
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,747,081 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,739 |
خواص آبگریزی چوب عاملدار شده با انیدریدفتالیک در مقایسه با انیدریداستیک | ||
پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
مقاله 8، دوره 27، شماره 2، شهریور 1399، صفحه 115-130 اصل مقاله (1.14 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2020.17682.1852 | ||
نویسندگان | ||
آوا خدابخشی کولایی1؛ اصغر طارمیان* 2؛ داود افهامی سیسی3؛ علی عبدالخانی2 | ||
1کارشناسارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران، | ||
2دانشیار ، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران، | ||
3استادیار ، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: ویژگیهای آبدوستی چوب یکی از عوامل محدودکننده برای کاربرد چوب در برخی مصارف بهویژه در فضای باز است. برای حفاظت چوب در مقابل جذب رطوبت از روشهای پوششدهی، اشباع با مواد شیمیایی آبگریز مختلف و یا روشهای اصلاحی میتوان استفاده کرد. در این تحقیق، تاثیر اصلاح شیمیایی چوب با استفاده از جایگزینی گروههای هیدروکسیل با گروههای عاملی حلقوی (گروه فتالات) و زنجیر خطی کوتاه (گروه استیل) بر خواص آبگریزی آن بررسی شد. مواد و روشها: از قسمت برونچوب دو گونه صنوبر دلتوئیدس (Populous deltoides ) و نوئل ( Picea abies)، نمونه-هایی با قطر 48 میلیمتر و ضخامت 5 میلیمتر تهیه شد. قبل از عملیات اصلاح، نمونهها با استفاده از حلال ترکیبی استون و اتانول ( 2:1حجم/حجم) به مدت 8 ساعت عصارهگیری شدند. فرایند اشباع با محلول انیدریداستیک و انیدریدفتالیک به روش خلاء و فشار در دمای 120 درجهسانتیگراد برای مدت زمانهای 1، 2، 4 و 24 ساعت انجام شد. بعد از فرایند اصلاح، ابتدا نمونهها به مدت 48 ساعت با استن و سپس به مدت 48 ساعت با آب مقطر آبشویی شدند. پس از عملیات آبشویی، نمونهها در آون در دمایC ° 2±103 به مدت 24 ساعت خشک و توزین شدند. مقدار افزایش وزن (WPG)، ویژگیهای فیزیکی چوبهای اصلاح شده شامل رطوبت تعادل کاهش یافته (EMCR)، کارایی ضد رطوبت (MEE) و تر شوندگی با آزمون دینامیک زاویه تماس قطره آب به روش Sessile Drop اندازهگیری شد و با استفاده از آزمون طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز تجهیز شده با بازتابش کلی کاهش یافته ( ATR-FTIR) تغییرات شیمیایی ایجاد شده بررسی شد. یافتهها: بر اساس مطالعات ATR-FTIR، پیک مشاهده شده در عدد موجی cm-1 1732-1746 مربوط به ارتعاش کششی گروه کربونیل (C=O) تشکیل اتصالات استری در نمونههای اصلاح شده با هر دو نوع انیدرید را تایید میکند. نتایج نشان داد که اصلاح هر دو گونه چوبی با انیدریداستیک در مقایسه با انیدریدفتالیک در مدت زمان مشابه واکنش منجر به WPG و کارائی ضد رطوبت بیشتر میشود و الگوی تغییرات آنها با مدت زمان واکنش متأثر از گونه بود. دستیابی به WPG کمتر در فرایند اصلاح با فتالات می-تواند ناشی از بزرگتر بودن گروه عاملی فتالات در مقایسه با گروه عاملی استیل و بالطبع غیرقطبیتر بودن آن و نیز هیدرولیز پیوند استر حاصل از واکنش انیدریدفتالیک با گروه هیدروکسیل چوب در اثر آبشویی باشد. با این وجود، در WPG تقریبا برابر، تفاوتی بین کارائی ضدرطوبت چوبهای اصلاح شده با دو نوع انیدرید مشاهده نشد. در فرایند استیلاسیون، چوب نوئل در مقایسه با چوب صنوبر بهتر اصلاح شد ولی در فرایند اصلاح با فتالات، تفاوتی بین دو گونه چوبی مشاهده نشد. نتایج آزمون ترشوندگی نشان داد که مقدار زاویه تماس در چوب نوئل پس از اصلاح با هر دو نوع انیدرید، افزایش یافت. در حالیکه در چوب صنوبر، فقط نمونه اصلاح شده با انیدریدفتالیک با WPG زیاد، زاویه تماس بیشتری در مقایسه با نمونه شاهد داشت. نتایج همچنین نشان داد که در مقایسه با فرایند استیلاسیون، مقدار WPG چوب اصلاح شده با انیدریدفتالیک کمتر تحت تاثیر مدت زمان واکنش بود. این مسئله میتواند ناشی از واکنشپذیری کمتر گروه فتالیک با چوب در مقایسه با گروه استیل باشد. نتیجهگیری: تفاوتی بین کارائی ضدرطوبت چوب اصلاح شده با انیدرید زنجیر خطی کوتاه (انیدریداستیک) در مقایسه با انیدرید حلقوی (انیدریدفتالیک) در WPG مشابه وجود نداشت که بیانگر عدم تاثیرگذاری نوع انیدرید بر این ویژگی فیزیکی چوب است. همچنین، مقدار ترشوندگی سطح این نوع چوبهای اصلاح شده علاوه بر مقدار جایگزینی گروههای هیدروکسیل میتواند تابعی از عوامل دیگر مانند کیفیت و نفوذپذیری سطح باشد. | ||
کلیدواژهها | ||
اصلاح چوب؛ انیدرید استیک؛ انیدرید فتالیک؛ خواص آبگریزی | ||
مراجع | ||
1.Beck, G., Thybring, E.E., and Thygesen, L.G. 2018. Brown-rot fungal degradation and de-acetylation of acetylated wood. International Biodeterioration and Biodegradation. 135: 62-70.
2.Bodirlau, R., Teaca, C.A., and Spiridon, I. 2008. Chemical modification of beech wood: Effect on thermal stability. BioResources. 3: 3. 789-800.
3.Çetin, N.S., Özmen, N., and Birinci, E. 2011. Acetylation of wood with various catalysts. J. of Wood Chemistry and technology. 31: 2. 142-153.
4.Chang, H.T., and Chang, S.T. 2002. Moisture excluding efficiency and dimensional stability of wood improved by acylation. Bioresource Technology. 85: 2. 201-204.
5.Hill C.A.S. 2006. Wood modification-chemical, thermal and other processes. John Wiley and Sons Ltd, West Sussex, UK. 239p.
6.Huang, X., Kocaefe, D., Kocaefe, Y., and Pichette, A. 2018. Combined effect of acetylation and heat treatment on the physical, mechanical and biological behavior of jack pine (Pinus banksiana) wood. European J. of Wood and Wood Products. 76: 2. 525-540.
7.Jebrane, M., Pichavant, F., and Sèbe, G. 2011. A comparative study on the acetylation of wood by reaction with vinyl acetate and acetic anhydride. Carbohydrate Polymers. 83: 2. 339-345.
8.Moghaddam, M.S., Wålinder, M.E., Claesson, P.M., and Swerin, A. 2016. Wettability and swelling of acetylated and furfurylated wood analyzed by multicycle Wilhelmy plate method. Holzforschung. 70: 1. 69-77.
9.Mohebby, B. 2010. Application of ATR infrared spectroscopy in wood acetylation. J. of Agricultural Science and Technology. 10: 253-259.
10.Papadopoulos, A.N., Hill, C.A.S., and Gkaraveli, A. 2003. Determination of surface area and pore volume of holocellulose and chemically modified wood flour using the nitrogen adsorption technique. Holz als Roh-und Werkstoff. 61: 6. 453-456.
11.Passarini, L., Zelinka, S.L., Glass, S.V., and Hunt, C.G. 2017. Effect of weight percent gain and experimental method on fiber saturation point of acetylated wood determined by differential scanning calorimetry. Wood Science and Technology. 51: 6. 1291-1305.
12.Popescu, C.M., Hill, C.A.S., Curling, S., Ormondroyd, G., and Xie, Y. 2014.The water vapour sorption behaviour of acetylated birch wood: how acetylation affects the sorption isotherm and accessible hydroxyl content. J. of Materials Science. 49: 2362–2371.
13.Ramsden, M.J., Blake, F.S.R., and Fey, N.J. 1997. The effect of acetylation on the mechanical properties, hydrophobicity and dimensional stability of Pinus sylvestris. Wood Science and Technology. 31: 2. 97-104.
14.Rautkari, L., Hill, C.A.S., Curling, S., Jalaludin, Z., and Ormondroyd, G. 2013. What is the role of the accessibility of wood hydroxyl groups in controlling moisture content. J. of Material Science. 48: 6352-6356.
15.Rowell, R.M. 2014. Acetylation of wood–A review. International J. of Lignocellulosic Products. 1: 1. 1-27.
16.Tarmian, A. 2017. Effect of species on the hydroxyl accessibility of wood: results obtained by deuterium exchange. Forest and Wood Products. 70: 2. 353-360.(In Persian)
17.Thybring, E.E., Piqueras, S., Tarmian, A., and Burget, I. 2020. Water accessibility to hydroxyls confined in solid wood cell walls. Cellulose. https:// doi.org/ 10.1007/ s10570-020-03182-x | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 462 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 334 |