بررسی عملکرد فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت‌های چوب تحت تأثیر کهنگی تسریع‌یافته در شرایط آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده مهندسی مواد و فناوری‌های نوین، دانشگاه تربیت دبیر شهیدرجائی، تهران، ایران

2 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده مهندسی مواد و فناوری‌های نوین، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران

چکیده

هدف از این مقاله بررسی ‌ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی چندسازه‌های چوب پر‌کاربرد در بازار ایران قبل و بعد از کهنگی تسریع‌یافته بود. فرایند چند مرحله‌ای کهنگی تسریع‌شده طبق استاندارد ASTM D-1037 انجام‌گرفت‌. نمونه‌های مورد مطالعه از چهار نوع تخته خرده چوب صنعتی و یک نوع تخته فیبر (MDF) که از مواد لیگنوسلولزی چوبی و غیرچوبی ساخته شده بودند از شرکت‌های مختلف تهیه شدند. ویژگی‌های فیزیکی شامل دانسیته‌، جذب آب‌، واکشیدگی ضخامت بعد از غوطه‌وری طولانی‌مدت‌ و ویژگی‌های مکانیکی شامل مدول گسیختگی‌، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی قبل و بعد از اعمال کهنگی بررسی شدند. بیشترین کاهش دانسیته پس از آزمون کهنگی مربوط به نمونه‌های MDF بود، در حالیکه نمونه‌های تخته خرده چوب کاهش دانسیته کمتری داشتند. میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه‌های MDF طی غوطه‌وری طولانی‌مدت نسبت به نمونه‌های مختلف تخته خرده چوب کمتر بود، که به‌دلیل سطح صاف‌تر و نفوذ‌پذیری کمتر MDF است. در اثر کهنگی‌ و به همراه آن تخریب بخشی از اتصالات رزین و تورم دیواره، جذب آب و واکشیدگی ضخامت در تمامی تخته‌ها افزایش یافت. پس از کهنگی بیشترین میزان کاهش مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته در نمونه‌های MDF مشاهده شد، اما مقادیر مربوط به تخته خرده چوب‌ها قابل توجه بود. چسبندگی داخلی اکثر تخته‌ها قبل از کهنگی بالاتر از حد استاندارد بود، اما با اعمال کهنگی و تخریب اتصالات داخلی رزین در شرایط متناوب خشک و تر شدن تا حد معنی‌داری حتی کمتر از حد استاندارد کاهش یافت‌.

کلیدواژه‌ها


[1] Barbu, M. C., Reh, R. and Irle, M., 2017. Wood-based composites. In Materials Science and Engineering: Concepts, Methodologies, Tools, and Applications, pp: 1038-1074.
[2] DahmardehGhalehno, M., Nazerian, M. and Bayatkashkoli, A., 2013. Experimental particleboard from bagasse and industrial wood particles. International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 5(15): 1626-1631.
[3] Fathollahzadeh, A., Enayati, A. A. and Erdil, Y. Z., 2013. Effect of laboratory-accelerated aging treatment on the ultimate strength of a 4-sided MDF kitchen cabinet. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 37(5): 649-656.
[4] Vital, B. and Wilsun, J­­., 1980. Water absorbtion of particleboard and flakeboard. Wood and fiber science, 12(4): 264-271.
[5] Kojima, Y. and Suzuki, S., 2011. Evaluation of wood-based panel using thickness swelling result from accelerated aging treatments. Journal of wood science, 57(2): 126-133.
[6] Kojima­, Y­., Norita, H. and Suzuki­, sh­., 2009­. Evaluating the durability of wood-based panels using thickness swelling results from accelerated aging treatments. Forest Product Journal, 59(5): 35-41.
[7] Çolak, S., Çolakoğlu, G., Aydin, I. and Kalaycioğlu, H., 2007. Effects of steaming process on some properties of eucalyptus particleboard bonded with UF and MUF adhesives. Building and environment, 42(1): 304-309.
[8] Saad, S., Kobori, H., Kojima, Y. and Suzuki, S., 2016. Performance evaluation of wood-based panels under a mild accelerated aging treatment. Journal of wood science, 62(4): 324-331.
[9] Fathollahzadeh, A., Enayati, A. A., Erdil, Y. Z. and Tajvidi, M., 2013. Stiffness changes in MDF kitchen cabinet after accelerated aging test. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 4(1): 131-141. (In Persian).
[10] EN 317., 1993. Particleboard and fiberboard-Determination of swelling in thickness after immersion in
water. European committee for standardization.
[11] EN 310., 1993. Wood based panels-Determination of modulus of elasticity and bending strength. European
committee for standardization.
[12] EN 319., 1993. Particleboard and fiberboard-Determination of tensile strength perpendicular to the plane of
the board. European committee for standardization.
[13] Garzón, N., Sartori, D., Zuanetti, I., Barbirato, G., Ramos, R., Fiorelli, J. and Savastano, H., 2012. Durability evaluation of agro-industrial waste-based particle boards using accelerated aging cycling tests. Key Engineering Materials, 517(10): 628-634.
[14] ASTM D1037., 2001. Standard Test Methods for Evaluating Properties of Wood-Base Fiber and Particle Panel Materials.
[15] Kajita­, H., Mukudai, J. and Yano, H., 1991. Durability evalution of particleboard by accelerated aging tests. J­ournal of Wood Science and Technology, 25(3): 239-249.
[16] Doosthoseini, K., 2007. Wood composite materials manufacturing and applications. University of Tehran
press 619p. (In Persian).
[17] Korai, H., Sekino, N. and Saotome, H., 2012. Effects of outdoor exposure angle on the deterioration of wood-based board properties. Forest Products Journal, 62(3): 184-190.
[18] Korai, H., Kojima, Y. and Suzuki, S., 2015. Bending strength and internal bond strength of wood-based boards subjected to various exposure conditions. Journal of Wood Science, 61(5): 500-509.
[19] Kojima, Y. and Suzuki, S., 2011. Evaluating the durability of wood-based panels using internal bond strength results from accelerated aging treatments. Journal of wood science, 57(1): 7-13.
[20] Ghalehno, M. D., Nazerian, M. and Bayatkashkooli, A., 2011. Influence of utilization of bagasse in surface layer on bending strength of three-layer particleboard. European Journal of Wood and Wood Products, 69(4): 533-535.
[21] Enayati, A. A., Eslah, F. and Farhid, E., 2014. The Usage of Regression Models for Prediction of the Effects of Wood Species Density and Board Density on One Layered Particleboard Properties. Journal of forest and wood product, 66(4): 467- 476.
[22] Fiorelli, J., Gomide, C. A., Lahr, F. A. R., do Nascimento, M. F., de Lucca Sartori, D., Ballesteros, J. E. M. and Belini, U. L., 2014. Physico-chemical and anatomical characterization of residual lignocellulosic fibers. Cellulose, 21(5): 3269-3277.
[23] De Barros Filho, R. M., Mendes, L. M., Novack, K. M., Aprelini, L. O. and Botaro, V. R., 2011. Hybrid chipboard panels based on sugarcane bagasse, urea formaldehyde and melamine formaldehyde resin. Industrial Crops and Products, 33(2): 369-373.
[24] CAI, Z., Wu, Q., Lee, J. N. and Hiziroglu, S., 2004. Influence of Board density, Matconstruction, and chip type on performance of particleboard made from eastern redcedar. Forest Products Journal, 54(12): 226-232.
[25] Lin, H. C. and Huang, J. C., 2004. Using single image multi-processing analysis techniques to estimate the internal bond strength of particleboard. Taiwan Journal of Forest Science, 19(2): 109-117.
[26] Dias, F. M., Nascimento, M. F. D., Martinez-Espinosa, M., Lahr, F. A. R. and Valarelli, I. D. D., 2005. Relation between the compaction rate and physical and mechanical properties of particleboards. Materials Research, 8(3): 329-333.