ارزیابی تاثیر اصلاح شیمیایی با Polycrease ECR بر ویژگی های کاربردی چوب پلیمر صنوبر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم و صنایع چوب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع چوب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران.

چکیده

در این پژوهش ارزیابی تأثیر اصلاح شیمیایی با Polycrease ECR بر ویژگی‌های کاربردی چوب صنوبر باهدف استفاده به‌عنوان چوب- پلیمر موردبررسی قرار گرفت. فرایند اصلاح شیمیایی چوب به روش آغشته سازی با Polycrease ECR در دو سطح وزنی 30 و 50 درصد، مدت‌زمان 24 ساعت و درجه حرارت 120 درجه سانتی‌گراد انجام گرفت. ویژگی‌های کاربردی شامل درصد افزایش وزن، تورم حجمی، جذب آب و واکشیدگی حجمی طولانی‌مدت (8 هفته)، مقاومت به خمش و مدول الاستیسیته، فشار موازی الیاف، مقاومت برشی و مقاومت انفصالی پیچ موازی الیاف مطابق با استاندارد ASTM اندازه‌گیری شدند. پردازش آماری داده‌ها با روش تحلیل واریانس دوگانه (ANOVA) در قالب طرح کاملاً تصادفی صورت گرفت. نتایج حاصل از اندازه‌گیری مقاومت نمونه‌های اصلاح‌شده با نمونه‌های شاهد مقایسه گردیدند. نتایج نشان داد که اصلاح شیمیایی با Polycrease ECR تأثیر معنی‌داری بر خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه‌های تیمار شده نسبت به نمونه‌های شاهد داشته است. میزان مقاومت مکانیکی نمونه‌های شاهد نسبت به نمونه اصلاح‌شده بیشتر بود. اصلاح شیمیایی در سطح 30 درصد باعث کاهش جذب آب و واکشیدگی حجمی طولانی‌مدت شد. کاهش مقاومت‌های مکانیکی قابل‌ملاحظه نبود. مشاهده شد که اصلاح شیمیایی با Polycrease ECRدر سطح 30 درصد در مقایسه با 50 درصد، خواص فیزیکی و مکانیکی بالاتری داشته است. به‌طورکلی، بیشترین تأثیر اصلاح شیمیایی با Polycrease ECR در خواص فیزیکی نمونه‌ها (درصد جذب آب و واکشیدگی حجمی طولانی‌مدت) مشاهده گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


- Adamopoulos, S., Hosseinpourpia, R., & Mai, C., 2015. Tensile strength of handsheets prepared with macerated fibres from solid wood modified with cross-linking agents. Holzforschung, 69(8), 959-966.

- Akhtari, M,. Ghorbani Kokandeh, M., Taghiyari, H.R., 2015. Study on the physical and mechanical properties of paulownia wood impregnated with nanosilver and nanocopper. J. of Wood & Forest Science and Technology, Vol. 21 (4), 147-159.  

- Baysal, E., Yalinkilik, M. K., Altinok, M., Sonmez, A., Peker. H., and Colak, M., 2007. Some physical, biological, mechanical, and fire properties of wood polymer composite (WPC) pretreated with boric acid and borax mixture. Construction and Building Materials, (21): 1879–1885.

- Bollmus, S., 2011. Biologische und technologische Eigenschaften von Buchenholz nach einer Modifizierung mit 1, 3-dimethylol-4, 5-dihydroxyethyleneurea (DMDHEU). PhD dissertation, Georg-August-Universitat Goettingen,
Germany.

- Chao, W.Y., and Lee, A.W., 2003. Properties of Southern pine wood impregnated with styrene. Holzforschung, 57(3): 333-336.

- Dieste, A., 2009. Wood-water relationships in wood modified with 1, 3-dimethylol-4, 5-dihydroxy ethylene urea (DMDHEU). PhD dissertation, Georg-August-Universitat Goettingen, Germany.

- Dieste, A., Krause, A., Bollmus, S., & Militz, H., 2008. Physical and mechanical properties of plywood produced with 1.3-dimethylol-4.5-dihydroxyethyleneurea (DMDHEU)-modified veneers of Betula sp. and Fagus sylvatica. Holz als Roh-und Werkstoff, 66(4), 281-287.

- Esteves, B.; Nunes, L.; Pereira, H., 2009. Furfurylation of Pinus pinaster Wood. In: Englund F, Hill CAS, Militz H, Segerholm BK (Hg.) The Fourth European Conference on Wood Modifiation. 4th European Conference on Wood Modifiation, Stockholm, 415-418.

- Hill CAS., 2006 Wood modification. Chemical, thermal and other processes. John Wiley & Sons Ltd., Chichester, pp 239.

- Jani, M., Rozman, D., and Rahim., 2007. Rubber wood-polymer Composites: The Effect of Chemical impregnation on the Mechanical and Physical Properties. Malaysian Polymer Journal, 2(2): 1-11.

- Jiang, T., Gao, H., Sun, J., Xie, Y., & Li, X., 2014. Impact of DMDHEU resin treatment on the mechanical properties of poplar. Polymers & Polymer Composites, 22(8), 669.

- Kaki, R., & Ghorbani, M., 2013. Investigation of Water Absorption and Dimensional Stability of Beech Impregnated With Methylmethacrylate. Journal of Forest and Wood Products (JFWP) (Iranian Journal of Natural Resources), 329-338.

- Kong, M. T., Lim, T. W., Król, P., Auriga, R., & Mamiński, M. Ł., 2015. 1, 3-Dimethylol-4, 5-dihydroxyethyleneurea as a Potential Alternative Binder for Plywood. The Journal of Adhesion, (just-accepted).

- Krause A, Wepner F, Xie Y, Militz H., 2008. Wood protection with dimethyloldihydroxy-ethyleneurea and its derivatives. In: Schultz TP, Militz H, Freeman MH, Goodell B, Nicholas DD (eds) Development of commercial wood preservatives. Efficacy, environmental, and health issues. American Chemical Society, Washington DC, pp 356–371.

- Lande, S.; Westin, M.; Schneider, M., 2004. Properties of furfurylated wood. Scandinavian Journal Forest Research 19(5): 22-30.

- Li, Y.; Dong, X.; Lu, Z.; Jia, W., and Liu, Y., 2012. Effect of polymer in situ synthesized from methyl methacrylate and styrene on morphology, thermal behavior and durability of wood. Journal of Applied Polymer Science, 128(1), 13-20.

- Lopes, D. B., Mai, C., & Militz, H., 2015. Mechanical properties of chemically modified portuguese pinewood. Maderas. Ciencia y tecnología, 17(1), 179-194.

- Lopes, D. B., May, C., & Militz, H., 2013. Physical properties of Portuguese pinewood chemically modified. Ciência & Tecnologia dos Materials, 25(2), 121-128.

- Militz, H., & Norton, J., 2013. Performance testing of DMDHEU-modified wood in Australia. International Research Group on Wood Protection IRG/WP 13-30613, Stockholm, Sweden.

- Omidvar, A,. 2009. Wood-polymer composite. Gorgan University of Agricultural sciences and Natural Resources, 127p.

- Rowell, R.M., 2005 a. Chemical modification of lingo-cellulosic materials. Marcel Dekker, New York, pp 77-98.

- Rowell, R.M., 2005 b. Handbook of wood chemistry and wood composites: blends and composites, Chapter
14 Chemical Modifiation Wood. Edited by Stoyko Fakirov, Debes Bhattacharyya, ISBN 978-3-446-40591-2.

- Schneider, M.H., & Phillips., J.G., 1996. Wood polymer composites improving woods’ natural virtues by polymer impregnation. Wood and fiber science 26(1), pp: 142-151.

- Schneider, M.H., & Phillips, J.G., 2000. Physical properties of wood polymer composites. J. Forest Engineering 11:1, 83- 89.

- Schneider, M.H., & Phillips, J.G., Tingley, D.A., & Brebner, K.I., 1990. Mechanical properties of polymer impregnated maple. For. Prod. J. 40(1): 37- 41.

- Talaeepour, S., and Omidvare, A., 2008. Investigation of physical properties wood polymer composites from palownia, aspen, maple, hornbeam speiec. Journal of Pajouhesh and sazandegi, (77): 85-91.

- Trinh, H. M., Militz, H., & Mai, C., 2012. Modification of beech veneers with N-methylol-melamine compounds for the production of plywood. European Journal of Wood and Wood Products, 70(4), 421-432.

- Verma, P., Junga, U., Militz, H., & Mai, C., 2009. Protection mechanisms of DMDHEU treated wood against white and brown rot fungi. Holzforschung,63(3), 371-378.

- Winandy JE, Rowell R., 2005. Chemistry of wood strength. In: Rowell R (ed) Handbook of wood chemistry and wood composites. Taylor & Francis, Boca Raton London New York Singapore, pp 303–347.

- Xie Y, Krause A, Militz H, Turkulin H, Richter K, Mai C., 2007. Effect of treatments with 1.3-dimethylol-4,5 dihydroxyethyleneurea (DMDHEU) on the tensile properties of wood. Holzforschung 61(1):43–50.

- Xie, Y., Xiao, Z., Grüneberg, T., Militz, H., Hill, C. A., Steuernagel, L., & Mai, C., 2010. Effects of chemical modification of wood particles with glutaraldehyde and 1, 3-dimethylol-4, 5-dihydroxyethyleneurea on properties of the resulting polypropylene composites. Composites Science and Technology,70(13), 2003-2011.

- Yildiz, Ü. C., Yildiz, S., & 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.

- Zahedi tajrishi, A., and Omidvar, A., 2007. Resistance of Poplar wood polymer composites against Coriolus versicolor fangus. Journal of Agricultural Science and Natural Resource. 14(1): 81-90.