اثرتیمار ترکیبی نانو نقره کلوئیدی-گرمآبی بر تغییرات وزن و ساختار شیمیایی ‌چوب‌ راش ایرانی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، دانشکده منابع طبیعی، گروه مهندسی چوب و کاغذ

2 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

در این تحقیق سنتز نانونقره به‌شکل کلوئیدی و اثر اصلاح ترکیبی نانونقره کلوئیدی-گرمآبی بر تغییرات وزن و ساختار شیمیایی ‌چوب گونه‌ی راش (Fagus orientalis) از طریق طیف‌سنجی FTIR بررسی شد. سطوح تیمار به 4 گروه شاهد، اشباع با نانونقره کلوئیدی، گرمابی و نانوگرمابی دسته‌بندی شدند. اصلاح گرمابی و نانوگرمابی به دو زیر گروه دمایی 150 و 170 درجه‌سانتی‌گراد و هر کدام در دو سطح زمانی 30 و 45 دقیقه تفکیک شدند که در مجموع 10 سطح تیمار را دربرداشت. نانونقره کلوئیدی مورد استفاده با غلظت ppm100 تهیه شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی، حضور، سایز و توزیع مناسب نانو ذرات کلوئیدی نقره در ‌چوب را به وضوح اثبات کرده‌است. بر اساس نتایج تغییرات وزن، اثر اصلاح گرمآبی با افزایش دما و زمان معنی‌دار بود و افزودن نانو موجب کاهش وزن بیشتر نمونه‌ها گردید که این کاهش در دمای 170 درجه‌سانتی‌گراد حداکثر بوده‌است. طیف‌سنجی FTIR نشان داد با افزایش دما و زمان تیمار گرمآبی شدت جذب در باند‌های1- cm 25/3422، 1- cm 38/2922، 1- cm 55/1740، 1- cm 50/1330، 1- cm 39/1243و 1- cm 05/1053 به‌علت شکست گروه‌های استیل همی‌سلولز‌ها و کاهش مناطق آبدوست کاهش یافت. این کاهش در نمونه‌های تیمار شده به روش نانو-گرمآبی نسبت به گرمآبی بیشتر بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


مراجع
[1]     Hill, C., 2006. Wood Modification: Chemical, Thermal, and Other Processes, John Wiley and Son, Wiley Series in Renewable Resources, 239 p.
[2]     Udaka, E. and Furuno, T., 2003. Change in crystalline structure of compressed wood by treatment with a closed heating system. Mokuzai Gakkaishi, 49(1): 1–6.
[3]     Kamdem, D.P., Pizzi, A. and Jermannaud, A., 2002. Durability of heat-treated wood. HolzRoh-Werkst, 60: 1–6.
[4]     Khademi Bami, L. and Mohebby, B., 2011. Bioresistance of poplar wood compressed by combined hydro-thermo-mechanical wood modification (CHTM): Soft rot and brown-rot. International Biodeterioration & Biodegradation, 65: 866-870.
[5]     Mohebby, B., Ilbeighi, F. and Kazemi-Najafi, S., 2007. Influence of hydrothermal modification of fibers on some physical and mechanical properties of medium density fiberboard (MDF). HolzalsRoh-und Werkstoff, 66: 213-218.
[6]     Awoyemi, L. and Westermark, U., 2005. Effects of borate impregnation on the response of wood strength to heat treatment. Wood Science and Technology, 39: 484–491.
[7]     Awoyemi, L., 2008. Prefreezing as a pre-treatment for thermal treatment of wood in soy oil. Part 1. Oil uptake, mass loss, mechanical properties and wood-water relationships. Journal of the Indian Academy of Wood Science, 5(1&2): 1–15.
[8]     Taghiyari, H. R., Rassam, G., LotfinejadSani, S. and Karimi, A., 2012. Effects of nano-silver impregnation on some mechanical properties of ice-blasted wood specimens. Journal of Tropical Forest Science, 24(1): 83–88.
[9]     Layeghi, M., Bina, M. and Hashemi, A., 2010. Investigation on the effect of nano silver on mechanical and heat transfer coefficient of particleboard. National conference in wood and paper industries. Azad Islamic university of Chaloos, May 18-19, 1-8 (In Persian).
[10] Farajallahpour, M. and Doosthoseini, K.., 2012. Effect of mat moisture content and Cu nanoparticles on heat transfer and physical and mechanical properties of poplar particleboard. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 27 (2): 360-348.
[11] Ghorbani Kookandeh, M., Taghiyari, H.R. and Siahposht, H., 2014. Effects of heat treatment and impregnation with zincoxide nanoparticles on physical, mechanical, and biological properties of beech wood. Wood science and technology, 48:727–736.
[12] Moradi Malek, B., Ghorbani Kookandeh, M., Taghiyari, H.R. and Mirshokraie, S.A., 2013. Effect of silver nanoparticles and fungal degradation on density and chemical composition of heat-treated poplar wood (Populous euroamerica). European journal of wood and wood products, 71: 491-495.
[13] Gholamian, H., Taromian, A., Doosthosseini, K. and Azadfallah, M., 2011. Investigation on the effect of clear paints, zycophil and zycosil nanoparticles on contact angle and water absorption of poplar wood. Iranian Journal of Wood and paper industries, 2(1): 17-26 (In Persian).
[14]  Kartal, S.N., Green, F. and Clausen, C.A., 2009. Do the unique properties of nanometals affect leachability or efficacy against fungi and termites? International Biodeterioration & Biodegradation, 63: 490–495.
[15] Biparva, P., Abedirad, S.M. and Kazemi, S.Y., 2015. Silver nanoparticles enhanced a novel TCPO-H2O2-safranin o chemiluminescence system for determination of 6-mercaptopurine. Spectrochimica Acta, Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 145: 454-460.
[16]  Taghiyari, H.R., 2011. Study on the effect of nano-silver impregnation on mechanical properties of heat-treated Populus nigra. Wood Science and Technology, 45: 399 – 404.
[17]  Boonstra, M.J. and Tjeerdsma, B., 2006. Chemical analysis of heat treated softwoods. Holz Roh Werkst., 64: 204-211.
[18]  Mohebby, B. and Sanaei, I., 2005. Influences of the hydro-thermal treatment on physical properties of beech wood (Fagus orientalis). The International Research Group on Wood Preservation, IRG Document No. IRG/WP 05-40303. 9 p.
[19]  Matsunaga, H., Kiguchi, M. and Evans, P., 2007. Micro-distribution of metals in wood treated with a Nano-Copper wood preservative. The International Research Group on Wood preservation, IRG Document No. IRG/WP/07-40360. 10 p.
[20] Hatefnia, H., Enayati, A.A., Doosthosseini, K. and Azadfallah, M., 2011. Determination of physical and mechanical properties of particleboard made of hygrothermal treated poplar wood particles. Wood and paper science research, 4(26): 785-797 (In Persian).
[21]  Kocaefe, D., Poncsak, S. and Boluk, Y., 2008. Effect of thermal treatment on the chemicals composition and mechanical properties of birch and aspen. BioResources, 3(2): 517-537.
[22]  Pandey, K.K., and Pitman, A.J., 2003. FTIR studies of the changes in wood chemistry following decay by brown-rot and white-rot fungi. International Biodeterior-ation & Biodegradation, 52(3): 151-160.
[23] Tjeerdsma, B.F. and Militz, H., 2005. Chemical changes in hydrothermal treated wood: FTIR analysis of combined hydro thermal and dry heat-treated wood. HolzalsRoh-und Werkstoff, 63(2): 102-111.
[24]  Ates, S., Akyildiz, M.H. and Ozdemir, H., 2009. Effects of heat treatment on calabrian pine (pinus brutia ten.) wood. BioResources, 4(3): 1032-1043.
[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 Science and Technology, 40: 549–561.