ارزیابی تاثیر اصلاح چسب پلی وینیل استات بر ظرفیت لنگر خمشی اتصال‌ ساخته شده با پین چوبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

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

3 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

چکیده
هدف از این پژوهش بررسی تاثیر چسب اصلاح شده‌ی پلی وینیل استات بر ظرفیت لنگر خمشی اتصال‌های ساخته شده از گونه‌های راش صنوبر و نراد بوده است. در این پژوهش ظرفیت لنگر خمشی اتصال‌ با چسب اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفته و با چسب اصلاح نشده مقایسه شده است. مواد مورد استفاده در این تحقیق چسب پلی وینیل استات و گونه‌های چوبی راش، صنوبر و نراد بوده است. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت لنگر خمشی 1/47 نیوتن متر مربوط به اتصال راش با قطر پین 10 میلیمتر و چسب اصلاح شده بوده در حالی که کمترین لنگر خمشی 17/35 نیوتن متر مربوط به اتصال با گونه صنوبر با قطر 6 برای چسب اصلاح نشده بود. اصلاح چسب پلی وینیل استات با نانو سلولز و پلی وینیل الکل تاثیر مطلوبی روی خواص مکانیکی این چسب داشته که اختلاف مقاومت اتصال چسب اصلاح شده با پلی وینیل استات خالص گواه این مطلب است که علت ان می تواند افزایش ویسکوزیته چسب و کنترل میزان نفوذ آن به بافت چوب و بهبود چسبندگی باشد. از بین قطر پین های مورد مطالعه، قطر 10 میلیمتر به واسطه محیط بیشتر و به طبع آن مساحت سطح چسبندگی بیشتر، استحکام بالاتری نسبت به قطرهای 8 و 6 میلیمتر نشان داد. همانطور که قابل پیش بینی بود مقاومت اتصال گونه راش بالاتر از نراد و صنوبر بود، که دلیل اصلی آن را می توان به دانسیته بالاتر این گونه ربط داد.
کلمات کلیدی
چسب پلی‌وینیل‌استات اصلاح شده، اتصال دوبل با پین چوبی، ظرفیت لنگر خمشی، نانو کریستال سلولز

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ebrahimi, G., 2007. Engineering design of furniture structure. Tehran university publication, 491 pp.(In Persian).

[2] Eckelman, C. A., 2003. Textbook of product engineering and strength design of furniture. West Lafayette (IN): Purdue University Press.99p. 

[3] Jones, A., Lutes, R., 1993. Handbook of joinery. New York, USA: Sterling Press.148p.

[4] Carvalho, A.G., Mori, F.A., Mendes, R.F., Zanuncio, A.J.V., Silva, M.G., Mendes, L.M., Selvati , C.L. and Mori O., 2014. Use of tannin adhesive from Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville in the production of OSB panels. European Journal of Wood and Wood Products, 72: 425-432.

[5] Dunky, M., 1998. Urea-formaldehyde (UF) adhesive resins for wood. International Journal of Adhesion and Adhesives, 18: 95–107.

[6] Lopez, B.L, Mejia, A.I., Sierra, L.,1999. Biodegradability of poly(vinyl alcohol) . Polymer Engineering and Science,39:1346-1352.

[7] Sedlarik, V. N., Saha, I., Kuritka, P., Saha, P., 2007. Environmentally friendly biocomposites based on waste of the dairy industry and poly(vinyl alcohol) . Journal of Applied Polymer Science, 106(3): 1869-1879.

[8] Abdul Khalil, H.P.S., Bhat, A.H. and Ireana Yusra, A.F., 2012. Green composites from sustainable cellulose nanofibrils. a review, Carbohydrate Polymers, 87: 963-979.

[9] Dobreva, T., Benavente, R., Perena, J.M., Perez, E., Avella, M. and Garcia, M., 2010. Effect of different thermal treatments on the mechanical performance of poly (l-lactic acid) based eco-composites. Journal of Applied Polymer Science, 116: 1088-1098.

[10] Cherian B.M., Leao A.L., de Souza S.F., Costa L.M.M., de Olyveira G.M. and Kottaisamy M., 2011. Cellulose nanocomposites with nanofibres isolated from pineapple leaf fibers for medical applications. Carbohydrate Polymers, 86(4): 1790–1798.

[11] Nair, S.S., Zhu, J.Y., Deng, Y. and Ragauskas, A.J., 2013. Hydrogels prepared from cross-linked nanofibrillated cellulose. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2 (4): 772–780.

[12]  Rosilo, H.,  Kontturi, E., Seitsonen, J., Kolehmainen, E. and  Ikkala, O., 2013. Transition to reinforced state by percolating domains of intercalated brush-modified cellulose nanocrystals and poly(butadiene) in cross-linked composites based on thiol−ene click chemistry. Biomacromolecules, 14 (5): 1547–1554.

[13] Chen, Y., Liu, C., Chang, P.R., Anderson, D.P. and Huneault, M.A., 2009. Pea starch-based composite films with pea hull fibers and pea hull fiber-derived nanowhiskers. Polymer Engineering and Science, 49: 369–378.

[14] Lin N.and Dufresne A., 2013. Physical and/or chemical compatibilization of extruded cellulose nanocrystal reinforced polystyrene nanocomposites. Macromolecules, 46 (14): 5570–5583

[15] Espinosa, S.C., Kuhnt, T., Foster, E.J. and Weder, C., 2013. Isolation of thermally stable cellulose nanocrystals by phosphoric acid hydrolysis. Biomacromolecules, 14 (4): 1223–1230.

[16] Iwamoto, S., Nakagaito, A.N., Yano, H.and Nogi, M.,2005. Optically transparent composites reinforced with plant fiber-based nanofibers. Appl Phys A, 81:1109–12.

[17]  Roohani, M., Ebrahimi, Gh., Karimi, A.N., Dufran, A. and Beghasem, M.N., 1387.  Evaluation of physical, mechanical and dynamical properties of NCC/PVA based nanocomposites. Iranian journal of natural resources and wood products, 62(3):295-245. (In Persian).  

[18] Veigel, S., Muller, U., Keckes, J., Obersriebnig, M.and Gindl-Altmutter, W., 2011. Cellulose nanofibrils as filler for adhesives: effect on specific fracture energy of solid wood-adhesive bonds. Cellulose, 18:1227–1237.

[19] Veigel, S., Rathke, J., Weigl, M.and Gindl-Altmutter,W., 2012. Particleboard and oriented strand board prepared with nanocellulose-reinforced adhesive. Journal of Nanomaterials, 2012 (2012): 158503.

[20]  Altun, S., Burdurlu, E. and Kilic, M., 2010. Effect of adhesive type on the bending moment capacity of miter frame corner joints. Bioresources, 5(3): 1473-1483.

[21]  Klic, M., Burdurlu, E., Altun, S. and  Berker, O.U., 2009. The bending moment capacities of mitre frame corner joints with dovetail fittings. Wood Research, 54(3): 79-88.

[22] Dalvand, M., GH, ebrahimi., Tajvidi, M. and layeghi, M., 2014.  Investigation the stress carrying capacity of corner joints in the furniture frame fabricated with dowel. Journal of wood and  paper  industries of Iran, 5(2): 37-46.

[23] Standard Test Methods for Small Clear Specimens of Timber. Annual Book of ASTM Atandard, D 143. 2000.

[24] Roumeli, E., Papadopoulou, E., Pavlidou, E., Vourlias, G., Bikiaris, D., Paraskevopoulos, K.M. and Chrissafis, K., 2012. Synthesis, characterization and thermal analysis of urea–formaldehyde/ nanoSiO2 resins. Thermochimica Acta, 527: 33– 39.

[25]  Zhang, J. L. and Eckelman, C. A., 1993. The bending moment resistance of single–dowel corner joints in case construction. Forest Products Journal, 43(6):19–24.

[26] Kaboorani, A., Nicolas Auclair, N., Riedl, B. and Landry, V., 2016. Physical and morphological properties of UV-cured cellulose nanocrystal (CNC) based nanocomposite coatings for wood furniture. Progress in Organic Coatings, 93: 17-22.

[27] Virozub, A., Haimovich, N.and  Brandon, S., 2009. Three dimensional simulations of liquid bridges between two cylinders: Forces, Energies and Torques. Langmuir, 25:12836-12842.

[28] Lee, S.Y., Mohan, D.J., Kang, I.A., Doh, G.H., Lee, S. and Han, S., 2009. Nanocellulose Reinforced PVA Composite Films: Effects of Acid Treatment and Filler Loading. Fibers and Polymers, 10(1): 77-82.

[29] Sakurada, I., Nukushina, Y. and Ito, T., 1962. Experimental determination of elastic modulus of crystalline regions in oriented polymers. Journal of Polymer Science, 57(165):651–660.

[30] Hajji, P., Cavaillé, J. Y., Favier, V., Gauthier, C. and Vigier, G.,1996.Tensile behavior of nanocomposites from latex and cellulose whiskers. Polymer Composites, 17, 612–619.

[31]Veigel, S., Muller, U., Keckes, J., Obersriebnig, M. and Gindl-Altmutter, W., 2011. Cellulose nanofibrils as filler for adhesives: effect on specific fracture energy of solid wood-adhesive bonds. Cellulose, 18:1227–1237.

[32] Pirayesh, H., Azadfalah, M., Doosthoseini, K., Belesi, P. and  Yousefi, H., 1394. Effect of different drying methods on cellulosic nanofibers and their resulting composites. Journal of wood and  paper  industries of iran, 6(2): 285-298.

[33] Liu, Y. and  Zhu, X., 2014. Measurement of formaldehyde and VOCs emissions from wood-based panels with nanomaterial-added melamine-impregnated paper. Construction and Building Materials, 66: 132-137.

[34] Kwon, J.H., Lee, S.H., Ayrilmis, N., Han. and T.H., 2016. Tensile shear strength of wood bonded with urea–formaldehyde with different amounts of microfibrillated cellulose. International Journal of Adhesion and Adhesives, 60: 88-91.

[35] Tajvidi, M., Motie, N., Rassam, G., Falk, R.H. and Felton, C., 2010. Mechanical performance of hemp fiber polypropylene composites at different operating temperatures. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 29(5):664–674.

[36] Kaboorani, A., Riedl, B., Blanchet, P., Fellin, M., Hosseinaei, O.and Wang, S., 2012. Nanocrystalline cellulose (NCC): A renewable nano-material for polyvinyl acetate (PVA) adhesive. European Polymer, l(54):1829-1837.

[37] Smardzewski, J., 2015. Introduction to Engineering Design of Furniture. In Furniture Design (pp. 185-283). Springer, Cham.

[38] Zhang, J. L. and Eckelman, C. A., 1993. The bending moment resistance of single–dowel corner joints in case construction. Forest Products Journal, 43(6):19–24.