بررسی مقاومت به پوسیدگی و ثبات ابعاد چوب صنوبرتیمار شده با ترکیب استایرن/نانو ولاستونیت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

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

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

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

چکیده

چوب بسپارهای ساخته شده با تک‌پارهای وینیل (مانند استایرن) به دلیل عدم نفوذ به دیواره‌های سلولی، مقاومت به پوسیدگی کمی داشته و نیاز به تیمار حمایتی دارند. در این مطالعه مقاومت به پوسیدگی و ثبات ابعاد چوب صنوبر (Populus deltoides) تیمار شده با استایرن و نانو ولاستونیت مورد بررسی قرار گرفت. از روش خلاء- فشار برای اشباع نمونه‌ها استفاده شد. نمونه‌های چوبی با چهار تیمار مختلف شامل نانو ولاستونیت 4 درصد، استایرن 75 درصد، نانو ولاستونیت (4 درصد) و سپس استایرن (تیمار دو مرحله ای) و همچنین مخلوط نانو ولاستونیت/استایرن (تیمار تک مرحله‌ای) اشباع شدند. اشباع چوب با تک‌پار استایرن باعث افزایش وزن قابل‌توجه نمونه‌ها شد (بیش از 50 درصد)، درحالیکه مقدار افزایش وزن در تیمار با نانو ولاستونیت حدود 1 درصد بود. واکشیدگی حجمی و مقادیر جذب آب نمونه‌های تیمار شده با نانو ولاستونیت نسبت به نمونه شاهد کمتر بود. بیشترین کاهش در مقادیر جذب آب و واکشیدگی حجمی در چوب‌بسپارهای استایرنی دیده شد. افزودن نانو ولاستونیت به استایرن اثر معنی‌داری بر روی این ویژگی‌ها نداشت. مقاومت به پوسیدگی سفید نمونه‌های تیمار شده با نانو ولاستونیت و استایرن افزایش معنی‌داری داشت. اما پس از آبشویی مقاومت نمونه‌های تیمار شده با نانو ولاستونیت از دست رفت و کم‌وبیش همانند نتایج تیمار شاهد بود. افزودن ولاستونیت باعث افزایش معنی‌دار مقاومت به پوسیدگی چوب پلیمر استایرنی حتی پس از آبشویی شد، اما مقادیر کاهش وزن نمونه‌ها کماکان قابل توجه بود. براساس نتایج این تحقیق استفاده از مواد دوست‌دار محیط زیست برای افزایش مقاومت به پوسیدگی چوب بسپارهای استایرنی توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hill, C.A.S., 2006. Wood Modification Chemical , Thermal and Other Processes. Wiley Press, 262 pages.
[2] Li, Y., Liu, Y., Wang, X., Wu, Q., Yu, H. and Li, J., 2011. Wood-Polymer Composites Prepared by In-situ Polymerization of Monomers within Wood. Journal of Applied Polymer Science, 119(6): 3207–3216
[3] Dong, X., Li, Y., Fu, Y., Gao, J. and Liu, Y., 2012. Characterization and durability of wood-polymer composite prepared by in-situ polymerization of methyl methacrylate and styrene. Scientific Research and Essays, 7(24): 2143–2149.
[4] Habibzadeh, S., Omidvar, A., Farahani, M. R. and Mashkour, M., 2014. Effect of nano-Zno on decay resistance and artificial weathering of wood polymer composite. Journal of  Nanomaterials & Molecular Nanotechnoligy, 3(3): doi:10.4172/2324-8777.1000146.
[5] Yildiz, Ü. C., Yildiz, S. and Gezer, E. D., 2005. Mechanical properties and decay resistance of wood–polymer composites prepared from fast growing species in Turkey. Bioresource Technology, 96(9): 1003-1011.
[6] Yalinkilic, M. K., Tsunoda, K., Takahashi, M., Gezer, E. D., Dwianto, W. and Nemoto, H., 1998. Enhancement of biological and physical properties of wood by boric acid-vinyl monomer combination treatment. Holzforschung-International Journal of the Biology, Chemistry, Physics and Technology of Wood, 52(6): 667-672.
[7] Dong, X., Zhuo, X., Liu, C., Wei, J., Zhang, G., Pan, R. and Li, Y., 2016. Improvement of decay resistance of wood by in-situ hybridization of reactive monomers and nano-SiO2 within wood. Applied Environmental Biotechnology, 1(2): 56-62.
[8] Clausen, C. A., 2007. Nanotechnology: Implications for the wood preservation industry. In: Proceedings of International Reserach group/wood preservation (IRG/WP); 07-30415. Stockholm, Sweden. 10 Pages.
[9] Harabi, A. and Chehlatt, S., 2013. Preparation process of a highly resistant wollastonite bioceramics using local raw materials. Journal of thermal analysis and calorimetry, 111(1): 203–211.
[10] Meng, M. R. and Dou, Q., 2008. Effect of pimelic acid on the crystallization, morphology and mechanical properties of polypropylene/wollastonite composites. Materials Science and Engineering: A, 492(1-2): 177-184.
[11] Miri, M., Beheshti nezhad, H. and Jafari, M., 2014. Experimental investigation on mechanical properties of concrete containing nano wollastonite and modeling with gmdh-type neural networks. Amirkabir Journal of Scientific and Research (Civil & Environmental Engineering), 46: 143–156. (In Persian).
[12] Efhamisisi, D., Ghazan, M., Oladi, R., N. and Karimi, A.N., 2017. Penetrability of nano-wollastonite into the poplar wood and its effect on wood durability and dimensional stability.Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 8(2): 267-282. (In Persian).
[13] EN 113., 1996. Wood preservatives—Test method for determining the protective effectiveness against wood destroying basidiomycetes—Determination of the toxic values.
[14] ISO 13061-14., 2016. Physical and mechanical properties of wood - Test methods for small clear wood specimens -Part 14: Determination of volumetric shrinkage.
[15] EN 84., 1997.Wood preservatives—accelerated ageing of treated wood prior to biological testing. Leaching procedure.
[16] Efhamisisi, D., Karimi, A., Pourtahmasi, K., Taghiyari, H. R. and Asadi, F., 2010. The effects of agroforestry practices on vessel properties in Populus nigra var. betulifolia. IAWA journal, 31(4): 481-487.
[17] Jansen, S., Choat, B. and Pletsers, A., 2009. Morphological variation of intervessel pit membranes and implications to xylem function in angiosperms. American journal of botany, 96(2): 409-419.
[18] Soltani, A., Hosseinpourpia, R., Adamopoulos, S., Taghiyari, H. R. and Ghaffari, E. ,2016. Effects of heat-treatment and nano-wollastonite impregnation on fire properties of solid wood. Bioresource, 11: 8953–8967.
[19] Haghighi, A., Karimi, A., Taghiyari, H. R., Hamzeh, Y. and Enayati, A. A., 2014. Study on the potential use of nano-wollastonite to improve the fire resistance and dimensional stability of poplar wood (Populus nigra). Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 4(2): 1–10. (In Persian).
[20] Ermeydan, M. A., Cabane, E., Gierlinger, N., Koetz, J. and Burgert, I., 2014. Improvement of wood material properties via in situ polymerization of styrene into tosylated cell walls. Rsc Advances, 4(25): 12981-12988.
[21] Karimi, A., Taghiyari, H. R., Fattahi, A., Karimi, S., Ebrahimi, G. and Tarmian, A. ,2013. Effects of wollastonite nanofibers on biological durability of poplar wood (Populus nigra) against Trametes versicolor. BioResources, 8: 4134–4141.
[22] Omidvar, A., 2009. Wood-Polymer Composite. Gorgan University of agricultural sciences and natural resources, University of Gorgan Press, Gorgan, 127pp. (In Persian).