بررسی مقایسه ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی و ساختاری چوب راش پس از تیمار گرمایی در دو محیط فراگیر آب و بخار آب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1 استادیار گروه علوم و صنایع چوب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی

2 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

3 استاد گروه شیمی دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش تیمار گرمایی چوب راش در دو محیط فراگیر متفاوت (آب و بخارآب) در دمای Cº180 انجام شده است. سپس ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی و ساختاری آزمونه‌های تیمار شده در این دو فرایند مقایسه شدند. کاهش چگالی خشک در آزمونه‌های تیمار‌شده به روش آب‌گرمایی بیشتر از آزمونه‌های تیمار‌شده به روش بخار‌گرمایی بود. چوب راش در اثر تیمار آب‌گرمایی واکشیدگی کمتر و پایداری ابعاد بیشتری نسبت به تیمار بخار‌گرمایی پیدا کرده بود. ویژگی‌های مکانیکی (MOR, MOE) در هر دو تیمار کاهش یافت ولی کاهش مقاومت در اثر تیمار بخار‌گرمایی بیشتر بود. تغییرات ساختاری آزمونه‌ها با میکروسکوپ نوری بررسی شدند. چوب راش تیمار‌شده حساس به چین خوردگی درونی (Collapse) آوندها در هر دو محیط فراگیر آب و بخار آب بود. ترک‌های شعاعی در اطراف اشعه چوبی در هر دو تیمار دیده شدند. رسوب مواد استخراجی روی جدار سلولی و تغییر ‌شکل لیف‌های دوکی شکل (لیبریفرم) نیز در حواشی اشعه‌ها دیده شدند.
 

کلیدواژه‌ها


1- Babicki R., Grzeczynski T. and Wroblewska H. 1997: Effect of hydro-thermal treatment of green beech wood on its chemical and physic-mechanical properties, Wood Sci. Technol. 11: 125-131 (1997).

2- Boonstra M. and Tjeerdsma B. 2006: Chemical analysis of heat treated softwoods, Holz als Roh- und werkstoff 64: 204-211.

3- Boonstra M., Rijsdijk J.F., Sander C., Kegel E., Tjeerdsma B., Militz H., Acker J. van and Stevens M. 2006: Microstructural and physical aspects of heat treated wood. Part 2. Hardwoods, Maderas. Ciencia y tecnologia 8(3): 209-217.

4- Burmester A., 1981: Dimensional stabilization of wood. International Research Group on Wood Preservation, Doc. No. IRG/WP 3171.

5- Garrote G., Domínguez H. and Parajó J.C. 1999: Hydrothermal processing of lignocellulosic materials. Holz als Roh- und Werkstoff, 57(3), 191–202.

6- Gonzalez-Pena MM., Curling S.F. and Hale M.D.C. 2009: On the effect of heat on the chemical composition and dimensions of thermally modified wood. Polymer Degradation and Stability. Doi: 10.1016.

7- Hill C., 2006: Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes, John Wiley & Sons, Ltd. 239p.

8- Kartal S.N., Hwang W.J. and Imamura Y. 2008: Combined effect of boron compounds and heat treatment on wood properties: Chemical and strength properties of wood, Journal of Materials Processing Technology 198: 234-240.

9- Kocaefe D., Chaudhry B., Poncsak S., Bouazara M. and Pichette A. 2007: Thermogravimetric study of high temperature treatment of aspen: effect of treatment parameters on weight loss and mechanical properties. Journal of Materials Science 42(3):355-361. 

10- Korkut S. and Bektas I. 2008: The effects of heat treatment on physical properties of Uludağ fir (Abies bornmuellerinana Mattf.) and Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood. Forest Products Journal 58(3): 95-99. 

11- Korkut S., Kök M.S., Sevim Korkut D. and Gürleyen T. 2008: The effects of heat treatment on technological properties in Red-bud maple (Acer trautvetteri Medw.) wood. Bioresource Technology 99(6): 1538–1543.  

12- Kubojima Y., Okano T. and Ohta M. 2000: Bending strength and toughness of heat treated wood, J. Wood Sci 46:8-15.

13- Mburu F., Dumarcay S., Bocquet JF., Petrissans M. and Gerardin P. 2008: Effect of chemical modification caused by heat treatment on mechanical properties of Grevillea robusta wood. Polymer Degradation and Stability 93: 401-405.

14- McLean JD. 1951: Rate of disintegration of wood under different heating conditions. Proceedings of the American Wood Preservers Association, 47, 155–169.

15- McLean JD. 1954: Effects of heating in water on the strength properties of wood. American Wood Preservers Association Proceeding, 50: 253-80.

16- Mitchell PH. 1988: Irreversible property changes of small loblolly pine specimens heated in air, nitrogen, or oxygen. Wood and Fiber Science; 20(3): 320-55.

17- Mohebby B., Yaghoobi K., Roohnia M., 2007: Acoustic Properties of Hydrothermally Modified Mulberry (Morus alba L.) Wood; European Conference on Wood Modification 2007, 8p.

18- Poncsak S., Kocaefe D., Bouzara M. and Pichette A. 2006: Effect of High Temperature Treatment on the Mechanical Properties of Birch (Betula pendula). Wood Science and Technology 40(8): 647-663.

19- Rusche H. 1973a: Thermal degradation of wood at temperatures up to 200 deg C. I. Strength properties of wood after heat treatment. Holz als Roh- und Werkstoff, 31(7), 273–281.

20- Rusche H. 1973b: Thermal degradation of wood at temperatures up to 200 deg C. Part II. Reaction kinetics of loss of mass during heat treatment of wood. Holz als Roh- und Werkstoff, 31(8), 307–312.

21- Santos JA. 2000: Mechanical behavior of eucalyptus wood modified by heat. Wood Science and Technology 34: 39-43.

22- Seborg R.M., Tarkow H. and Stamm A.J. 1953: Effect of heat upon the dimensional stabilization of wood. Journal of the Forest Products Research Society 3(3): 59–67.

23- Sevim Korkut D., Korkut S., Bekar I., Budakçi M., Dilik T. and Çakicier N. 2008: The effects of heat treatment on physical properties and surface roughness of Turkish Hazel (Corylus colurna L.) wood. International Journal of Molecular Sciences (IJMS) 9(9): 1772-1783.

24- Stamm A.J. 1956: Thermal degradation of wood and cellulose. Industrial and Engineering Chemistry 48(3): 413–417.

25- Sundqvist B., Karlsson O. and Westermark U. 2006: Determination of formic-acid and acetic-acid concentrations formed during hydrothermal treatment of Birch wood and its relation to colour, strength and hardness, Wood Sci Technol 40: 549-561.

26- Taghiyari HR. 2010: Study on the effect of nano-silver impregnation on mechanical properties of heat-treated Poplus nigra, Wood Sci Technol DOI 10.1007/s00226-010-0343-5.

27- Talaei A. and Yaghoobi K. 2009: Physical and mechanical properties of hydrothermally modified mulberry (Morus alba L.) Wood, The International Research Group on Wood Preservation, IRG Document No. IRG/WP 09-40425.

28- Tjeerdsma B.F. and Militz H. 2006: Chemical changes in hydrothermal treated wood: FTIR analysis of combined hydrothermal and dry heat-treated wood, Holz als Roh- und werkstoff, 63: 102-111.

29- Tjeerdsma B.F., Stevens M. and Militz H. 2000: Durability of (hydro)thermal treated wood, The International Research Group on Wood Preservation, IRG Document No. IRG/WP 00-40160.

30- Viitaniemi P. and Jamsa S. 1996: Modification of wood with heat treatment, Espo 1996, VTT Juskaisuja- Publikationer 814.

31- Weiland J.J. and Guyonnet R. 1997: Retifiziertes Holz. 16, Verditchter Holzbau in Europa. Motivation, Erfahrung, Entwicklung. Dreilander Holztagung. 10. Joanneum Research Fachtage. 2-5/11/1997. Grazer Congress. Grazz. Austria.