مقایسه عملکرد جفت‌کننده‌های سیلان آکریلاتی و وینیلی بر ویژگی‌های چوب-پلیمر صنوبر دلتوئیدس (Populus deltoids/ استایرن)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه تهران

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

4 گروه مهندسی علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه تهران

5 دانشکده علوم پایه، دانشگاه کردستان

چکیده

همراه با پیشرفت صنعت پلیمرهای مصنوعی، مونومرها به‌طور گسترده­ای برای اصلاح چوب استفاده می­شوند. جفت­کننده­ها نقش مهمی در تشکیل پیوند بین مونومرهای غیرقطبی و گروه­های هیدروکسیل چوب ایفا می­کنند. در بررسی اثر اصلاح با تری­متوکسی­سیلیل­پروپیل­متاکریلات و تری­اتوکسی­وینیل­سیلان به‌عنوان جفت­کننده بر ویژگی­های فیزیکی چوب­پلیمر، نمونه­های آزمونی به گروه­های شاهد و حاوی استایرن (با و بدون جفت­کننده­های سیلانی) تقسیم­بندی ­شدند. طیف­سنجی زیر قرمز تبدیل­فوریه، اصلاح با سیلان و حضور پلیمر در ساختار چوب را تأیید کرد. در سطوح حاوی سیلان آکریلاتی علاوه بر گروه کربونیل کتونی ساختار چوب، گروه کربونیل استری مزدوج نیز اضافه گردید. جذب مونومر پس از افزدون جفت­کننده سیلانی در نمونه­های حاوی سیلان وینیلی بیش از سیلان آکریلاتی افزایش یافت. علیرغم تعیین بیشترین جذب در اصلاح با سیلان وینیلی، بیشترین افزایش وزن در اصلاح تلفیقی حاوی هر دو ترکیب سیلانی/استایرن اندازه­گیری شد. سیلان وینیلی با وزن مولکولی کمتر، علی­رغم واکنش­پذیرتر بودن ترکیب آکریلاتی، به نفوذ بیشتر این ترکیب به ساختار چوب منتهی شد که با پلیمریزاسیون بیشتر در کنار استایرن به نتایج بهتر در این سطح انجامید. اتصال دیواره سلولی اصلاح‌شده با ترکیبات سیلانی به پلیمر استایرن منجر به افزایش وزن بیشتر و کاهش تخلخل و درنهایت بهبود ثبات ابعاد شده و کارایی آب‌گریزی و اثر ضدواکشیدگی فرآورده حاصل بهبود یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Mohebby, B., 2003. Modification of wood and lignocellulosic materials and their technologies. National Conference on the Processing and Application of Cellulose Materials. Rezvanshahr, 205-214. (In Persian).
[2] Enayati, A.A., 2006. Wood Physics. Tehran University Publications, Tehran, Iran, 256 p. (In Persian).
[3] Hossienzadeh, S., Ghorbani, M. and Beparva, P., 2014. Effect of colloidal silica nanoparticles produced from rice husk on dimensional stability and water absorption of poplar wood (Populus deltoides). Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 28(4):776-787. (In Persian).
[4] Esmaeeli, N., Ghorbani, M. and Beparva, P., 2016. Effects of the combined modification process of glutaraldehyde/ paraffin on biological and mechanical properties of poplar wood. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 31(4):606-620. (In Persian).
[5] Habibzadeh, S., Omidvar, A., Mastri Farahani, M. and Mashkour, M., 2013. Introduction of wood-polymer Composites and usage of that as an environmentally friendly product. The 2nd National Conference on the sustainable agriculture and environment. University of Hamedan. (In Persian).
[6] Ermeydan, M.A., Cabane, E., Hass, Ph., Koetz, J. and Burgert, I., 2014. Fully biodegradable modification of wood for improvement of dimensional stability and water absorption properties by poly (ε-caprolactone) grafting into the cell walls. Green Chem, 16: 3313–3321.
[7] Ghorbani, M., Nikkhah Shahmirzadi, A. and Amininasab, S.M., 2017a. Physical and morphological properties of combined treated wood polymer composites by maleic anhydride and methyl methacrylate, Journal of Wood Chemistry and Technology, 37:443-450.
[8] Ghorbani, M., Biparva, P. and Hosseinzadeh, S., 2017b. Effect of colloidal silica nanoparticles extracted from agricultural waste on physical, mechanical and antifungal properties of wood polymer composite. European journal of wood and wood products, 76(2):749-757.
[9] Omidvar, A., 2009. Wood-polymer composites. Publication of agricultural and natural resources of Gorgan University, Gorgan, Iran, 120 p. (In Persian).
[10] Rowell, R.M., 2005. Handbook of wood chemistry and wood composites, CRC Press, Boca Raton, FL.
[11] Li, Y., Liu, Z., Dong, X., Fu, Y. and Liu, Y., 2011. Comparison of decay resistance of wood and wood polymer composite prepared by in- suit polymerization of monomers. International Biodeterioration & Biodegradation, 84:401-406.
[12] Saiful Islam, M.D., Hamdan, S., Rezaur Rahman, Md., Jusoh, I. and Ahmed, A.S., 2011. The effect of cross linker on mechanical and morphological properties of tropical wood material composites. Materials and Design, 32(4):2221- 2227.
[13] Ghorbani, M., Asghari Aghmashadi, Z., Amininasab, S.M. and Abedini, R., 2019. Effect of different coupling agents on chemical structure and physical properties of vinyl acetate/wood polymer composites. Journal of applied polymer science, 47467:1-6.
 [14] Sobhani Oskouie, F., Ghorbani, M. and Amininasab, S.M., 2016. The effects of modification with silan compound on physical properties of poplar wood (Popolus Deltoids). Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 31(3):458-471. (In Persian).
[15] Devi, R. and Maji, T.K., 2013. Effect of Nano fillers on flame retardancy, chemical resistance, antibacterial properties and bio degradation of wood/styrene acrylonitrile co-polymer composites. Wood Science Technology, 47(6):1135-1152.
[16] Jia, S., Chen, H., Luo, S., Qing, Y., Deng, S., Yan, N. and Wu, Y., 2018. One-step approach to prepare superhydrophobic wood with enhanced mechanical and chemical durability: Driving of alkali Applied Surface Science, 455 (2018): 115–122.
[17] Woźniak, M., Ratajczak, I., Lis, B. and Krystofiak, T., 2018. Hydrophobic properties of wood treated with propolis-silane formulations. Wood research, 63(3):517-524.
[18] Cappelletto, E., Maggini, S., Girardi, F., Bochicchio, G., Tessadri, B. and Di Maggio, R., 2013. Wood surface protection with different alkoxysilanes: a hydrophobic barrier. Cellulose, 20(6):3131-3141.
[19] Ye, X., Wang, H., Wu, Z., Zhou, H. and Tian, X., 2018. Synthesis and functional features of wood fi ber-polypropylene materials: Based on wood fibers with assembling nano-coating via adopting simple in situ-hydrothermal mechanism. Polymer Composites, 39(1):5–13.
[20] Gao X, Lin L, Pang J, Chen F, Li Q. 2019. Effects of impulse-cyclone drying and silane modification on the properties of wood fiber/HDPE composite material. Carbohydrate Polymers. 207:343-351.
 [21] Guo, C., Li, L. and Li, H., 2019. Evaluation of interfacial compatibility in wood flour/polypropylene composites by grafting isocyanate silane coupling agent on polypropylene. Journal of Adhesion Science and Technology, 33(5):468-478.
[22] Ratajczak, I., Rzepecka, E., Woźniak, M., Kinga Szentner, K. and Bartłomiej Mazela, B., 2015. The effect of alkyd resin on the stability of binding (3-aminopropyl) triethoxysilane with cellulose and wood experiments. Drewno, 58(195):91-99.
[23] Sultan, M.D.T., Rezaur Rahman, M.D., Hamdan, S., Faruk Hossen, M.D. and Mazlan, A.B., 2018. Improved Interfacial Interaction between Wood and Styrene with the Help of Organically Modified Nanoclay. BioResources, 13(4):8100-8112.
[24] Devi, R. and Maji, K.T., 2002. Studies of properties of rubber wood with impregnation of polymer. Bulletin of Materials Science, 25(6):527-531.
[25] Devi, R.R. and Maji, T.K., 2007. Effect of Glycidyl Methacrylate on the Physical Properties of Wood–Polymer Composites. Polymer Composites, 28(1):1-5.
[26] Schnieder, M.H., Brebner, K.I. and Hartley, I.D., 1991. Swelling of a cell- lumen filled and wall bulked wood- polymer composite in water. Wood and Fiber Science, 23(2):165-172.
[27] Garsia, P., 2002. Three-dimensional heat and mass transfer during oriented strand board hot-pressing. Ph.D. Dissertation. University of British Columbia, Vancouver, BC.
 [28] Panov, D. and Terziev, N., 2009. Study on some alkoxysilanes used for hydrophobation and protection of wood against decay. International Biodeterioration & Biodegradation, 63(4):456-461