ارزیابی ویژگی های چندسازه‌های چوب پلاستیک ساخته شده از باگاس بعد از هوادیدگی تسریع شده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

2 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران و استاد انستیتو تحقیقات جنگل و فراورده‌های جنگلی تروپیکال (INTROP)، دانشگاه پوترای مالزی

3 استادیارگروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

4 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

چندسازه چوب پلاستیک (WPCs) ماده مرکبی متشکل از مخلوط چوب ( به صورت آرد یا ذره های لیفی) و رزین (ترموست یا ترموپلاستیک) می‌باشد. این محصول در مصارف ساختمانی و غیر ساختمانی کاربرد بسیار دارد و از سال پیدایش تا کنون مصرف آن روندی رو به رشد داشته است. افزودن آرد چوب درون پلیمر نه تنها باعث بهبود خواص مکانیکی این محصول در مقایسه با پلیمر خالص می‌شود، بلکه ویژگی شکل‌پذیری این محصول منجر به افزایش کاربرد آن نیز می‌شود. با افزایش تقاضا برای این محصول، کاهش برداشت از جنگل‌ها در پی قوانین حفاظت از جنگل‌ها و رو به رو شدن تولید کنندگان این صنعت با کمبود ماده اولیه، دیگر مواد لیگنوسلولزی به عنوان جایگزین برای آرد چوب مورد استفاده قرار گرفتند. فرآورده‌های جانبی محصولات کشاورزی مانند کنف، لیف نارگیل، سبوس برنج و باگاس (پسماند نیشکر پس از استخراج شکر) از جمله مواد لیگنوسلولزی هستند که در ساخت این محصول می‌توان از آنها به عنوان پرکننده پلیمر استفاده کرد.افزایش مصارف چندسازه چوب پلاستیک (WPC)در محیط بیرون از ساختمان بیش از پیش اهمیت دوام این فراورده را روشن می‌سازد. این محصولات هنگامی که به مدت طولانی در معرض اشعه فرابنفش (فرسایش نوری)، باران، برف و آلودگی‌های جوی بیرون از ساختمان قرار می‌گیرند، دچار تخریب می‌شوند که تغییر رنگ و کاهش ویژگی های مکانیکی از مشخصه‌های این گونه تخریب می‌باشند. امروزه بسیاری از کارخانه های تولیدی چوب پلاستیک از باگاس به عنوان ماده اولیه استفاده می‌کنند. محصولات این کارخانه ها در مصارفی چون آلاچیق سازی، رونمای ساختمان و غیره، در رنگ‌ها و طرح‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. لیکن تا کنون تحقیقی در رابطه با میزان تاثیر هوازدگی بر روی ویژگی های این سازه ساخته شده از باگاس صورت نگرفته است. در این تحقیق نمونه‌های پلی اتیلن با چگالی بالا همراه با مخلوط باگاس به صورت رنگی و غیر رنگی،  توسط دستگاه تزریق چسب (اکسترود) به صورت نما رخ (پروفیل) ساخته و به مدت 1440 ساعت تحت تاثیر هوازدگی تسریع شده قرار گرفتند. شدت تغییر و نوسان شیمیایی و مکانیک و کیفیت سطح نمونه‌ها پس از هوازدگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد استفاده از باگاس به عنوان پرکننده در پلی‌اتیلن با چگالی بالا می‌تواند تغییر رنگ ناشی از هوازدگی را در مقایسه با محصولات دیگر ساخته شده از آرد چوب کاهش دهد. استفاده از رنگدانه درون ترکیبات چندسازه چوب پلاستیک می‌تواند در برابر هوادیدگی ثبات رنگی را افزایش دهد، هر چند تاثیر مثبتی بر روی ویژگی های مکانیکی نداشته‌اند.

کلیدواژه‌ها


1- دارابی، پیوند؛ حمیده عبدل­­زاده؛ علی نقی کریمی؛ سید احمد میرشکرایی؛ کاظم دوست حسینی. (1389). تاثیر استیلاسیون و آنتی­اکسیدان بر روی هوازدگی چوب پلاستیک توسط طیف­بینی FTIR. دوفصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران، جلد 25، شماره 1، شماره صفحه 70-79

2- رشیدی، مژگان. (1386). تولید مقوا از باگاس.مجله صنایع چوب و کاغذ، شماره 36، شماره صفحه 64-65

3- Albano, C., A. Karam, et al. (2005). "Thermal, mechanical, morphological, thermogravimetric, rheological and toxicological behavior of HDPE/seaweed residues composites." Compos Struct 71: 282–8.

4- Bras, J., M. L. Hassan, et al. (2010). "Mechanical, barrier, and biodegradability properties of bagasse cellulose whiskers reinforced natural rubber nanocomposites " Industrial Crops and Products 32(3): 627-633

5- Cibulkova, Z., P. Simon, et al. (2005). "Antioxidant Activity Of p- Phenylenediamines Studied By DSC." Polymer Degradation And Stability 87: 479-486.

6- Du, H., W. Wang, et al. (2010). "Effects of pigments on the UV degradation of wood-flour/HDPE composites." Journal of Applied Polymer Science 118(2): 1068–1076.

7- Fabiyi, J. S. and A. G. McDonald (2010). "Effect of wood species on property and weathering performance of wood plastic composites." Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 41(10): 1434-1440.

8- Fabiyi, J. S. and A. G. McDonald (2010). "Physical Morphology and Quantitative Characterization of Chemical Changes of Weathered PVC/Pine Composites." J Polym Environ 18: 57–64.

9- Fabiyi, J. S., A. G. McDonald, et al. (2008). "Wood plastic composites weathering: Visual appearance and chemical changes." Polymer Degradation and Stability 93(8): 1405-1414.

10- Fuentes Talavera, F. J., J. A. Silva Guzm´an, et al. (2007). "Effect of production variables on bending properties, water absorption and thickness swelling of bagasse/plastic composite boards" IndustrialCropsand Products 26.

11- Hassan, M. L., A. P. Mathew, et al. (2010). Nanofibers from bagasse and rice straw: process optimization and properties, Wood Sci Technol.

12- Karnitz, J. O., L. Gurgel, et al. (2007). "Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse."Bioresource Technol 98: 1291–7.

13- Keener, T., R. Stuart, et al. (2004). "Maleated coupling agents for natural fibre composites." Composites A 35: 357–62.

14- Lei, Y., Q. Wu, et al. (2007). "Preparation and properties of recycled HDPE/natural fiber composites." Composites A 38: 1664–74.

15- Li, Y., C. Hu, et al. ( 2008). "Interfacial studies of sisal fiber reinforced high density polyethylene (HDPE) composites." Composites A 39: 570–8.

16- Liu, C., R. Suna, et al. (2007). "Chemical modification of ultrasound-pretreated sugarcane bagasse with maleic anhydride." Ind Crops Prod 26: 212–9.

17- Matuana, L. M., S. Jin, et al. (2011). "Ultraviolet weathering of HDPE/wood-flour composites coextruded with a clear HDPE cap layer." Polymer Degradation and Stability 96: 97-106.

18- Muasher, M. and M. Sain (2006). "The efficacy of photostabilizers on the color change of wood filled plastic composites." Polymer Degradation and Stability 91(5): 1156-1165.

19- Mulinari, D. R., H. J. C. Voorwald, et al. (2009). "Sugarcane bagasse cellulose/HDPE composites obtained by extrusion." Composites Science and Technology 69 214–219.

20- Shibata, S., R. M. Bozlur, et al. (2010). "Effects of injection temperqture on mechanical properties of bagasseépolypropylene injection moldin g composites." BioResoures 5(4): 2097-2111.

21- Sousa a, M. V. d., S. N. Monteiro a, et al. (2004). "Evaluation of pre-treatment, size and molding pressure on flexural mechanical behavior of chopped bagasse–polyester composites." Polymer Testing 23: 253–258.

22- Stark, N. M. and L. M. Matuana (2002). Photostabilization of wood flour filled HDPE composites. Annual Technical Conference, Society of Plastics Engineers. 60 (2): 2209–2213.

23- Stark, N. M. and L. M. Matuana (2003). "Ultraviolet weathering of photostabilized HDPE/wood flour composites." J. Appl. Polym. Sci. 90(10): 2609–2617.

24- Stark, N. M. and L. M. Matuana (2004). "Surface chemistry changes of weathered HDPE/wood-flour composites studied by XPS and FTIR spectroscopy." Polymer Degradation and Stability 86(1): 1-9.

25- Stark, N. M. and L. M. Matuana (2006). "Influence of photostabilizers on wood flour-HDPE composites exposed to xenon-arc radiation with and without water spray." Polymer Degradation and Stability 91(12): 3048-3056.

26- Stark, N. M. and L. M. Matuana (2007). "Characterization of weathered wood-plastic composite surfaces using FTIR spectroscopy, contact angle, and XPS." Polymer Degradation and Stability 92(10): 1883-1890.

27- Zheng, Y., D. Cao, et al. (2007). "Study on the interface modification of bagasse fibre and the mechanical properties of its composite with PVC." Composites Part A: 38: 20–5.