ارزیابی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی چوب اصلاح شده با فرآیند بخارگرمایی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس

2 معاونت آموزشی دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد و مدیر گروه علوم چوب و کاغذ دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی دانشگاه تربیت مدرس

4 استاد، گروه معماری، مهندسی چوب و سازه چوبی دانشگاه برن، سوئیس

چکیده

چکیده
این پژوهش با هدف بررسی تاثیر اصلاح بخارگرمایی(Hygro-Thermal Treatment) چوب صنوبر(Populus deltoides) بر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی آن انجام گرفت. در این بررسی تیمار بخارگرمایی در دماهای 130، 150 و 170 درجه سانتی‌گراد و برای مدت زمان‌ ماندگاری صفر، 20 و 40 دقیقه انجام شد. آزمون‌های فیزیکی؛ شامل اندازه‌گیری افت وزن و کلاپس ناشی از تیمار، تغییرات دانسیته، ثبات ابعادی، زبری سطح و آزمون‌های مکانیکی؛ شامل مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته در چوب تیمار شده انجام شدند. نتایج نشان دادند که تیمار بخارگرمایی موجب بهبود ثبات ابعادی، افزایش کلاپس و زبری سطح و کاهش جرم و دانسیته چوب صنوبر شده است. هم چنین این فرآیند سبب کاهش مقاومت خمشی و افزایش مدول الاستیسیته گردید. از سوی دیگر، با افزایش دمای تیمار و مدت زمان ماندگاری افت وزن، افت دانسیته و هم چنین افزایش پدیده کلاپس روی می‌دهد؛ در حالی، افزایش ثبات ابعاد با دمای تیمار و مدت زمان ماندگاری رابطه مستقیم دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Alvira, P., Tomás-Pejó, E., Ballesteros, M., and Negro, M.J., 2010. Pretreatment technologies for an efficient bioethanol production process based on enzymatic hydrolysis: a Review, Bioresour. Technol, 101: 4851–4861.

-Assor, C., Placet, V., Chabbert, B., Habrant, A., Lapierre, C., Pollet, B., and Perre, P., 2009. Concomitant changes in viscoelasticity properties and amorphous polymers during the hydrothermal treatment of hardwood and softwood. J. Agric. Food. Chem, 57: 6830–6837.

-Biswas, A.K., Yang, W., and Blasiak, W., 2011. Steam pretreatment of salix to upgrade biomass fuel for wood pellet production. Fuel Process Technol, 92: 1711–1717.

-Dioufa, P.N., Stevanovicb, T., Cloutierb, A., Fangb, C.H., Blanchetc, P., Koubaad, A., and Mariottib, N., 2011. Effects of thermo-hygro-mechanical densification on the surface characteristics of trembling aspen and hybrid poplar wood veneers, Applied Surface Science, 257: 3558–3564.

-Esteves, B., Marques, A.V., Domingos, I., and Pereira, H., 2007. Influence of steam on the properties of pine (Pinus pinaster) and eucalypt (Eucalyptus globulus) wood. Wood Sci. Technol, 41: 193–207.

-Garrote, G., Domínguez, H., and Parajó, J.C., 1999. Hydrothermal processing of lignocellulosic materials. Holz Roh Werkst, 57: 191–202.

-Hakkou, M., Pétrissans, M., Zoulalian, A., and Gérardin, P., 2005. Investigation of wood wettability changes during heat treatment on the basis of chemical analysis. Polymer Degradation and Stability, 89: 1-5.

-Hill, C.A.S., 2006. Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes, John Wiley & Sons Ltd, Chichester, UK,p. 260.

-Jennings, J.D., Zink-Sharp, A., Frazier, C.E., and Kamke, F.A., 2006. Properties of compression densified wood, Part II, Surface Energy, J. Adhes. Sci. Technol, 20 (4): 335–344.

-Lam, P.S., Lam, P.Y., Sokhansanj, Sh., Bi, X.T., and Lim, C.J., 2013. Mechanical and compositional characteristics of steam-treated douglas fir (Pseudotsuga menziesii L.) during pelletization.Biomass and Bioenergy, 56: 116-126.

-Liu, S., 2008. A kinetic model on autocatalytic reactions in woody biomass hydrolysis. J. Biobased Mater. Bio, 2: 135–147.

-Metsa-Kortelainen, S., Antikainen, T., and Viitaniemi, P., 2006. The water absorption of sapwood and heartwood of scots pine and norway spruce heat-treated at 170◦C, 190◦C, 210◦C and 230◦C. Holz RohWerkst, 64(3): 192–197.

-Mirzaei, Gh., Mohebby, B., and Tabarsa, T., 2012. Collapsibility and Wettability of Hydrothermally Treated Wood. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, Vol. 3, No. 1.

-Mirzaei, Gh., Mohebby, B., and Tasooji, M., 2012. The effect of hydrothermal treatment on bond shear strength of beech wood. Eur. J. Wood Prod, 70: 705-709.

-Mohebby, B., Sharifnia-Dizboni, H., and Kazemi-Najafi, S., 2009. Combined hydro-thermo-mechanical modification (CHTM) as an innovation in mechanical wood modification. In: Proceeding of 4th European Conference on Wood Modification (ECWM4). 27-29th April, Stockholm, Sweden, pp. 353-360.

-Navi, P., and Sandberg, D., 2011. Thermo-hydro-mechanical processing of wood, Engineering Sciences, Taylor & Francis Group, LLC, Swiss, p. 360.

-Popescu, C.M., and Popescu, M.C., 2013. A near infrared spectroscopic study of the structural modifications of lime (Tilia cordata Mill.) wood during hydro-thermal treatment. Spectrochimica Acta. Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 115: 227–233.

-Ramos, L.P., 2003. The chemistry involved in the steam pretreatment of lignocellulosic materials. Quim Nova, 26: 863–871.

-Standard methods of testing small clear specimens of timber, American Society for Testing of Materials, ASTM D 143-09, 2014.

-Surface Texture: Profile method rules and procedures forthe assessment of surface texture, 1:1158-1159, ISO/DIS 4287.1. 1998.

-Thybring, E.E., 2013. The decay resistance of modified wood influenced by moisture exclusion and swelling reduction. International Biodeterioration & Biodegradation,82: 87-95.

-Xu, X., and Tang, Z., 2012. Vertical Compression Rate Profile and Dimensional Stability of Surface-Densified Plantation Poplar Wood. Lignocellulose, 1 (1): 45-54.