بررسی چقرمگی شکست و چسبندگی داخلی در تخته‌تراشه‌جهت‌دار(OSB) ساخته‌شده از چوب صنوبر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

در این تحقیق، ‌چقرمگی شکست و چسبندگی داخلی در تخته‌تراشه‌جهت‌دار (OSB) ساخته‌شده از چوب صنوبر (Populus nigra) موردبررسی قرار گرفت. بدین منظور، درصد اختلاط رزین اوره فرمالدهید به ملامین فرمالدهید (20 به 80، 40 به 60،60 به 40 و 80 به 20)، رطوبت کیک(11 و 13 درصد)، زمان پرس(5 و 7 دقیقه) و ضخامت فرآورده (12 و 16 میلی‌متر) به‌عنوان عوامل متغیر در نظر گرفته شدند. نمونه‌ها بر اساس طرح آزمایشات تاگوچی با آرایه L8(4^1 2^3) ساخته‌شده و آزمون‌های چقرمگی شکست و چسبندگی داخلی به ترتیب مطابق با استاندارد ASTM E399 و 319 EN انجام شدند. چقرمگی شکست با اندازه‌گیری ضریب شدت تنش و انرژی شکست تعیین شد. نتایج به‌دست‌آمده از درصد مشارکت و رتبه‌بندی عوامل متغیر نشان دادند درصد اختلاط رزین بیشترین تأثیر را بر چقرمگی شکست و چسبندگی داخلی OSB داشته است. زمان پرس برای ضریب شدت تنش و چسبندگی داخلی و همچنین ضخامت فراورده برای انرژی شکست دارای کمترین میزان تأثیرگذاری و درصد مشارکت بودند. درصد اختلاط UF به MF(60 به 40)، رطوبت کیک(11 درصد) و زمان پرس(7 دقیقه) و ضخامت نهایی فرآورده(12 میلی‌متر) به‌عنوان فاکتورهای انتخابی جهت ساخت OSB با بیشترین چقرمگی شکست تعیین شدند. بیشترین مقادیر انرژی شکست و ضریب شدت تنش به ترتیب J/M2 12/2944 و MPa m1/219/0 اندازه‌گیری شدند. درصد اختلاط UF به MF (20 به 80)، رطوبت کیک(13 درصد)، زمان پرس(7 دقیقه) و ضخامت نهایی فرآورده(12 میلی‌متر)، به‌عنوان بهترین ترکیب شرایط برای ساخت OSB با بیشترین چسبندگی داخلی(MPa 95/0) انتخاب شدند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Smith, I., Landis, E. and Gong, M., 2003. Fracture and fatigue in wood, John Wiley & Sons Ltd, England.

[2] Anderson, T.L., 1995. Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications, CRC Press.

[3] Aminian, M., 2014. Fracture Mechanic. Journal of Manufacturing Engineering, 45: 121-118.

[4]  Fereydoun, A. and yekta kia, F., 2010. The analysis of cracks in composite materials by method energy. The Journal of Modeling in Engineering, 7)17(:55-65.

[5] Abdolzadeh, H., Ebrahimi, Gh., Layeghi, M., Ghassemieh, M. and Mirshokraie, S.A., 2015. Fracture behavior of beech-furan wood/polymer under mode I. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 29 (4): 605-618-2015.

[6] Alexander, B., 2012. Applied Fracture Mechanics, Published by InTech, Croatia.

 [7] Wu, E.M., 1967. Application of fracture mechanics to anisotropic plates. Journal of applied Mechanics, 34(4): 967-974.

[8]. Moura, M.F.S.F., Morais, J.J.L. and Dourado, N., 2011. Mixed-mode (I + II) fracture characterization of wood bonded joints. Construction and Building Materials, 25(4): 1956- 1962.

[9]  Matsumoto, N. and Nairn, J.A., 2009. The fracture toughness of medium density fiberboard (MDF) including the effects of fiber bridging and crack–plane interference. Engineering Fracture Mechanics, 76:2748–2757.

[10] Rathke, J., Sinn, G., Weigl, M.and Muller, U., 2012. Analyzing orthotropy in the core layer of wood based panels by means of fracture mechanics. European Journal of Wood and Wood Products, 70:851–856.

[11] Rebollar, M., Perez, R. and Vidal, R., 2007. Comparison between oriented strand boards and other wood-based panels for the manufacture of furniture. Materials and Design, 28:882-888.

[12] Banoun, F., Morgan, D., Viart, M. and Zsuffa, L., 1984. The poplar: A multi-purpose tree for forestry development. Unasylva (FAO), 36(3): 23-33.

[13] Thoemen, H., Irle, M. and Sernek, M., 2010. Wood- Based Panels, An Introduction for Specialists, Published by Brunel University Press, London, England.

[14] Gunduz, G., Yapici, F., Ozcifci, A. and Kalaycioglu. H., 2011. The Effects of Adhesive Ratio and Pressure Time on Some Properties of Oriented Strand Board. BioResources, 6(2): 2118-2124.

 [15] Valentina, D., Ciobanu, O., Zeleniuc A. and Dumitrascu E., 2014. The Influence of Speed and Press Factor on Oriented Strand Board Performance in Continuous Press. BioResources, 9 (4): 6805-6816

[16] Modirrahmati, A.R. and Baghery, R., 2004. Poplar Clones Trial for three year short rotation system. Iranian journal of Forests and Poplar Research, 11(4): 613-637.

[17] Ghasemi, R., Asadi, F. and Torabi, A., 2009. Evaluation of height and diameter growth of indigenous and exotic poplar clones in one growing season. Iranian Journal of Forest, 1(4): 333-343.

[18] Roy, R.K., 2010. A primer on the Taguchi method. 2nd ed, society of manufacturing engineers. 

[19] Antony, J., and Antony, J, F., 2001. Teaching the Taguchi method to industrial engineers.  University Press, 50(4):141-149.

[20]Edalat1, H.R., Faezipour, M., Doost Hoseini, K., Tabarsa, T. and Mirshokraie, S.A., 2014.  Evaluation of Penetration Effect of Phenol Formaldehyde Resin on Internal Bonding and Tensile Strength Parallel to Surface of Oriented Strand Board. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 21 (1):149-164.

[21]Tabarsa, T. and Yadollahi, S., 2005. Effects of strand orientation and press cycle on properties of OSB made from Iranian beech strands.Journal of Agricultural sciences and Natural Resources, 12(4):162-167.

[22] Kamrani1, S., Moradifar, A., Yadollahi, S. and Saraeyan, A. R., 2013. The Investigation on Feasibility of Oriented Strand Boards to Parquet Production from Mixed Residual Veneer Popular and Beech. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 3(2):25-38.