تأثیر نانو ذرات اکسید روی بر تغییر رنگ و مقاومت چسبندگی پوشش پلی‌اورتان به سطح چوب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و تکنولوژی صنایع چوب ، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

2 دانشیار، گروه علوم و تکنولوژی صنایع چوب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

3 استادیار، گروه نانو مواد، پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ، تهران

چکیده

در این مطالعه تأثیر افزودن نانو ذرات اکسید روی (ZnO) بر تغییر رنگ ‌کلی و مقاومت چسبندگی شفاف‌پوشه پلی‌اورتان در گونه‌ی چوبی ملچ Ulmus glabra)) مورد بررسی قرار گرفت. نانو ذرات اکسید روی با غلظتهای 0، 0/25، 0/50، 1، 1/50 و 2 درصد وزنی پوشش با آن ترکیب گردیدند. برای بررسی پراکندگی نانو ذرات در بستر پوشش از تصاویر TEM(میکروسکوپ الکترونی عبوری) استفاده شد. نتایج بررسی پراکندگی نانو ذرات در شفاف‌پوشه پلی‌اورتان بیانگر این بود که مناسب‌ترین پراکنش نانو ذرات در پوشش حاوی 1 درصد وزنی نانو به دست آمد. با افزایش میزان نانو ذرات تا 2 درصد وزنی پراکنش نانو ذرات کم شده و توده‌هایی از تجمع نانو ذرات در پوشش مشاهده ‌شد. در بررسی مقاومت چسبندگی پوشش، نتایج نشان داد که بالاترین میزان چسبندگی در نانو پوشش حاوی 1 درصد نانو ذرات اکسید روی بوده و افزودن بیش از این مقدار، تأثیر منفی بر چسبندگی پوشش دارد. در مورد تغییر رنگ ‌کلی نیز افزودن نانو ذرات اکسید روی باعث تغییر رنگ نمونه‌های پوشش داده شده با نانو پوشش‌ها می‌شود اما در مقادیر کم نانو ذرات تغییر رنگ و روشنایی ایجاد شده در پوشش چشمگیر و معنیدار نبود‌.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

-Ajayan, P. M., Schadler, L. S. and Braun, P. V., 2006. Nanocomposite science and technology. John Wiley & Sons.

-Akgül, M., Ayrilmis, N., Çamlıbel, O. and Korkut, S., 2013. Potential utilization of burned wood in manufacture of medium density fiberboard. Journal of Material Cycles and Waste Management 15(2): 195-201.

-ASTM D- 2244-14., 2014. Standard Practice for Calculation of Color Tolerances and Color Differences from Instrumentally Measured Color Coordinates. ASTM International, West Conshohocken.

-ASTM D- 4541-02., 2002. Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers. ASTM International, West Conshohocken.

-ASTM D-2832-92., 2011. Standard Guide for Determining Volatile and Nonvolatile Content of Paint and Related Coatings.ASTM International, West Conshohocken.

-Blanchard, V. and Blanchet, P., 2011. Color stability for wood products during use: Effects of inorganic nanoparticles. BioResources 6(2): 1219-1229.

-Clausen, C. A., Green, F. and Kartal, S. N., 2010. Weatherability and leach resistance of wood impregnated with nano-zinc oxide. Nanoscale Res Lett. 5(9): 1464-1467.

-Cristea, M. V., Riedl, B. and Blanchet, P., 2011. Effect of addition of nanosized UV absorbers on the physico-mechanical and thermal properties of an exterior waterborne stain for wood. Progress in Organic Coatings 72(4): 755-762.

-Cristea, M., Riedl, B., Blanchet, P. and Jimenez-Pique, E., 2012. Nanocharacterization techniques for -investigating the durability of wood coatings. European Polymer Journal 48(3): 441-453.

-Dhoke, S. K., Bhandari, R. and Khanna, A. S. 2009b. Effect of nano-ZnO addition on the silicone-modified alkyd-based waterborne coatings on its mechanical and heat-resistance properties. Progress in Organic Coatings 64(1): 39-46.

-Dhoke, S. K., Khanna, A. S. and Sinha, T., 2009a. Effect of nano-ZnO particles on the corrosion behavior of alkyd-based waterborne coatings. Progress in Organic Coatings 64(4): 371-382.

-Ghofrani, M. and Khojasteh Khosro, S., 2014. The effect of wood surface finishing quality on the adhesion strength of clear coat. Journal of Color Science technology 7: 339-345.

-Hang, T. T. X., Dung, N. T., Truc, T. A., Duong, N. T., Van Truoc, B., Vu, P. G., ... and Olivier, M. G., 2015. Effect of silane modified nano ZnO on UV degradation of polyurethane coatings. Progress in Organic Coatings 79: 68-74.

-Kashani, A. S. and Moradian, S., 2010, Effects of nano alumina on some physical and mechanical properties of an acrylic water based clear coat. J. Color Sci. and Technol. 4: 169-174.

-Kaygin, B. and Akgun, E., 2008. Comparison of conventional varnishes with nanolake UV varnish with respect to hardness and adhesion durability. Int. J. Mol. Sci. 9: 476-485.

-Kaygin, B. and Akgun, E., 2009.A nano-technological product: An innovative varnish type for wooden surfaces. Scientific Rese. Essay. 4: 1-7.

-Korkut, S., &and Budakci, M., (2010). The effects of high-temperature heat-treatment on physical properties and surface roughness of rowan (Sorbus aucuparia L.) wood. Wood Research, 55(1), 67-78.

-Lei, H., Xu, T. and Gao, C., 2010. Characterization of the dispersion of tetrapod-like nano-ZnO whiskers in acrylic resin and properties of the nano-composite coating system. Journal of coatings technology and research 7(1): 91-97.

-Li, T. Chen, Q., Schalder, L. S.,  Siegel, R. W., Mendel, J. and Ervin, G. C., 2004. The glass transition behavior of an acrylic nano composite. Polym. Compos. 54: 109-112.

-Lowden, L. A., &and Hull, T. R., (2013). Flammability behaviour of wood and a review of the methods for its reduction. Fire science reviews, 2(1),: 1-19.

-Lowry, M. S., Hubble, D. R., Wressell, A. L., Vratsanos, M. S., Pepe, F. R. and Hegedus, C. R., 2008. Assessment of UV-permeability in nano-ZnO filled coatings via high throughput experimentation. Journal of Coatings Technology and Research 5(2): 233-239.

 -Miszczyk, A. and Schauer, T., 2005. Electrochemical approach to evaluate the interlayer adhesion of organic coatings. Progress in Organic Coatings 52(4): 298-305.

-Silivane, A. Ocheane M., Wood protection coatings and reservatives,. http://www. Freedoniagroup .com /woodprotecti on. 2008.

-Sjostrom, E., 2010. Wood Chemistry Fundamentals and Applications, Translate by Mirshokraei, S.A., Ayeigh press, Tehran.

-Song, H. J., Zhang, Z. Z., Men, X. H. and Luo, Z. Z., 2010. A study of the tribological behavior of nano-ZnO-filled polyurethane composite coatings. Wear 269(1): 79-85.

-Sow, C., Riedl, B. and Blanchet, P., 2011. UV-waterborne polyurethane-acrylate nanocomposite coatings containing alumina and silica nanoparticles for wood: mechanical, optical, and thermal properties assessment. Journal of Coatings Technology and Research 8(2): 211-221.

-Stamm, A. J., 1956. Thermal degradation of wood and cellulose. Industrial & Engineering Chemistry 48(3): 413-417.

-US Research Nanomaterials, Zinc Oxide Nanoparticles / Nanopowder (ZnO, 99+%, 10-30 nm) information, http://s.b5z.net/i/u/10091461/f/USResearchNano/US3590.pdf.

-Vardanyan, V., Poaty, B., Chauve, G., Landry, V., Galstian, T. and Riedl, B., 2014. Mechanical properties of UV-waterborne varnishes reinforced by cellulose nanocrystals. Journal of Coatings Technology and Research 11(6): 841-852.