اثر شرایط مختلف اصلاح بر کارایی اپوکسیددار کردن چوب صنوبر و خواص فیزیکی فرآورده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 گروه مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 هیات علمی دانشگاه کردستان

4 استادیار، گروه مهندسی صنایع چوب و فرآورده های سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

اصلاح چوب با ترکیبات اپوکسید مانند گلیسیدیل­متاکریلات می­تواند با کاهش تعداد گروه­های هیدروکسیل و حجیم­کنندگی دیواره سلولی، به کاهش جذب رطوبت و تغییرات ابعاد چوب بیانجامد. این احتمال وجود دارد که تغییر شرایط واکنش اصلاح، با بهبود جانشینی گروه­های هیدروکسیل دیواره­های سلولی چوب، اثر مطلوب­تری بر خواص فیزیکی چوب داشته­باشد. برای تعیین شرایط بهینه اصلاح با ترکیب گلیسیدیل­متاکریلات، نمونه­ها در سطوح مختلف غلظت (10، 20 و 30 درصد)، دما (90، 120 و 150 درجه سانتی‌گراد) و زمان (8، 16 و 24 ساعت) اصلاح شدند. بر اساس تجزیه‌ و تحلیل طیف­ها، کاهش شدت گروه­های هیدروکسیل و افزایش شدت گروه­های کربونیل نشان­دهنده اصلاح دیواره سلولی با ترکیب اپوکسید می­باشد. حجیم­شدگی و آب­گریز شدن دیواره طی اصلاح با ترکیب اپوکسی، به کاهش تخلخل و جذب آب آزاد منتهی شد.­ بر اساس نتایج آزمون دوره­ای غوطه­وری- خشک‌کردن، افزایش غلظت گلیسیدیل­متاکریلات به واکنش تعداد بیشتری گروه اپوکسی با گروه هیدروکسیل و دمای بالاتر و زمان طولانی­تر نیز به افزایش واکنش­پذیری گروه­های اپوکسی با دیواره سلولی چوب منتهی شد. دمای بالاتر واکنش با تشکیل ساختار پایدارتر در برابر هیدرولیز، به حفظ بیشتر افزایش وزن ناشی از اصلاح منتهی شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی، واکشیدگی دیواره سلولی و پلیمر شدن گلیسیدیل متاکریلات در حفرات چوب را تائید می­نماید. در یک نتیجه­گیری کلی می­توان اظهار داشت که غلظت 20 درصد، دمای 150 درجه سانتی‌گراد و زمان 16 ساعت به­عنوان شرایط بهینه اصلاح با گلیسیدیل­متاکریلات تعیین شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hill, C.A.S., 2006. Wood modification: chemical, thermal and other processes. Wiley Chichester in renewable resources. Wiley and Sons: Chichester, Sussex, UK, 239p.
[2] Priadi, T. and Hiziroglu, S., 2013. Characterization of heat-treated wood species. Materials & Design, 49:575-582.
[3] Salca, E.A. and Hiziroglu, S., 2014. Evaluation of hardness and surface quality of different wood species as function of heat treatment. Materials & Design, 62:416-423.
[4] Rautkari, L., Kamke, F.A. and Hughes, M., 2014. Density profile relation to hardness of viscoelastic thermal compressed (VTC) wood composite. Wood science and technology, 45(4):693-705.
[5] Abe, I., Fukuhara, T., Iwasaki, S., Yasuda, K., Nakagawa, K., Iwata, Y., Kominami, H. and Kera, Y., 2001. Development of a high-density carbonaceous adsorbent from compressed wood. Carbon, 39:1485-1490.
[6] Donath, S., Militz, H. and Mai, C., 2006. Creating water-repellent effects on wood by treatment with silanes. Holzforschung, 60 (1):40-46.
[7] 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.
[8] Islam, M.S., Hamdan, S., Hassan, A., Talib, Z.A and Sobuz, H., 2014.The chemical modification of tropical wood polymer composites. Journal of Composite Materials, 48(7):783-789.
[9] Steves, B., Pereira, H. 2008. Wood modification by heat treatment: A review. Bioresources, 4 (1): 370-404.
[10] Li, J.Z., Furuno, T., Zhou, W.R., Ren, Q., Han, X.Z. and Zhao, J.P., 2009. Properties of acetylated wood prepared at low temperature in the presence of catalysts. Journal of Wood Chemistry and Technology, 29:241-250.
[11] Ghorbani, M., Asghari Aghmashadi, Z., Amininasab, S. M., Abedini, R., 2019. Effect of different coupling agents on chemical structure and physical properties of vinyl acetate/wood polymer composites, Applied polymer science, DOI: 10.1002/APP.47467.
[12] Rowell, R.M., 2006. Chemical modification of wood: a short review. Wood Material Science Engineering, 1:29-33.
[13] Mai, C., Militz, H., 2004. Modification of wood with silicon compounds. Treatment systems based on organic silicon compounds – a review. Wood Science and Technology, 37:453–461.
[14] Ghorbani, M., Nikkhah Shahmirzadi, A. and Amininasab, S.M., 2017. Physical and morphological properties of combined treated wood polymer composites by maleic anhydride and methyl methacrylate. Journal of Wood Chemistry and Technology, 37(6):443-450.
[15] Ghorbani, M., Biparva, P. and Hosseinzadeh, S., 2018. 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.
[16] Hill, C.A.S., Mastery Farahani, M.R. and Hale, M. D.C., 2004. The use of rgano alkoxysilane coupling agents for wood preservation. Holzforschung, 58:316-325.
[17] Jani, M., Rozman, H.D. and Rahim, S., 2007. Rubberwood-polymer Composites: The Effect of Chemical Impregnation on the Mechanical and Physical Properties. Malaysian Polymer Journal, 2(2):1-11.