][Glif] 95.0 [Arq1230][NO 3 ] 75.0 [Arq C35] NO 3 ] 98.0 [EthC/12][NO 3 ] 99.0 Solvent Rozpuszczalnik isopropanol izopropanol isopropanol izopropanol isopropanol/water 1:1 izopropanol/woda 1:1 isopropanol/water 1:1 izopropanol/woda 1:1 water woda water woda water woda water woda Description Opis modified structure of CIECH group products zmodyfikowana struktura produktów grupy CIECH modified structure of CIECH group products zmodyfikowana struktura produktów grupy CIECH synthesis from a market product of PCC Rokita S.A. Company synteza z produktu rynkowego firmy PCC Rokita S.A. synthesis from a market product of PCC Rokita S.A. Company synteza z produktu rynkowego firmy PCC Rokita S.A. ionic liquid with anion containing herbicide ciecz jonowa z anionem zawierającym herbicyd nitrate(v) with dodecyltrimethylammonium cation azotan(v) z kationem dodecylotrimetyloamoniowym nitrate(v) with cation obtained from coconut oil azotan(v) z kationem uzyskanym z oleju kokosowego nitrate(v) with cation obtained from natural vegetable products (coconut oil ethoxylates) azotan(v) z kationem uzyskanym z naturalnych produktów roślinnych (etoksylatów oleju kokosowego)

Activity of new ammonium ionic liquids against fungi causing wood moulding 15 Method for testing wood resistance to mould fungi Mycological tests were carried out in accordance with the method assumed binding for the assessment of biocide efficacy against mould fungi and described in ITB Instruction 355/98 [Ochrona drewna... 1998]. Water solutions, alcohol solutions (isopropanol) or water-alcohol solutions (isopropanol-water 1:1) of the tested ionic liquids were applied on the samples of pine wood (Pinus sylvestris L. (sapwood)) of the dimensions of 40 40 4 mm. The applied amount was 15, 25, 50, 100 and 150 g of pure active substance per 1 m 2 of the wood surface. After conditioning the protected samples as well as the control samples were exposed to the action of two sets of fungi. The samples were placed on agar culture medium in Petri dishes and then infected by spraying them with spore water made from the following species of mould fungi: Set I Aspergillus niger V. Tieghem, Penicillium funiculosum Thom, Paecilomyces varioti Rainier, Trichoderma viride Persoon ex Fries, Alternaria tenuis Link ex Fries, Set II Chaetomium globosum Kunze. The test material was put for 4 weeks into an incubator where the temperature was 27±2 C and relative humidity 90%. Simultaneously the vitality of spores on the control dishes with agar culture medium was checked. Unprotected pine wood was used as reference material. The assessment of mycelium growth was carried out according to a 4-degree assessment scale: 0 no visible under the microscope growth of fungi on a sample, 1 trace growth of fungi on a sample, poorly visible to the naked eye, but well visible under the microscope, or visible to the naked eye growth limited only to the brims of a sample, 2 visible to the naked eye growth of fungi on a sample, but less than 15% of the surface covered by fungus, 3 over 15% of the surface covered by fungus visible to the naked eye. The final result of a sample coverage by mould was the arithmetic mean from the assessments of six test samples from each set. The control samples should demonstrate fungi growth on over 75% of the surface of each sample. Test results and discussion The results of determinations of the degree of wood coverage by the mould fungi are presented in tables 2 and 3 and in fig. 1. The degree of mould coverage of the wood protected with [Ciech][1], [BA][Glif] ionic liquids after 4-week action of the mould fungi mixture (set I)

16 Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Juliusz PERNAK, Aleksandra KROPACZ, Mariusz KOT, Anna STANGIERSKA and where the application was 25 g/m 2 was 0, which proves very high activity of the compounds with herbicide anion against the mixture of test fungi. Table 2. The resistance of pine wood (sapwood) protected with the ionic liquids to the action of the mould fungi mixture Set I Tabela 2. Odporność drewna sosny (biel) zabezpieczonego cieczami jonowymi na działanie mieszaniny grzybów pleśniowych Zestaw I Ionic liquid Ciecz jonowa Ionic liquid application on the wood surface Naniesienie cieczy jonowej na powierzchnię drewna 15 [g/m 2 ] 25 [g/m 2 ] 50 [g/m 2 ] 100 [g/m 2 ] 150 [g/m 2 ] Surface coverage degree Stopień porośnięcia powierzchni [Ciech][1] 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 [Ciech][3] 1.0 1.0 0.8 0.2 0.0 [Rok][1] 0.8 0.3 0.3 0.2 0.0 [Rok][2] 2.0 0.7 0.0 [BA][Glif] 1.8 0.0 0.0 [Arq1230][NO 3 ] 1.8 0.7 0.3 [Arq C35][NO 3 ] 2.3 0.7 0.0 [Eth C/12][NO 3 ] 3.0 2.5 0.5 0.5 0.3 Table 3. The resistance of pine wood (sapwood) protected with the ionic liquids to the action of Chaetomium globosum fungus Set II Tabela 3. Odporność drewna sosny (biel) zabezpieczonego cieczami jonowymi na działanie grzyba Chaetomium globosum Zestaw II Ionic liquid Ciecz jonowa Ionic liquid application on the wood surface Naniesienie cieczy jonowej na powierzchnię drewna 15 [g/m 2 ] 25 [g/m 2 ] 50 [g/m 2 ] 100 [g/m 2 ] 150 [g/m 2 ] Surface coverage degree Stopień porośnięcia powierzchni [Ciech][1] 0 0 0 0 0 [Ciech][3] 0.8 0.5 0 0 0 [Rok][1] 0.3 0.2 0 0 0 [Rok][2] 0 0 0 [BA][Glif] 0 0 0 [Arq1230][NO 3 ] 0 0 0 [Arq C35][NO 3 ] 0 0 0 [Eth C/12][NO 3 ] 1.8 0.7 0 0 0

Activity of new ammonium ionic liquids against fungi causing wood moulding 17 In the case of the rest of the ionic liquids with ammonium cation and organic herbicide anions ([Ciech][3], [Rok][1], [Rok][2]) and the samples protected with the ionic liquids with natural cation and nitrate anion ([Arq1230][NO 3 ] [ArqC35][NO 3 ]) already the application of 25 g/m 2 resulted in the situation where the maximum coverage degree did not exceed 1. Such result allow classification of the protected wood as a material that is practically resistant to mould fungi (class 2). The fact that wood was well protected with [Ciech][1], [Ciech][3] and [Rok][1] liquids already at the application level of 15 g/m 2 should be well noticed. The mean mould coverage degree ranged from 0.3 to 1.0. Mean degree of mould coverage Średni stopień zapleśnienia 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 [g/m2] 15 [g/m2] 25 [g/m2] 50 [g/m2] 100 [g/m2] 150 [g/m2] 0 [Ciech][1] [Ciech][3] [Rok][1] [Rok][2] [BA] [herb1] [Arq1230][NO3] [Arq C35][NO3] [Eth C/12][NO3] Control Ionic liquids Ciecze jonowe Fig. 1. The results of determination of the resistance of pine wood protected with the ionic liquids to the action of the mould fungi Set I Mixture Rys. 1. Wyniki oznaczania odporności drewna sosny zabezpieczonego cieczami jonowymi na działanie grzybów pleśniowych Zestaw I Mieszanina In the case of Chaetomium globosum fungus the degree of coverage was 0 for application level of 50 g/m 2, which indicates exceptional efficacy of the tested ionic liquids against that species. The pine control wood demonstrated the 3. degree of coverage by mould as a result of the action of both sets of the test fungi. Conclusions 1. The seven tested ionic liquids demonstrated strong anti-mould action. In the case of Chaetomium globosum fungus (set II) already the lowest application (15 g/m 2 ) was sufficient to protect the wood effectively.

18 Jadwiga ZABIELSKA-MATEJUK, Juliusz PERNAK, Aleksandra KROPACZ, Mariusz KOT, Anna STANGIERSKA 2. The ionic liquids with ammonium cation and organic herbicide anions ([Ciech][1], [BA][Glif]) demonstrated the strongest action against the mould fungi. Those ionic liquids completely inhibited the growth of the mould mixture (set I) on the surface of protected material already when the application was 25 g per m 2 of wood. Acknowledgements This study was carried out with the financial support of the European Regional Development Found within the framework of the Innovative Economy Operational Programme in Poland, project number P016.01.03.01-30-074/08. References Barabasz W., Pikulicka-Dziurman A.[2009]: Grzyby toksynotwórcze w budownictwie mieszkaniowym, Mater. V Konf. Nauk. Rozkład i korozja mikrobiologiczna materiałów technicznych. Łódź 2009:114 Cybulski J., Wiśniewska A., Kulig-Adamiak a., Liwicka L., Cieniecka-Rosłonkiewicz A., Kita K., Fojutowski A., Nawrot J., Materna K., Pernak J. [2008]: Long-alkyl-chain quaternary ammonium lactate based ionic liquids. Chemistry A Eur. J.14:9305 Chowdhury S., Mohad R.S., Dcott J.L.[2007]: Reactivity of ionic liquids. Tetrahedron 63:2363-2389 Grajewski J., Twarużek M. [2004]: Zdrowotne aspekty oddziaływania grzybów pleśniowych i mikotoksyn. Alergy [21] 3:45 49 Gutarowska B., Jakubowska A.[2001] : Ocena zanieczyszczenia pleśniami powietrza pomieszczeń na uczelni. Mater. VI Ogólnokr. Konf. Problemy jakości powietrza wewnętrznego w Polsce Jakość powietrza w budynkach edukacyjnych. Warszawa :103 113 Ochrona drewna budowlanego przed korozją biologiczną środkami chemicznymi. Wymagania i badania. [1998]. Instrukcja ITB Nr 355/98 Pernak J., Śmiglak M., Griffin S.T., Hough W.L., Wilson T.H., Pernak A., Zabielska- Matejuk J., Fojutowski A., Kita K., Rogers R.D. [2006]: Long chain quaternary ammonium-based ionic liquids and potential applications. Green Chem. 8:1 10 Pernak J., Zabielska-Matejuk J., Kropacz A., Foksowicz-Flaczyk J. [2004]: Ionic liquids in wood preservation. Holzforschung [58] 3:286 291 Stach A., Piotraszewska-Pająk A., Stryjakowska-Sekulska M., Filipiak M., Silny W. [2004]: Mikroflora powietrza wokół i wewnątrz budynków dydaktycznych wyższej uczelni w Poznaniu. Postępy Dermatologii i Alergologii, [21] 3:121 127 Zabielska-Matejuk J., Stangierska A., Skrzypczak A. [2009]: Ciecze jonowe w ochronie drewna budowlanego przed korozja biologiczną. Ochrona przed korozją w druku Zabielska-Matejuk J. [2004]: Badania aktywności biologicznej nowych czwartorzędowych soli amoniowych metodą pożywkową i przyspieszoną metodą klockową. Drewno, [47] 172:21 36

Activity of new ammonium ionic liquids against fungi causing wood moulding 19 AKTYWOŚĆ NOWYCH AMONIOWYCH CIECZY JONOWYCH WOBEC GRZYBÓW WYWOŁUJĄCYCH PLEŚNIENIE DREWNA Streszczenie Drewno użytkowane w warunkach wysokiej wilgotności ulega deprecjacji i procesom destrukcji biologicznej wywołanej działaniem mikroorganizmów. Szczególnie jest podatne na atak grzybów pleśniowych, wywołujących powierzchniowe przebarwienia, co pogarsza estetykę drewna oraz obniża jego konkurencyjność w stosunku do innych materiałów technicznych. Różnorodność gatunkowa oraz oporność grzybów pleśniowych na preparaty chemiczne jest problemem przy opracowaniu struktur skutecznych substancji czynnych, zwalczających tę grupę grzybów niedoskonałych. Zsyntezowano nową, nieopisaną w literaturze, grupę biobójczych cieczy jonowych, pochodnych struktury wiodącej azotanu didecylodimetyloamoniowego, wykazujących silne działanie w stosunku do grzybów-pleśni. Bazą dla syntez były czwartorzędowe sole amoniowe pochodzenia naturalnego, głównie ekstrakty z kokosa, soi oraz tłuszczów roślinnych. Badania mikologiczne wykonano na drewnie sosny Pinus sylvestris L.(biel), zgodnie z metodą przyjętą jako obowiązującą w ocenie skuteczności działania biocydów. Opracowane ciecze jonowe wykazały aktywność wobec gatunku Chaetomium globosum, oraz mieszaniny: Aspergillus niger, Penicillium funiculosum, Alternaria alternata, Paecylomyces varioti, Trichoderma viride. Jako najsilniej działające ciecze jonowe wymienić należy związki o kationach: didecylodimetyloamoniowym, benzalkoniowym, dodecylotrimetyloamoniowym i cocotrimetyloamoniowym oraz szeregu anionów organicznych i nieorganicznych (również o właściwościach herbicydowych). Słowa kluczowe: ciecze jonowe, aktywność grzybobójcza, drewno, pleśnienie

Drewno. Pr. Nauk. Donies. Komunik. 2010, vol. 53, nr 184 Andrzej FOJUTOWSKI, Andrzej NOSKOWIAK, Mariusz KOT, Aleksandra KROPACZ, Anna STANGIERSKA 1 THE ASSESSMENT OF MECHANICAL PROPERTIES OF WOOD TREATED WITH IONIC LIQUIDS The impregnation of wood with wood preservatives may have an influence on its physical and mechanical properties. The knowledge about the character of that influence is of great importance for characterisation of functional properties of wood and, as a consequence, determination of its use classes. The ionic liquids (ILs) of imidazolium tetrafluoroborates series, which for instance very well penetrate into Scots pine wood, are active against wood-destroying fungi and generally have a positive, although insignificant, influence on physical and mechanical properties of wood, especially on its resistance to colour change during exposure to light. However, various ILs may differ widely in that respect. Under POIG.01.03.01-30-074/08 project investigations were undertaken to clarify the influence of didecyldimethylammonium nitrite ([DDA][NO 2 ]) and IL with didecyldimethylammonium cation and anion of herbicide character ([DDA][herbicide]) on selected physical and mechanical properties of Scots pine wood (Pinus sylvestris L.). The miniature sapwood samples were subjected to sorption with the ILs by vacuum method. The properties of the treated wood were compared with those of control wood, i.e. untreated wood, using twin specimens. The average retention of ILs in wood was on the level of 3.6kg/m 3, 7.4kg/m 3, and 18.2kg/m 3. The tested ILs had only a very small influence, from -0.5% to +1.6%, on the compression strength of wood along the grain when oven-dry wood was tested. However, at equilibrium moisture content the compression strength along the grain, bending strength, and modulus of elasticity at bending of wood treated Andrzej FOJUTOWSKI, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: a_fojutowski@itd.poznan.pl Andrzej NOSKOWIAK, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: a_noskowiak@itd.poznan.pl Mariusz KOT, Poznan University of Technology, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: m_kot@itd.poznan.pl Aleksandra KROPACZ, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: a_kropacz@itd.poznan.pl Anna STANGIERSKA, Wood Technology Institute, Poznan, Poland e-mail: a_stangierska@itd.poznan.pl

22 Andrzej FOJUTOWSKI, Andrzej NOSKOWIAK, Mariusz KOT, Aleksandra KROPACZ, Anna STANGIERSKA with ILs were distinctly lower, i.e. by 10%, 20% and 15% respectively. The equilibrium moisture content of wood treated with ILs was greater by 2-3% than that of control wood, which may be the reason for deterioration of wood mechanical properties. However, this speculation requires further investigations. Keywords: ionic liquids, wood, Scots pine, compression strength, bending strength, equilibrium moisture Introduction Ionic liquids which belong to a special class of molten salts whose melting points are at the temperatures below 100 o C, are considered as potential green and neoteric solvents [Li et al. 2004; Pernak et al. 2001; Pernak et al. 2004; Rogers, Seddon 2002; Wasserscheid, Welton 2002; Welton 1999]. The insignificant vapour pressure is a special advantage of ILs, because solvent emission to the atmosphere is very low. The synthesis, properties and application of ILs, for instance as potential wood preservatives, have been extensively studied recently [Cybulski et al. 2008; Kartal et al. 2005, 2006; Sheldon 2001; Rogers, Seddon 2002; Kubisa 2004; Pernak et al. 2004, 2005, 2006]. Some of ionic liquids, such as for example imidazolium tetrafluoroborate, lactate, pyridinium chlorides and acesulfamates, and many others, are active against wood-destroying fungi and penetrate deep into the pine wood structure [Pernak et al. 2004; Zabielska- Matejuk, Pernak 2009; Zabielska-Matejuk et al. 2010]. Ionic liquids (ILs) of imidazolium tetrafluoroborates series generally have positive, although insignificant, influence on physical and mechanical properties of wood, especially on its resistance to colour change during exposure to light [Fojutowski et al. 2007]. However, various different ILs may differ widely in that respect. For example 1-butyl-3-methylimdazolium chloride dissolves cellulose from pulp [Swatloski et al. 2002] and some imidazolium-based derivates are capable of wood liquefaction [Honglu, Tiejun 2006]. The impregnation of wood with wood preservatives may have an influence on physical and mechanical properties of wood. The knowledge about the character of that influence is of great importance for characterisation of functional properties of wood and, as a consequence, determination of its use classes presented in EN 335. Under POIG.01.03.01-30-074/08 project investigations were undertaken to clarify the influence of didecyldimethylammonium nitrite ([DDA][NO 2 ]) and IL with didecyldimethylammonium cation and anion of herbicide character ([DDA][herbicide]) on selected physical and mechanical properties of Scots pine wood (Pinus sylvestris L.). The above-mentioned ILs were used in the investigation as very interesting compounds for wood protection, because of their strong effectiveness against wood-attacking fungi [Zabielska-Matejuk et al. 2010].

The assessment of mechanical properties of wood treated with ionic liquids 23 Materials and experiment methods Wood used in the tests The Scots pine wood (Pinus sylvestris L.) came from fresh coniferous class III forest stands of the Wielkopolsko-Pomorski (III) natural forest region. Only sapwood of the wood was used. The defect-free wood, e.g. without sapstain, rot, worm holes, was gently artificially dried below 60 C before further treatment. The quality of the sapwood samples was in line with PN-EN 113 requirements. Identical (twin) samples of sapwood were cut from selected boards and used for the tests. Ionic liquids (ILs) The ILs used in the tests were prepared in the Poznan University of Technology laboratory, according to the described method [Zabielska-Matejuk et al. 2010]. The main substances used in the tests were didecyldimethylammonium nitrite ([DDA][NO 2 ]) and IL with didecyldimethylammonium cation and anion of herbicide character ([DDA][herbicide]). The concentration of each of the tested ILs was 91 97% and they were easy dissolved in propanol-2 and water-propan- 2-ol mixture. Investigated wood properties and method of their determination The following wood properties were investigated: compression strength along the grain was measured in two variants according to PN-D-04102 and in accordance with ISO 3787 using a computerised Instron apparatus with the force load range up to 50 kn and 5 mm/min rate of head movement: a) using 6 twin pairs (a pair: control specimens specimens treated with ILs solution of individual concentration) of specimens 20 20 30 mm artificially dried before the test at 103±2 C and tested oven-dry according to PN-72/C-04907, or b) using for each test series (control or treated with ILs solution of individual concentration) 30 specimens 20 20 30 mm conditioned in 65±5% relative humidity and 20±2 C to equilibrium moisture, bending strength was measured according to PN-D-04103 and modulus of elasticity (MOE) according to PN-D-04117 in accordance with ISO 3133 using 36 specimens of 20 20 300 mm for each test series; Before the test specimens were conditioned in 65±5% relative humidity and 20±2 C to equilibrium moisture. An computerised Instron apparatus with a force load

24 Andrzej FOJUTOWSKI, Andrzej NOSKOWIAK, Mariusz KOT, Aleksandra KROPACZ, Anna STANGIERSKA range up to 50 kn and 5mm/min rate of head movement was used for the tests. MOE was determined from the linear part of the force displacement curve using a standard procedure [Dias de Moraes et al. 2004], moisture content of wood according to PN-EN 13183-1. Preparation of wood specimens To minimise the effect of wood heterogeneity on the test results a special procedure for specimen collection was used. Seven specimens were cut along the grain one by one from one strip. 36 strips were used for tests of wood bending strength and modulus of elasticity at bending and 30 for tests of compression strength along the grain at equilibrium moisture content. To achieve good comparability of the test results the specimens were specially arranged: the first specimen from each strip was intended for the test with 0.5% [DDA][NO 2 ] concentration, the second with 1.0% [DDA][NO 2 ], the third with 2.5% [DDA][NO 2 ], the forth (central) was the control (not impregnated), the fifth with 2.5% [DDA][herbicide], the sixth with 1.0% [DDA][herbicide], and the seventh with 0.5% [DDA][herbicide]. The specimens for compression strength determination on oven-dry wood were cut in pairs along the grain. In each pair one sapwood sample was then treated with IL solution, while the other was used as the control (not impregnated). 12 specimens were cut from one strip for each kind of ILs and each solution concentration. Treatment of wood with IL and preparation to the tests At the room temperature [DDA][NO 2 ] and [DDA][herbicide] are highly viscous, semi-solid substances, hence their solutions were prepared to treat the wood. ILs solutions of the following concentrations were used for wood impregnation: 0.5%; 1.0% and 2.5% in water-propan-2-ol mixture (10:1). The wood specimens were impregnated with ILs solutions by vacuum-pressure method according to the procedure described in PN-EN 113. The ILs retention in wood was determined by weighing the wood samples before and after the treatment and was expressed in kg/m 3. Before the treatment the wood specimens were dried to oven-dry mass at 103±2 C. After the treatment wood specimens were conditioned to constant mass in a conditioning chamber at 20 o C and 65% relative humidity, except the specimens intended for determination of compression strength along the grain in oven-dry wood which were dried to oven-dry mass at 103±2 C. Control wood was conditioned or dried in the same way as the wood specimens treated with ILs.

The assessment of mechanical properties of wood treated with ionic liquids 25 Expression of results The absolute values of the properties were determined for individual samples. Those numbers were then used to calculate relative values ( r ) according to eq. 1: r =[(W f W c )/W c ] 100 [%] (1) where: W f represented the value for treated wood, W c represented the value for control sample. The values recorded are average, minimum and maximum values with standard deviation and coefficient of variability. The assessment of significance of changes in wood properties is based on statistical test data according to ISO 2854, PN-N-01052/03 item 3.4: Comparison of means in two populations assuming the confidence level of 95% (significance level of α = 0.05). Results and discussion Ionic liquids retention in wood specimens The results of wood impregnation with the solutions of ionic liquids [DDA][NO 2 ] and [DDA][herbicide] presented in table 1 show very even retention of the ILs in wood. The retention of ILs in wood for both ILs used and both dimensions of the wood specimens is at three levels: about 3.6 kg/m 3, 7.5 kg/m 3 Table 1. Retention of ionic liquids in Scots pine sapwood (Pinus sylvestris L.) Tabela 1. Retencja cieczy jonowych w bielu drewna sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) Ionic liquids Ciecze jonowe [DDA][NO 2 ] [DDA][herbicide] Concentration of solution [%] Stężenie roztworu [%] 2.5 1.0 0.5 2.5 1.0 0.5 Specimens for Retention of ionic liquids in wood specimens [kg/m 3 ] Próbki do Retencja cieczy jonowych w próbkach drewna [kg/m 3 ] 18.7 2 7.7 3.8 19.6 7.7 3.7 Bending Strength + MOE 1 Zginanie statyczne+moe 1 17.3 3 7.1 3.6 17.5 7.1 3.5 15.7 4 6.4 3.3 15.9 6.4 3.0 Compression strength Wytrzymałość na ściskanie 20.2 8.3 4.2 20.4 8.3 4.2 18.9 7.6 3.8 18.9 7.8 3.8 18.2 7.3 3.7 18.4 6.9 3.6 1 Modulus of elasticity at bending / Moduł sprężystości przy zginaniu 2 Maximum / Maksimum 3 Average / Średnia 4 Minimum / Minimum

26 Andrzej FOJUTOWSKI, Andrzej NOSKOWIAK, Mariusz KOT, Aleksandra KROPACZ, Anna STANGIERSKA and 18 kg/m 3 according to the ILs solutions used: 0.5%; 1.0% and 2.5%, respectively. The wood was easily saturated with the ILs solutions by vacuum-pressure method without using high-pressure, but only by changing the pressure from vacuum to atmospheric. Compression strength along the grain of oven-dry wood The values of compression strength along the grain (table 2) for the control samples ranged from 90.4 to 103.1 N mm -2 and for the samples impregnated with the ILs the strength ranged from 88.7 to 105.8 N mm -2. The variability coeffi- Table 2. Compression strength along the grain of oven-dry Scots pine sapwood (Pinus sylvestris L.) control specimens and specimens impregnated with ionic liquids Tabela 2. Wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien w stanie zupełnie suchym próbek bielu drewna sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) nasyconych cieczami jonowymi i kontrolnych Values Wartości Specimens description Opis próbek Average [N mm -2 ] Średnia [N mm -2 ] Minimum [N mm -2 ] Minimum [N mm -2 ] Maximum [N mm -2 ] Maksimum [N mm -2 ] Standard deviation [N mm -2 ] Odchylenie standardowe [N mm -2 ] Variation coefficient [%] Współczynnik zmienności [%] Twin pairs Pary bliźniacze Twin pairs Pary bliźniacze Twin pairs Pary bliźniacze Twin pairs Pary bliźniacze Twin pairs Pary bliźniacze Twin pairs Pary bliźniacze C 1 N 2 2.5% C N1.0% C N0.5% C H 3 2.5% C H1.0% C H0.5% Compression strength along the grain Wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien 95.3 94.8 99.8 101.4 98.1 97.8 97.5 98.6 98.4 97.5 96.1 97.1 90.4 93.1 99.1 99.0 93.4 93.1 95.1 94.1 91.5 88.7 93.3 95.4 101.1 97.2 101.7 104.9 103.1 102.2 100.6 102.9 102.8 105.8 98.5 99.0 3.5 1.4 1.1 2.2 3.6 3.7 1.9 3.6 4.2 6.3 2.0 1.6 3.7 1.5 1.1 2.2 3.7 3.8 2.0 3.7 4.2 6.5 2.0 1.6 1 Control, Not impregnated / Kontrola, Nienasycone 2 Impregnated with [DDA][NO 2 ] solutions / Nasycone roztworami [DDA][NO 2 ] 3 Impregnated with [DDA][herbicide] solutions / Nasycone roztworami [DDA][herbicyd]

The assessment of mechanical properties of wood treated with ionic liquids 27 cients of the control and impregnated test pieces (for all tested IL retention levels) were between 1.1 and 4.2% and about 1.5 6.5%, respectively, pointing to a little scatter of results. The values of compression strength along the grain were very close for the treated and control samples. Therefore, for the pairs of twin samples at the confidence level of 95% the mean relative differences in compression strength along the grain of about minus 0.31% to +1.60% between the samples impregnated with the ILs (on every retention level) and the control samples (table 3) proved not to have been statistically significant. It demonstrates that compression strength along the grain of oven-dry wood containing to about 19 kg/m 3 of [DDA][NO 2 ] or [DDA][herbicide] may be at the same level as that of control, not impregnated wood. Table 3. Relative changes of compression strength along grain of Scots pine sapwood (Pinus sylvestris L.) control specimens and specimens treated with ionic liquids, dried to 0% moisture content Tabela 3. Względne zmiany wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien próbek bielu drewna sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) kontrolnych i nasyconych cieczami jonowymi, wysuszonych do wilgotności 0% Ionic liquids Ciecze jonowe [DDA][NO 2 ] [DDA][herbicide] Ionic liquid concentration [%] Stężenie cieczy jonowej [%] 2.5 1.0 0.5 2.5 1.0 0.5 Relative changes of compression strength along grain [%] Względne zmiany wytrzymałości na ściskanie [%] -0.52 1.60-0.31 1.12-0.91 1.04 Compression strength along the grain of wood in equilibrium moisture condition The values of compression strength along the grain (table 4 and fig. 1) for the control samples ranged from 44.7 to 66.7 N mm -2 and for the samples impregnated with the ILs from 30.3 to 61.7 N mm -2. The variability coefficients of the control and impregnated test pieces (for all tested IL retention levels) were about 9.3% and between 9.2 and 14.2%, respectively, pointing to a relatively little scatter of results. The values of compression strength along the grain were lower by about 10% (in the range from 7.7% to 13.6%) for the wood samples impregnated with [DDA][NO 2 ] or [DDA][herbicide] than for the control samples. The level of the mean relative difference in compression strength along the grain between the impregnated and control samples at the confidence level of 95% proved to have been statistically significant. The compression strength along the