حفاظت و اصلاح چوب
فاطمه حسن زاده فرد؛ مهدی جنوبی؛ پیمان احمدی
چکیده
بیان مسئله و اهداف: پوششدهی سطح چوب نقش مهمی در افزایش دوام، پایداری ابعادی و مقاومت آن در برابر عوامل محیطی دارد. در این میان، پوششهای پلییورتان پایه آب (WBPU) به دلیل سازگاری زیستمحیطی و عملکرد مناسب، بهعنوان جایگزینی پایدار برای سامانههای پایه حلال موردتوجه قرارگرفتهاند. بااینحال، عملکرد این پوششها بهشدت تحت تأثیر ...
بیشتر
بیان مسئله و اهداف: پوششدهی سطح چوب نقش مهمی در افزایش دوام، پایداری ابعادی و مقاومت آن در برابر عوامل محیطی دارد. در این میان، پوششهای پلییورتان پایه آب (WBPU) به دلیل سازگاری زیستمحیطی و عملکرد مناسب، بهعنوان جایگزینی پایدار برای سامانههای پایه حلال موردتوجه قرارگرفتهاند. بااینحال، عملکرد این پوششها بهشدت تحت تأثیر روش اعمال و ضخامت فیلم قرار دارد. باوجود اهمیت این عامل، بررسی نظاممند اثر ضخامت پوشش، بهویژه هنگام اعمال با روشهای نوین مانند روش اسپینکوتینگ، در شرایط کهنگی تسریعشده محدود است. در این پژوهش، روش اسپینکوتینگ بهعنوان رویکردی نوآورانه برای پوششدهی چوب معرفیشده و اثر ضخامتهای مختلف پوشش WBPU بر عملکرد سطحی و مکانیکی چوب راش (Fagus orientalis) ارزیابی میشود. هدف اصلی، تعیین ضخامت بهینهای است که تعادل مناسبی میان آبگریزی، چسبندگی، ثبات ظاهری و دوام در برابر کهنگی ایجاد کند.مواد و روشها: در این پژوهش، نمونههای چوب راش با استفاده از یک پوشش پلییورتان پایه آب آکریلیکی تجاری، بهروش اسپینکوتینگ و در چهار سطح (۳، ۶، ۹ و ۱۲ دور پوشش) تیمار شدند. در هر دور، سرعت چرخش ۲۰۰۰ دور بر دقیقه و زمان اعمال ۳۰ ثانیه بود. ضخامت نهایی فیلمها با استریو میکروسکوپ و پردازش تصویری اندازهگیری شد. مجموعهای جامع از آزمونهای فیزیکی و سطحی، قبل و بعد از کهنگی تسریعشده، بر روی نمونهها انجام گرفدید؛ ازجمله جذب آب، زبری سطح، زاویه تماس قطره آب و تغییر رنگ (ΔE) چسبندگی کششی و چسبندگی خراشی. کهنگی تسریعشده از طریق قراردهی در محفظه دما-رطوبت انجام شد. در ادامه، برای یافتن ضخامت بهینه، از بهینهسازی چندمعیاره با استفاده از ابزار Response Optimizer نرمافزار Minitab استفاده شد.نتایج: نتایج نشان داد که افزایش تعداد لایهها، ضخامت پوشش را بهصورت تقریباً خطی از ۷۵ تا ۲۸۶ میکرومتر افزایش داد. پوششهای ضخیمتر، جذب آب کمتری نشان دادند و زاویه تماس قطره آب در آنها بیش از ۹۰ درجه بود که بیانگر افزایش خاصیت آبگریزی است. پس از کهنگی، تغییر رنگ نمونهها در پوششهای ضخیمتر کاهش یافت؛ بهطوریکه تیمار ۹ دور بهترین تعادل را ازنظر ثبات رنگ (84/7). زبری پایین و حفظ براقیت داشت. این تیمار بالاترین چسبندگی کششی را پیش از کهنگی (99/2 مگاپاسکال) نشان داد و پس از کهنگی نیز چسبندگی قابلتوجهی حفظ شد که بیانگر اتصال بین سطحی قوی و ساختار پایدار بود. در مقابل، تیمار ۱۲ دور باوجود مقاومت رطوبتی بالاتر، افت چسبندگی قابلملاحظهای داشت که احتمالاً ناشی از تنشهای داخلی یا ایجاد ریزترک در لایههای ضخیم بود. چسبندگی خراشی در همه تیمارها در شرایط اولیه در سطح (5B) باقی ماند، ولی در تیمارهای ضخیمتر پس از کهنگی کمی کاهش یافت. فرایند بهینهسازی چندمعیاره نشان داد که ضخامت حدود ۲۰۶ میکرومتر (مطابق با تیمار ۹ دور)، بالاترین امتیاز مطلوبیت ترکیبی (94/0) را در میان تمامی پارامترهای ارزیابیشده کسب میکند. این یافته تأیید میکند که افزایش ضخامت از یک مقدار بهینه، لزوماً بهبود عملکرد را در پی ندارد، حتی ممکن است به افت چسبندگی یا یکنواختی ظاهری به علت تنش مکانیکی در فرایند خشک شدن یا طی عمر مفید منجر شود.نتیجهگیری: میتوان نتیجه گرفت که اسپینکوتینگ روشی مؤثر و نوآورانه برای اعمال پوششهای یکنواخت و باضخامت کنترلشده پلییورتان پایه آب بر روی زیر لایههای چوبی است. ضخامت پوشش، عامل تعیینکنندهای در بهبود مقاومت رطوبتی، کیفیت سطح، ثبات رنگ و چسبندگی نهایی بهشمار میرود. ضخامت میانه در حدود ۲۱۰ میکرومتر، بهترین عملکرد ترکیبی را ارائه میدهد و برای کاربردهای عملی در مبلمان داخلی، اجزای معماری و حفاظت از آثار چوبی پیشنهاد میشود. این پژوهش مبنایی مناسب برای توسعه سامانههای پوششدهی پایدار و مهندسیشده در صنعت چوب فراهم میکند.
سیما سپهوند؛ مهدی جنوبی؛ علیرضا عشوری
چکیده
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.531.65.4.32.1606 کاربردهای نانومواد تجدیدپذیر، مانند نانوالیاف سلولز(CNFs)، به دلیل خواص منحصر به فرد شامل: سطح ویژه بالا، ضریب لاغری بالا، ...
بیشتر
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.531.65.4.32.1606 کاربردهای نانومواد تجدیدپذیر، مانند نانوالیاف سلولز(CNFs)، به دلیل خواص منحصر به فرد شامل: سطح ویژه بالا، ضریب لاغری بالا، زیست تخریپپذیر، دسترسی آسان و گروههای هیدروکسیل واکنشپذیر موجود در سطح اخیراْ مورد توجه بسیاری قرارگرفته است. هدف از این پژوهش، ساخت فیلترهای نانویی تجدیدپذیر هوا با استفاده از CNFs اصلاح شده با فتالیمید میباشد. چون فتالیمید حاوی گروههای آمینی میباشد که برای جذب دیاکسید کربن لازم میباشد. در این تحقیق از روش خشککن انجمادی برای حذف مستقیم آب از ژل CNFs خالص و اصلاح شده با فتالیمید استفاده شد همچنین خواص آئروژلهای CNFsخالص و اصلاح شده با فتالیمید به منظور جذب دی اکسید کربن بررسی گردید. اصلاح CNFs با فتالیمید در اسید استیک با نسبت CNFs به فتالیمید 1: 0، 1: 0.5، 1: 1 و 1: 1.5درصد وزنی انجام شد. خصوصیات شیمیایی و مورفولوژیکی CNFs اصلاح شده با تکنیکهای مختلفی شامل SEM، FTIR-ATR، XRD و TGA بررسی شد. بررسی انجام شده توسط SEM هیچ تغییری در ابعاد و ساختار CNFs اصلاح شده نشان نداد. حضور فتالیمید با ایجاد پیکهای جدید NH2، C-N و استر (〖COO〗^-) بر روی CNFs اصلاح شده با استفاده از آزمون طیف سنجی ATR-FTIR تأیید شد. همچنین، نتایج TGA نشان داد که با افزایش مقدار فتالیمید، پایداری حرارتی کاهش می-یابد که نشاندهنده واکنشپذیری گروهای عاملی فتالیمید باCNFs است. به علاوه، بیشترین جذب دی اکسیدکربن مربوط به فتالیمید 1.5 درصد حدود 50 درصد بود
فراورده های مرکب چوب
هادی اشتری؛ مهدی جنوبی؛ مریم یوسف زاده؛ یحیی همزه
چکیده
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.438.64.3.9.1586
در این پژوهش نانوالیاف کامپوزیتی پلی وینیلالکل (PVA) و نانوکریستال سلولزی (CNC) با فرایند الکتروریسی تهیه شدند. برای انحلال ...
بیشتر
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.438.64.3.9.1586
در این پژوهش نانوالیاف کامپوزیتی پلی وینیلالکل (PVA) و نانوکریستال سلولزی (CNC) با فرایند الکتروریسی تهیه شدند. برای انحلال پلیمر PVA از آب یونزدایی شده استفاده شد و از بین غلظتهای 4، 6، 8 و 10 درصد وزنی PVA، الیاف سالم در غلظت 8 درصد تولید شدند. برای تولید نانوالیاف با استحکام بیشتر، CNC در مقادیر 5/0، 1، 5/1 و 2 درصد بر اساس درصد وزنی PVA به محلول پلیمر افزوده شد و طراحی آزمایشات بر اساس روش تاگوچی برای رسیدن به قطر کمتر از 100 نانومتر، با متغیرهای ولتاژ الکتریکی، فاصله الکتروریسی، سرعت تغذیه محلول و غلظت CNC انجام شد. برای مقاوم-سازی نانو الیاف در برابر آب از گلوتارآلدهید (GA) به عنوان پیونددهندة عرضی استفاده شد. ویژگیهای مرفولوژیکی و سطحی الیاف با میکروسکوپهای FESEM و SEM بررسی شد. برای بررسی برهمکنشهای شیمیایی مواد از FTIR و از آزمون کرنش کششی برای بررسی خواص استحکامی کامپوزیت نانوالیاف استفاده شد. بر اساس نتایج، نانوالیاف با میانگین قطر 16 ± 87 نانومتر در غلظت 5/0 درصد CNC، بهدست آمدند. در اثر افزودن نانوکریستال، مدول الاستیسیته نانوکامپوزیتها افزایش و تخلخل آنها کاهش یافت. غوطهوری نانوکامپوزیتها در محلول گلوتارآلدهید واکشیدگی نانوکامپوزیتها را کاهش داده و مانع از انحلال و پراکندگی آنها در آب شد.
نازنین مطیع؛ مهدی جنوبی؛ محمد مهدی فائزی پور؛ اسونتا برزاکیلو
چکیده
در این تحقیق به بررسی ایجاد اتصالات عرضی در نانو الیاف سلولزی توسط ماده شیمیایی بوتان دیول دیگلیسیدیل اتر (BDDE) بهعنوان اتصالدهنده عرضی پرداخته شده و برخی خواص فیزیکی هیدروژل حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. زنجیرههای پلیمری تجدیدپذیر و قابل بازیافت مورد مطالعه شامل نانوالیاف سلولزی و هیدروکسی اتیل سلولز میباشند. برای ایجاد اتصالات ...
بیشتر
در این تحقیق به بررسی ایجاد اتصالات عرضی در نانو الیاف سلولزی توسط ماده شیمیایی بوتان دیول دیگلیسیدیل اتر (BDDE) بهعنوان اتصالدهنده عرضی پرداخته شده و برخی خواص فیزیکی هیدروژل حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. زنجیرههای پلیمری تجدیدپذیر و قابل بازیافت مورد مطالعه شامل نانوالیاف سلولزی و هیدروکسی اتیل سلولز میباشند. برای ایجاد اتصالات عرضی، از BDDE استفاده شد. BDDE یک ماده شیمیایی زیست تخریب پذیر است و نسبت به سایر اتصال-دهندههای عرضی که گروههای عاملی با پیوند اتری دارند، به میزان قابل ملاحظهای دارای سمیت کمتر میباشد. جهت بررسی اثر BDDE بر خواص فیزیکی نانوسلولز، آزمونهای FTIR، FESEM، اندازهگیری قابلیت واکشیدگی و بررسی خواص حرارتی انجام گرفت. نمونههای با نسبت کمتر نانوسلولز به هیدروکسی اتیل سلولز به دلیل پخش شدن در آب و تشکیل اتصالات عرضی کم، در آزمون اندازه گیری قدرت واکشیدگی، نامناسب شناخته شدند. اتصال عرضی در میان نمونههای با مقدار کمتر نانوسلولز به-خوبی ایجاد نشد. با افزایش مقدار نانوسلولز هیدروژلها مقاومت کافی در تماس با آب نشان دادند و در آب پخش نشدند. در میان نمونههای با مقدار بیشتر نانوسلولز، با افزایش مقدار اتصالدهنده عرضی از 20% به 40% جذب آب بهدلیل ایجاد پیوندهای بیشتر و کاهش حضور گروههای هیدروکسیل در دسترس در نانوسلولزها کاهش یافت. با توجه به نتایج FTIR، اتصالات عرضی در هر دو نمونه با مقدار نانوسلولز بالا، در مقادیر مختلف BDDE، به خوبی انجام گرفت. با افزایش مقدار BDDE پایداری حرارتی و دمای تبدیل شیشه به دلیل ایجاد پیوندهای عرضی مناسب در بین الیاف و تشکیل ساختار قویتر و پایدارتر افزایش یافت.
فراورده های مرکب چوب
شوبو صالحچور؛ مهدی جنوبی؛ مسعود احمدزاده؛ فاطمه رفیعیان
چکیده
هدف از این مطالعه بررسی تخریب زیستی نانو چندسازههای ساختهشده از پلی وینیل الکل و نانو الیاف سلولزی تحت شرایط کمپوست کنترل شده و ارزیابی کیفیت کمپوست نهائی بود. فیلمهای نانو چندسازه بر پایه پلی وینیل الکل با مقادیر 5، 10، 20 و 30 درصد وزنی نانو الیاف سلولزی و با استفاده از نیتروژن مایع، خشککردن انجمادی و پرس داغ تهیه شدند. نمونهها ...
بیشتر
هدف از این مطالعه بررسی تخریب زیستی نانو چندسازههای ساختهشده از پلی وینیل الکل و نانو الیاف سلولزی تحت شرایط کمپوست کنترل شده و ارزیابی کیفیت کمپوست نهائی بود. فیلمهای نانو چندسازه بر پایه پلی وینیل الکل با مقادیر 5، 10، 20 و 30 درصد وزنی نانو الیاف سلولزی و با استفاده از نیتروژن مایع، خشککردن انجمادی و پرس داغ تهیه شدند. نمونهها به مدت 150 روز در داخل کمپوست تولیدی از پسماندهای آلی شهر کرج دفن شدند. تخریب زیستی نمونهها بوسیله آزمونهای بصری، کاهش وزن، میکروسکوپ الکترونی و طیفسنجی فروسرخ مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین اثرات سمیت نمونههای کمپوست بوسیله آزمون رشد گیاه (شاهی و اسفناج) ارزیابی گردید. مطالعه زیست تخریبپذیری فیلمهای نانو چندسازهها در طول کمپوست کردن نشان داد، مقدار تخریب فیلمهای نانو چندسازهها به مقدار نانو الیاف سلولزی بستگی دارد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز نشان داد، با افزایش مقدار نانو الیاف سلولزی مقدار تخریب (خلل و فرج و ترک ) در سطح نمونهها افزایش یافت. آزمون سمیت با استفاده از رشد گیاه نشان داد که نمونههای کمپوست حاوی پلی وینیل الکل و نانو الیاف سلولزی، اثر بازدارندگی بر رشد هیچ یک از دو گیاه نداشت.
مدیریت و اقتصاد چوب
آذر حقیقی پشتیری؛ مهدی جنوبی؛ علی نقی کریمی
چکیده
نانوکریستال سلولز (CNC) گروه جدیدی از مواد سلولزی است که طی دو دهه اخیر در حوزههای تحقیقاتی گوناگون کاربردهای وسیعی یافته است. این نانو ذرات اغلب از طریق هیدرولیز اسیدی ترکیبات سلولزی از قبیل چوب، پنبه، نشاسته و ... تهیه میشوند. هدف اصلی این تحقیق، یافتن شرایط بهینه برای ساخت سوسپانسیونی کلوئیدی پایدار در آب از نانوکریستال سلولز حاصل ...
بیشتر
نانوکریستال سلولز (CNC) گروه جدیدی از مواد سلولزی است که طی دو دهه اخیر در حوزههای تحقیقاتی گوناگون کاربردهای وسیعی یافته است. این نانو ذرات اغلب از طریق هیدرولیز اسیدی ترکیبات سلولزی از قبیل چوب، پنبه، نشاسته و ... تهیه میشوند. هدف اصلی این تحقیق، یافتن شرایط بهینه برای ساخت سوسپانسیونی کلوئیدی پایدار در آب از نانوکریستال سلولز حاصل از آلفا سلولز طی روشی با بازدهی بالا می باشد. بنابراین شرایط متفاوتی از دما و زمان واکنش برای هیدرولیز اسیدی انتخاب شد. درصد بازده برای تمام سوسپانسیونهای حاصل محاسبه گردید. ریخت شناسی نانوکریستال سلولز تهیه شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی (ESEM) مورد بررسی قرار گرفت و کریستالیته با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که بیشترین بازده نانوکریستال سلولز (88 درصد) در زمان 60 دقیقه و دمای 60 درجه سانتی گراد به دست آمد. به طور کلی، کریستالهای میلهای شکل به دست آمده با ابعاد 50-35 نانومتر و کریستالیته بالا (92 درصد) از آلفا سلولز میتواند آن را به منبعی مناسب و رقابتی برای تولید نانوکریستال سلولز مورد نیاز صنایع مختلف مبدل سازد.
مدیریت و اقتصاد چوب
مهدی جنوبی؛ شوبو صالحپور؛ زهره عرازنیا؛ یحیی همزه
چکیده
این تحقیق، با هدف بررسی تاثیر ذخیرهسازی بر خواص رنگ و ترکیبات شیمیایی تخته خرده حاصل ازباگاسانجام شد. برای این منظور از باگاس ذخیره شده کارخانه نئوپان کارون واقع در استان خوزستان درسه سطح (بالا،وسط وپائین) و باگاس ذخیرهنشده تهیه گردید. سپس،ترکیبات شیمیایی نمونهها براساس دستورالعمل TAPPI، ویژگی بیومتری (ضریبلاغری) با استفاده از ...
بیشتر
این تحقیق، با هدف بررسی تاثیر ذخیرهسازی بر خواص رنگ و ترکیبات شیمیایی تخته خرده حاصل ازباگاسانجام شد. برای این منظور از باگاس ذخیره شده کارخانه نئوپان کارون واقع در استان خوزستان درسه سطح (بالا،وسط وپائین) و باگاس ذخیرهنشده تهیه گردید. سپس،ترکیبات شیمیایی نمونهها براساس دستورالعمل TAPPI، ویژگی بیومتری (ضریبلاغری) با استفاده از روش فرانکلین و تغییرات رنگ آنها اندازهگیری شد. همچنین شناسایی نوع میکروارگانسیمهای موجوددرنمونههای باگاس دخیره شده در سه سطح انجام گرفت، نتایج با نمونهها شاهد مقایسه شد. نتایج نشان داد، که مقدارلیگنین دربین نمونههای باگاس ذخیرهشده درسه سطح تفاوت داشت،اماتفاوتی معنیداری درمیزان سلولزومواداستخراجی آنهامشاهده نشد. همچنین در ضریب لاغری نمونهها(ذخیره شده و دخیره نشد)تفاوتی ملاحظه نشد. میزان تغییررنگ درتختههای ساختهشده ازباگاس ذخیرهشدهبیشترازنمونههایذخیرهنشدهبود. بررسیهای شناسایی نوع میکروارکانسیمهای موجوددرنمونههای باگاس ذخیرهشده نشان دادکه بیشترین آنهاباکترهای ومخمرهابودند. نتایج ازمایشات انجام شده نشان داد که مدت ذخیره سازی می تواند به طور چشمگیری رنگ و خواص فیزیکی باگاسهای ذخیره شده را مورد تغییر قرار دهد.
