مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

اثر تیمار روغن گرمایی چوب صنوبر(Populus alba) با استفاده از روغن کنجد بر ویژگیهای فیزیکی، مکانیکی و مقاومت به موریانه (Microcerotermes diversus)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص)، بهبهان، ایران.
2 گروه مهندسی صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص)، بهبهان،
3 گروه مکانیک، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی ، دزفول، ایران.
10.22034/ijwp.2024.2031784.1674
چکیده
بیان مساله و اهداف: روش­های مختلفی برای بهبود خواص چوب با استفاده از عملیات حرارتی استفاده شده است که اساس آن تغییر شیمیایی چوب از طریق گرما است. تیمار با روغن داغ می­تواند خواص نامطلوب چوب را با اطمینان از نفوذ حرارت یکنواخت در سراسر ساختار چوب افزایش دهد و دسترسی اکسیژن را برای کاهش خطر آتش­سوزی محدود کند. در عملیات حرارتی سازگار با محیط زیست، از روغن،های طبیعی و تجدیدپذیر بدون مواد سمی استفاده می­شود. هدف این تحقیق بررسی اثر تیمار روغن گرمایی چوب صنوبر با استفاده از روغن کنجد جهت ارزیابی حملات موریانه Microcerotermes diversus silvestri و مطالعه ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های تیمار شده بود.
مواد و روشها: نمونه­های چوب صنوبر (Populus alba) از دیسکی به قطر40 سانتیمتر به منظور انجام آزمایش‌های فیزیکی، مکانیکی و بیولوژیکی به ابعاد استاندارد بریده و آماده شدند. نسپس در درجه حرارت‌های 115، 145 و 170 درجه سانتی‌گراد به مدت 30 و 60 دقیقه با استفاده از روغن کنجد تیمار شدند. تعدادی از ویژگی­های فیزیکی نمونه­ها مانند درصد جذب آب، درصد واکشیدگی حجمی پس از 2 و 24 ساعت غوطه­وری در آب، دانسیته خشک و درصد افزایش وزن پس از تیمار بر اساس استاندارد (2014) ISO 13061-2 محاسبه گردید. بررسی آزمون‌های سنجش درصد تغذیه موریانه بر اساس استاندارد AWPA E1-06 انجام شد. ‌ویژگی­های مکانیکی نمونه­های شاهد و تیمار شده شامل مدول الاستیسیته و مدول گسیختگی نیز پس از قرارگیری تحت آزمایش خمش سه نقطه­ای با استفاده از دستگاه Instron مطابق آیین نامه استاندارد ASTM D 143-09 اندازه­گیری شد.
نتایج: نتایج نشان داد که با افزایش درجه حرارت و مدت زمان تیمار، شدت حمله موریانه­ها در هر دو آزمون انتخابی و غیر انتخابی کاهش می­یابد. همچنین تیمار روغن گرمایی منجر به کاهش میزان جذب آب، افزایش وزن و بهبود نسبی ثبات ابعاد نمونه­های تیمار شده ­گردید. میزان دانسیته نمونه­ها به تبع جذب روغن، با افزایش درجه حرارت و به ویژه مدت زمان تیمار افزایش یافت که این امر بهبود خواص فیزیکی و ضد بیولوژیکی را تائید می­کند. بالاترین میزان دانسیته در دمای 145 درجه و مدت زمان 60 دقیقه به دست آمد. بررسی مدول­های الاستیسیته و خمشی نمونه­های شاهد و تیمار شده نشان داد که در تیمار کوتاه مدت و با حرارت 115 درجه سانتی‌گراد، مقداری افزایش در مدول الاستیسیته به وجود می­آید. افزایش درجه حرارت و مدت زمان تیمار منجر به کاهش در هر دو فاکتور مکانیکی مذکور گردید.
 نتیجه­ گیری: طبق بررسی‌های به عمل‌آمده تیمار روغن گرمایی با روغن کنجد سبب افزایش مقاومت چوب صنوبر در مقابل حملات موریانه می­شود. از سوی دیگر نتایج نشان دادند که تیمار روغن گرمایی می­تواند برخی ویژگی­های فیزیکی چوب را که می­توانند منجر به محدود کردن کاربرد آن شوند را بهبود بخشد و تا حدود زیادی از مقدار آب‌دوستی آن بکاهد و همچنین بهره­گیری از تیمار اصلاح گرمایی با روغن کنجد ثبات ابعاد چوب صنوبر را به همراه داشت. با افزایش درجه حرارت و مدت زمان تیمار مقاومت‌های مکانیکی مانند مدول الاستیسیته و مقاومت خمشی کاهش می­یابند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Lee, S.H., Ashaari, Z., Lum, W.C., Halip, J.A., Ang, A.F., Tan, L.P., Chin, K.L. and Tahir, P.M. (2018) 'Thermal treatment of wood using vegetable oils: A review', Construction and Building Materials, 181, pp. 408-419.
[2] Ghorbani, M., and Hosein zadeh, S. )2015( 'Effect of heat-treatment with raw cotton seed oil on decay resistance and dimensional stability of Beech (Fagus orientalis)', Iranian journal of wood and paper industries, 6(1), pp. 119-131. (In Persian). doi: https://doi.org/20.1001.1.20089066.1394.6.1.10.9
 [3]  Abbasi, Z., Ghorbani, M., Abedini, R., and Amininasab, S.M. (2019) 'Comparing the effect of modification with different silane compounds on the chemical structure and physical properties of poplar wood', Iranian journal of wood and paper industries, 10(2), pp. 223-235. (In Persian). doi: https://doi.org/20.1001.1.20089066.1398.10.2.6.5
[4] Sam daliri, M., Dasturian, F., Ghorbani, M., and Amini nasab, S.M. (2020) 'The effect of thermal oil treatment with epoxy soybean oil on the light resistance of Spruce wood'. In The 7th National Congress on Biology and Natural Sciences of Iran (pp. 1-9). (In Persian). doi: https://civilica.com/doc/1028795
[5] Tanaomi, A., Mohebbi, B., and Ghahri. (2012) 'The Effect of Oleothermal Treatment on Physical and Mechanical Properties of Beech Wood ', journal of Wood & Forest Science and Technology, 19(3), pp. 111-126. (In Persian). doi: https://doi.org/20.1001.1.23222077.1391.19.3.7.2
[6] Mastouri, A., Efhamisisi, D., Shirmohammadli, Y. and Oladi, R. (2021) 'Physicochemical properties of thermally treated poplar wood in silicone and rapeseed oils: A comparative study', Journal of Building Engineering, 43, pp. 102511.
[7]Eagleson, C. (1940). Oil synergist for insecticides. U.S. Patent 2,202,145. https://www.google.com/patents/US2202145.
[8] Haller, H.L., LaForge, F.B., and Sullivan, W.N. (1942) 'Effect of Sesamin and Related Compounds on the Insecticidal Action of Pyrethrum on Houseflies', Journal of Economic Entomology, 35(2), pp. 247–248. doi: https://doi.org/10.1093/jee/35.2.247
[9]Simanton, W A. (1949). Sesame extract synergized insecticides. U.S. Patent 2,463,324. doi: https://www.google.com/patents/US2463324
[10] Azadi buyaghji, M., Dad mohammadi, K. (2017) 'Introduction and treatment of medicinal plants based on sources and traditional medicine for insect repellence termite', Journal of traditional medicine of Islam and Iran, 8(1), pp. 75-84.
[11] Abedini, R., and Gorji, M. (2020) 'Effect of different oil heat treatment conditions on chemical structure and physical properties of wingnut (Pterocarya fraxinifolia) wood', Iranian journal of wood and paper industries, 11(2), pp. 199-209. (In Persian). doi: https://doi.org/20.1001.1.20089066.1399.11.2.3.9
 [12] Poursartip, L., Saadatvafa, K., and Rezayati charani, P. (2019) 'Study on the Feeding Preference of Microcerotermes diversus Silvestri Termite to Three Species of Beech, Eucalyptus and cypres', Iranian plant protection research, 33(1), pp. 35-43. (In Persian). doi: https://doi.org/10.22067/jpp.v33i1.74552
 [13]   Afshar, M., Habibpour, B., Shishehbor., P. (2014) 'Resistance evaluation of cellulosic and non-cellulosic building materials to subterranean termite Microcerotermes diversus (Isoptera: Termitidae) under laboratory and field conditions', Plant Protection (Scientific Journal of Agriculture), 37(4), pp. 79-90.
    [14] "Smoke Point of Oils". Baseline of Health. Jonbarron.org. 2012-04-17. Retrieved 2019-12-26.
[15] Tay , J.W., and  James, D. (2021) 'Field Demonstration of Heat Technology to Mitigate Heat Sinks for Drywood Termite (Blattodea Kalotermitidae) Management', Insects, 12 (12), pp. 1090. doi: https://doi.org/10.3390/insects12121090
[16] Perry, D.T., and  Choe, D. (2020) 'Volatile essential oils can be used to improve the efficacy of heat treatments targeting the western drywood termite: evidence from a laboratory study', Journal of Economic Entomol, 113(3), pp. 1373-1381. doi: https://doi.org/10.1093/jee/toaa177
[17] Manalo, R.D., and Garcia, C.M. (2012) 'Termite Resistance of Thermally-Modified Dendrocalamus asper (Schultes f.) Backer ex Heyne', insects, 3(2), pp. 390-395. doi: https://doi.org/10.3390/insects3020390
[18] Ohmura, W., Doi, S., and Aoyama, M. (2000) 'Antifeedant activity of flavonoids and related compounds against the subterranean termite coptotermes formosanus Shiraki', Japan wood research society, 46(2), pp. 149-153.  doi: https://doi.org/10.1007/BF00777362
[19] Peralta, R.C.G., Menezes, B, Carvalho A.G, Aguiar-Menezes, E. (2004) 'Wood consumption rates of forest species by subterranean termites (Isoptera) under field conditions', Sociedade de Investigações Florestais, 28, pp. 283-289.
 [20] Olaniran, S.O., Owoyemi, J.M., and Aliyu, D. I. (2013) 'Effect of density on the natural resistzance of ten selected nigerian wood species to subterranean termites', Prolignio, 9(1), pp. 32-40.
[21] Kartal S.N., Aysal S., Terzi E., Yilgor N., Yoshimur T., and Tsunoda K. (2013) 'Wood and bamboo-pp composites:fungal and termite resistance, water absorption, and FT-IR Analyses', BioResources, 8(1), pp. 1222-1244.
[22] Baker, B.P., and Grant, J.A. (2018) 'Sesame and Sesame Oil Profile Active Ingredient Eligible for Minimum Risk Pesticide Use', Integrated Pest Management, 1, pp. 1-18.‏ doi: http://hdl.handle.net/1813/52630
[23] Sanaei, A., and Mohebbi, B. (2009) 'The effect of water-heat treatment on the physical properties of beech wood', Caspian agricultural sciences and natural resources research paper, 2(2), pp .1-14. (In Persian)
[24] Syrjanen, T. (2001) 'February. Production and classification of heat treated wood in Finland' In Proceedings of the special seminar Environmental optimisation of wood protection (pp.11-19). France.
[25] Hakan Akyildiz, M., and Ates, S. (2008) 'Effect of heat treatment on Equilibrium Moisture Content (EMC) of some wood species in Turkey', Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 4(6), pp.  660-665.
[26] Nuopponen, M., Vuorinen, T., Jamsa, S. and Viitaniemi, P. (2004) 'Thermal modifications in softwood studied by FT-IR and UV resonance Raman spectroscopies' Journal of Wood Chemistry and Technology, 24(1), pp. 13-26.  doi: https://doi.org/26. 10.1081/WCT-120035941
[27] Wang, X., Chen, X., Xie,X., Wu, Y., Zhao, L., Li, Y., and S. Wang. (2018) 'Effects of thermal modification on the physical, chemical and micromechanical properties of Masson pine wood (Pinus massoniana Lamb)', Holzforschung, 72, pp. 1063–1070. doi: https://doi.org/10.1515/hf-2017-0205.    
[28] Karlsson, O., Sidorova, E. and Moren, T. (2011) 'Influence of heat transferring media on durability of thermally modified wood', BioResources, 6(1), pp. 358-372. doi: https://doi.org/10.15376/biores.6.1.356-372
[29] Hyvonen, A., Piltonen, P., Nelo, M., and Niinimaki, J. (2005), May. Wood protection tomorrow-Potential of modified crude tall oil formulations in wood protection. In Proceeding of the Seventh Finnish Conference of Environmental Science (pp.3-12). University of Jyvaskyla.
[30] Hietala, S., Maunu, S.L., Sundholm, F., Jamsa, S. and Viitaniemi, P. (2002) 'Structure of thermally modified wood studied by liquid state NMR measurements', Holzforschung, 56, pp. 522-528.
 
[31] Alen, R., Kotilainen, R., and Zaman, A. (2002) 'Thermochemical behavior of Norway spruce (Picea Alba) at 180-225 °C', Wood Science and Technology, 36(2), pp. 163-171. doi: https://doi.org/10.1007/s00226-001-0133-1
 [32] Salman, S., Thévenon, M.F., Pétrissans, A, Dumarçay, S ., Candelier, K ., and Gérardin, p. (2017) 'Improvement of thr durability of heat- treated wood against termites', Maderas. Ciencia y tecnología, 19(3), pp. 317 – 328.
[33] Spear, M.J., Fowler, P.A., Hill, C.A.S. and Elias, R.M. (2006) 'Assessment of the envelope effect of three hot oil treatments: Resistance to decay by Coniophora puteana and Postia placenta', The International Research Group on Wood Protection, IRG/WP, 6(40), pp. 209-216.
[34] Mirshokraei, S.A. (2003) Wood chemistry. Aeeizh Press, 248 p. (In Persian).
[35] Hasanagić, A., Fathi, L., Hodžić1, A., and Bahmani, M. (2023) 'Physical and mechanical changes in thermal modified wood: A review', Scindeks, 64(3), pp. 314-326. doi: https://doi.org/10.5937/zasmat2303314H
[36] Wang, J. (2007) 'Initiating Evaluation of Thermal-Oil Treatment for Post-MPB Lodgepole Pine'. Forinte Canada Corp:  British Columbia.