
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,651,647 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,257,172 |
تاثیر مواد حفاظتی بر خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه آرد چوب - پلی اتیلن | ||
پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
دوره 31، شماره 3، مهر 1403، صفحه 137-158 اصل مقاله (1.54 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2025.22811.2076 | ||
نویسندگان | ||
احمدرضا رضانژاد* 1؛ داود رسولی2؛ مهدی مشکور3؛ محراب مدهوشی4؛ محسن بهمنی5 | ||
1دانشجوی دکتری فرآوردههای چندسازه چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
2استادیار، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
3دانشیار، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
4استاد، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
5دانشیار، گروه مهندسی صنایع مبلمان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: طی سالیان اخیر تقاضا برای استفاده از چندسازه آرد چوب-پلیاتیلن به دلیل مزایای فراوان افزایش یافته است، اما حفظ خصوصیات مکانیکی و کیفیت ظاهری و در مجموع افزایش عمر مفید چندسازههای آرد چوب-پلاستیک در طول دوره سرویس از دغدغه-های امروزه این صنعت میباشد. هوازدگی و عوامل بیولوژیکی از مواردی هستند که استفاده از چندسازه آرد چوب-پلاستیک در بیرون از ساختمان را بهواسطه مواد لیگنوسلولزی ساختار آن، دچار مشکل میکنند. این عوامل سبب ایجاد تغییرات رنگی، افزایش خاصیت آبدوستی و کاهش خواص فیزیکی و مکانیکی فراورده میشوند. مطالعات انجام شده نشان داده که با استفاده از مواد حفاظتی محلول در آب دارای عناصر مس و کروم میتوان مقاومت به هوازدگی چوب را افزایش داد. در این مطالعه، اثر تیمار ذرات چوب با مواد حفاظتی عاری از آرسنیک (ACC،CCB و ACQ) و میزان غلظت آنها بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه آردچوب-پلاستیک پلیاتیلن سنگین مورد بررسی قرارگرفت. مواد و روشها: جهت این تحقیق، از پلیمر پلیاتیلن با دانسیته بالا به میزان 50 درصد، مالئیک انیدرید پلیاتیلن به میزان 2 درصد و آرد چوب پالونیا به مقدار 48 درصد جهت ساخت چند سازهها استفاده شد. از سه نوع ماده حفاظتی (ACC،CCB و ACQ) با غلظت های صفر، 1/0، 5/0 و 1 درصد جهت تیمار آردهای چوب استفاده شد. بدین منظور، ابتدا آرد چوب در محلول مورد نظر غوطهور و در ادامه پس از قرار گیری در دمای 5±50 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 5±90 درصد جهت تثبیت مواد حفاظتی در آون خشک گردیدند. جهت ساخت نمونهها ، ابتدا اختلاط مواد اولیه به کمک دستگاه اکسترودر دو ماردون ناهمسوگرد (با دامنه حرارتی160 تا 170 درجه سانتیگراد) انجام و سپس خروجی حاصل با استفاده از آسیاب چکشی به آرد تبدیل شد و در نهایت با استفاده از دستگاه پرس هیدرولیک (دمای 170 درجه سانتیگراد، فشار 100 بار در مدت زمان 10 دقیقه پرس گرم) چندسازهها آماده شدند. یافتهها: نتایج نشان داد که تیمار ماده حفاظتی ACQ در 1/0 درصد تاثیر منفی در مقاومت کششی و تاثیر مثبت در بهبود ویژگیهای فیزیکی داشت. با افزایش غلظت این ماده حفاظتی، مدول گسیختگی و کششی به طور معنیداری کاهش و جذب آب افزایش یافت. ماده حفاظتی CCB رفتار بهتری از خود نشان داد. به طوری که نمونههای حاوی این ماده در اکثر ویژگیهای مکانیکی دارای وضعیت مطلوبتری بوده و حتی با افزایش غلظت آن خصوصیات فیزیکی بهبود یافت. در ویژگیهای مکانیکی، ماده حفاظتی ACC نیز تقریبا رفتار مشابه با ماده CCB از خود نشان داد، اما این ماده با کاهش غلظت ویژگیهای فیزیکی بهتری از خود نشان داد. نتیجهگیری: این مطالعه نشان داد که میتوان با انتخاب بهینه نوع و غلظت مواد حفاظتی، خواص مکانیکی و پایداری ابعادی چندسازههای آرد چوب-پلاستیکها را بهبود بخشید و در نتیجه امکان تولید محصولات چندسازه چوب-پلاستیکی بادوام بیشتر و کاربردهای گستردهتر در صنایع مختلف را فراهم نمود. | ||
کلیدواژهها | ||
پلیاتیلن دانسیته بالا؛ چندسازه آرد چوب-پلیاتیلن؛ مواد حفاظتی؛ خواص فیزیکی؛ خواص مکانیکی | ||
مراجع | ||
1.Yadav, S. M., Lubis, M. A. R., & Sihag, K. (2021). A comprehensive review on process and technological aspects of wood-plastic composites. J. Sylva Lestari. 9 (2), 329-356.
2.Shi, W., Ma, Y., Yang, C., Jiang, B., & Li, Z. (2017). Evaluation of a regression prediction model for surface roughness of wood–polyethylene composite (WPC). Surface Review and Letters. 24(Supp02), 1850033.
3.Ashori, A. (2013). Effects of nanoparticles on the mechanical properties of rice straw/polypropylene composites. J. of Composite Materials. 47 (2), 149-154.
4.Luo, S., Cao, J., & Peng, Y. (2014). Properties of glycerin-thermally modified wood flour/ polypropylene composites. Polymer composites. 35 (2), 201-207.
5.Kordkheili, H. Y., Farsi, M., & Rezazadeh, Z. (2013). Physical, mechanical and morphological properties of polymer composites manufactured from carbon nanotubes and wood flour. Composites Part B: Engineering. 44 (1), 750-755.
6.Kamdem, D. P., Jiang, H., Cui, W., Freed, J., & Matuana, L. M. (2004). Properties of wood plastic composites made of recycled HDPE and wood flour from CCA-treated wood removed from service. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 35 (3), 347-355.29.
7.Bledzki, A., Faruk, O., & Huque, M. (2002). Physico-mechanical studies of wood fiber reinforced composites. Polymer-Plastics Technology and Engineering. 41 (3), 435-51.
8.Dahmardeh Ghalehno, M., Kord, B., & Adlnasab, L. (2023). Evaluation of thermal degradation behavior and fire resistance performance of wood-plastic composites containing different modified clay nanoparticles. Wood Material Science & Engineering. 18 (2), 559-569.
9.Segerholm, B. K., Ibach, R. E., & Westin, M. (2012). Moisture sorption, biological durability and mechanical performance of WPC containing modified wood and polylactates. BioRecources. 7 (4), 4575-4585.
10.Esmaeli Moghadam, S. (2016). Effect of chemical modification of wood flour on long-term water absorption and thickness swelling and morphological study of wood plastic composite. J. of Wood & Forest Science and Technology. 23 (4), 175-198. [In Persian]
11.Kord, B., & Taghizadeh Haratbar, D. (2014). Influence of fiber surface treatment on the physical and mechanical properties of wood flour-reinforced polypropylene bionanocomposites. J. of Thermoplastic Composite Materials. pp. 1-14. 12.Dominkovics, Z., Dányádi, L., & Pukanszky, B. (2007). Surface modification of wood flour and its effect on the properties of PP/wood composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 38 (8), 1893-1901.
13.ASTM Standards, Vol. 08.01. (1998). D570-98: Standard test method for water absorption of plastics. New York, NY: ASTM.
14.ASTM Standards. (2010). ASTM D790-10: Standard test methods for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials. New York, NY: ASTM.
15.ASTM Standards. (2003). ASTM D 638-03: Standard test method for tensile properties of plastics. New York, NY: ASTM.
16.Yildiz, S., Yildiz, Ü., Dizman, E., Temiz, A., & Gezer, E. (2010). The effects of preacid treatment on preservative retention and compression strength of refractory spruce wood impregnated with CCA and ACQ. Wood Research. 56, 93-104.
17.Liu, R., Ruddick, J. N. R., & Jin, L. (1994). The influence of copper (II) chemicals on the weathering of treated wood, 1: ACQ treatment of wood on weathering. Document-the International Research Group on Wood Preservation (Sweden).
18.Craciun, M. F., Russo, S., Yamamoto, M., Oostinga, J. B., Morpurgo, A. F., & Tarucha, S. (2009). Trilayer graphene is a semimetal with a gate-tunable band overlap. Nature Nanotechnology. 4 (6), 383-388.
19.Yang, F., Zeng, J., Long, H., Xiao, J., Luo, Y., Gu, J., & Dong, X. (2020). Micrometer copper-zinc alloy particles-reinforced wood plastic composites with high gloss and antibacterial properties for 3D printing. Polymers. 12 (3), 621.
20.Humar, M., Zlindra, D., & Pohleven, F. (2007). Influence of wood species, treatment method and biocides concentration on leaching of copper-ethanolamine preservatives. Build. Environ. 42 (2), 578-583.
21.Yang, T. H., Wang, S. Y., Lin, C. J., Tsai, M. J., & Lin, F. C. (2007). Effect of laminate configuration on the modulus of elasticity of glulam evaluated us- ing a strain gauge method. Journal of Wood Science. 53, 31-39.
22.Aguayo, M. G., Erazo, O., Montero, C., Reyes, L., Gacitúa, W., Gómez, L., & Torres, H. (2022). Analyses of impregnation quality and mechanical properties of radiata pine wood treated with copper nanoparticle-and micronized- copper-based wood preservatives. Forests. 13 (10), 1636.
23.Mitsuhashi Gonzalez, J. M. (2007). Limiting copper loss from treated wood in or near aquatic environments. Doctoral dissertation, Oregon State University.
24.Lebow, S. T. (2010). Wood preservation. Wood handbook: wood as an engineering material: chapter 15. Centennial Ed. General Technical Report, GTR-190. Madison, WI: U.S. Dept. of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory; 15.1-15. 28p.
25.Winandy, J. E., Green, F., & Keefe, D. (2001). Treatability problems-Relationships between anatomy, chemical composition and treatability. Int. Res. Gr. Wood Prot. 32nd Annu. Meet.
26.Le, N. D., Trogen, M., Varley, R. J., Hummel, M., & Byrne, N. (2021). Effect of boric acid on the stabilisation of cellulose-lignin filaments as precursors for carbon fibres. Cellulose. 28, 729-739.
27.Gadhave, R. V., SK, V., Mahanwar, P. A., & Gadekar, P. T. (2021). Effect of addition of boric acid on thermo-mechanical properties of microcrystalline cellulose/polyvinyl alcohol blend and applicability as wood adhesive. J. of Adhesion Science and Technology. 35 (10), 1072-1086.
28.Bertolini M. S., Christoforo, A. L., & Ferro, F. S. (2014). Wood treated with CCA and CCB in the production of particle board: comparative performance. Vol. 14. In: Brazilian meeting on timber and timber structures; 28p.
29.Rude, E. F. (2007). Evaluation of Coupling Mechanisms in Wood Plastic Composites (Doctoral dissertation, Washington State University).
30.Levan, S. L., & Winandy, J. E. (1990). Effect of fire retardant treatments of wood strength: a review. Wood Fiber Science. 22, 112-131.
31.Hamel, M. P. (1988). Wood Protection Techniques and the Use of Treated Wood in Construction. Proceedings. – Forest Products Research Society, Madison, WI, pp. 54-62. 32.Laks, P. E., & Palardy, R. D. (1990). The development of borate-containing flakeboard – Proceedings of the first international conference on wood protection with diffusible preservatives. Forest Products Research Society, Madison, WI, pp. 76-79.
33.Yalinkilic, M. K., Baysal, E., & Demirci, Z. (1995). Leachability of boron from treated Douglas fir wood and alleviation of leachability by various water-repellents. In: Proc. of Environment Sym., 18–20 September, Erzurum, Turkey. pp. 501-511.
34.Ross, A. S., & Feist, W. C. (1993). The effects of CCA-treated wood on the performance of surface finishes. American Paint and Coatings J.78 (9), 41-54.
35.Islam, M. S., Hamdan, S., Rusop, M., Rahman, M. R., Ahmed, A.,S., & Idrus, M. (2012). Dimensional stability and water repellent efficiency measurement of chemially modified tropical light hard wood. BioResource. 7 (1), 1221-1231.
36.Zhu, Y., Cai, J., Hosmane, N. S., & Zhang, Y. (2022). Introduction: basic concept of boron and its physical and chemical properties. In Fundamentals and Applications of Boron Chemistry (pp. 1-57). Elsevier.
37.Graham, B. J. (2021). Catalytic and biological applications of benzoxaborolones (Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology).
38.Tshabalala, M. A., & Gangstad, J. E. (2003). Accelerated weathering of wood surfaces coated with multifunctional alkoxysilanes by sol-gel deposition. J. of Coatings Technology. 75 (943), 37-43.
39.Tascioglu, C., Cooper, P., & Ung, T. (2005). Rate and extent of adsorption of ACQ preservative components in wood. Holzforschung. 59 (5), 574-580.
40.Rangaraj, S. V., & Smith, L. V. (2000). Effects of moisture on the durability of a wood/thermoplastic composite. J. of Thermoplastic Composite Materials. 13 (2), 140-161.
41.Taib, R. M., Zauzi, N. A., Ishak, Z. M., & Rozman, H. D. (2010). Effects of photo-stabilizers on the properties of recycled high-density polyethylene (HDPE)/wood flour (WF) composites exposed to natural weathering. Malaysian Polymer J. 5 (2), 193-203.
42.Das, S., Sara, A. K., Choudhury, P. K., Basak, R. K., Mitra, B. C., Todd, T., & et al. (2000). Effect of steam pretreatment of jute fiber on dimensional stability of jute composite. J. of Applied Polymer Science. 76 (11), 1652-1661.
43.Williams, R. S., & Feist, W. C. (1985). Wood modified by inorganic salts: Mechanism and properties. I. weathering rate, water repellency, and dimensional stability of wood modified with chromium (III) nitrate versus chromic acid. Wood Fiber Science. 17, 184-198.
44.Ross, A. S., & Feist, W. C. (1991). The effects of CCA-treated wood on the performance of surface finishes. Proceedings, 87th American Wood Preservers’ Association Annual.
45.Yamauchi, S., & Doi, S. (2003). Raman spectroscopic study on the behavior of boric acid in wood. J. of Wood Science. 49, 227-234.
46.Rabbi, M. F., Islam, M. M., & Rahman, A. M. (2015). Wood preservation: Improvement of mechanical properties by vacuum pressure process. International J. of Engineering and Applied Sciences. 2 (4), 257947.
47.Lioyd, J. D., Fogel, J. L., & Vizel, A. (2001). The use of Zirconium as an inert fixative for borates in preservation. International Research Group on Wood Preservation. IRG Secretariat, Stockholm, Sweden.
48.Chio, C., Sain, M., & Qin, W. (2019). Lignin utilization: A review of lignin depolymerization from various aspects. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 107, 232-249. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 71 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 66 |