نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران

2 استاد، گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌ زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران

3 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات ، گروه صنایع چوب و کاغذ.، تهران، ایران

4 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران

5 بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده های آن، مؤسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

ویژگی‌های مکانیکی (مقاومت و مدول کششی، مقاومت و مدول خمشی)، رطوبتی (جذب آب و واکشیدگی ضخامت) و زیست‌تخریب‌پذیری چوب‌پلاستیک‌های تولید شده از پلی‌پروپیلن و آرد چوب صنوبر (آرد چوب در سه سطح صفر، بیست و بیست و پنج درصد) در حضور پودر نشاسته (در چهار سطح صفر، پنج، ده و پانزده درصد) به عنوان مقاومت‌دهنده زیستی بررسی شد. فرایند مخلوط سازی مواد در دو مرحله و ابتدا با استفاده از یک دستگاه اکسترودر و سپس با استفاده از یک دستگاه مخلوط کن داخلی هاکه انجام شد. عملیات تولید نهایی نمونه‌های آزمون‌های مکانیکی و رطوبتی با روش تزریق قالبی و نمونه‌های آزمون زیست‌تخریب‌پذیری با روش پرس گرم انجام شد. آزمون‌ها مطابق استانداردها و روش‌های اجرائی مدون انجام شد. نتایج آزمون های انجام شده نشان داد که با افزایش درصد وزنی آرد چوب در ترکیب، مقاومت‌های مکانیکی، جذب آب، واکشیدگی ضخامت و زیست‌تخریب‌پذیری چندسازه‌ها افزایش یافت. با افزایش درصد وزنی پودر نشاسته در ترکیب، مقاومت و مدول خمشی، مدول کششی، جذب آب، واکشیدگی ضخامت و زیست‌تخریب‌پذیری چندسازه‌ها افزایش یافت اما مقاومت به کشش کاهش یافت. مطالعات تکمیلی با میکروسکوپ الکترونی رویشی نشان داد که با افزودن آرد چوب و پودر نشاسته به ترکیب، شدت تخریب زیستی در سطح نمونه‌ها افزایش یافته. همچنین با افزودن پودر نشاسته در ترکیب، ذرات پودر نشاسته درون حفرات موجود در ساختار چندسازه قرار گرفته اند و بدین ترتیب میزان خلل و فرج در ساختار چندسازه‌ها کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها

- Aganguly, S., 2018. Plastic pollution and its adverse impact on environment and ecosystem. in: International Conference Recent Trends in Arts, Science, Engineering and Technology, Perambular, India, 30 December 2018: 15-16.
- Arutchelvi, J., Sudhakar, M., Arkatkat, A., Doble, M., Bhaduri, P. and Uppara, P. V., 2008. Biodegradation of polyethylene and polypropylene. Indian Journal of Biotechnology, 7(1): 9-22.
- Ashori, A., 2008. Wood- plastic composites as promising green-composites for automotive industries! Bioresource Technology, 99(11): 4661-4667.
- Azmi, N., Abu Bakar, A., Amril Samsudin, S. and Abdul Aziz, N., 2014. Preparation and characterization of tapoca starch filled Polycaprolactone composite films. The Malaysian Journal of Analaytical Sciences, 18 (3): 612-617.
- Beg, M. D. H., Kormin, S., Bijarimi, M. and Zaman, H. U., 2014. Preparation and characterization of low-density polyethylene/thermoplastic starch composites. Advances in Polymer Technology, 35(1): 01-09.
- Behjat, T., Russly, A. R., Lugman, C. A., Yus, A.Y. and Nor Azowa, I., 2009. Effect of PEG on the biodegradability studies of kenaf cellulose-polyethylene composites. International Food Research Journal, 16 (2): 243-247.
- Bhaskar, J., Haq, S., Pandey, A.K. and Srivastava, N., 2012. Evaluation of properties of propylene- pine wood-plastic composite. Journal of Materials and Environmental Science, 3(3): 605-612.
- Fabunmi, O. O., Lope, G. T., Panigrahi, S. and Chang, P. R., 2007. Developing Biodegradable Plastics from Starch. ASABE, CSBE North Central International Conference, Fargo, North Dakota, USA, 12- 13 October 2007: 1- 12.
- Farsi, M., 2010. Wood-plastic composites: Influence of wood flour chemical modification on the mechanical performance. Journal of Reinforced Plastic and Composites, 29(24): 3587-3592.
- Gozdecki, C. and Wilczynski, A., 2015. Effect of wood flour type on flexural properties of wood -plastic composites. Forestry and Wood Technology, 89 (2015): 50-54.
- Khoramnejadian, S., 2013. Microbial degradation of starch based polypropylene. Journal of Pure and Applied Microbiology, 7(4): 2857-2860.
- Klyosov, A. A., 2007. Wood-Plastic Composites. Wiley, Hoboken, NJ, USA, 726p.
- Kokta, B.V., Raj, R.G. and Daneault, C.,1989. Use of Wood Flour as Filler in Polypropylene: Studies on Mechanical Properties. Polymer-Plastic Technology and Engineering, 28(3): 247-259.
- Kormin, Sh., Kormin, F., Dalour Hossen Beg, M. and Bijarimi Mat Piah, M., 2017. Physical and mechanical properties of LDPE incorporated with different starch sources. International Research and Innovation Summit (IRIS 2017), IOP Conf, Series: Materials Science and Engineering, Kunming, China, October 2017: 1-9.
- Liu, W., Wang, Y. and Sun, Z., 2003. Effects of polyethylene-grafted maleic anhydride (PE-g-MA) on thermal properties, morphology and tensile properties of low density polyethylene (LDPE) and corn starch blends. Journal of Applied Polymer Science, 88(13): 2904-2911.
- Lu, J. Z., Wu, Q. and McNabb, H. S., 2000. Chemical coupling in wood fiber and polymer composites: A review of coupling agents and treatments. Wood Fiber Science, 32(1): 88-104.
- Matzinos, P., Bikiaris, D. and Panayiotou, C., 2001. Processing and characterization of LDPE/starch products. Journal of Applied Polymer Science, 79 (14): 2548-2557.
- Michael Gould, J., Gordon, S. H., Dexter, L. B. and Swanson, C.L., 1990. Biodegradation of Starch-Containing Plastic. Agricultural and Synthetic Polymers, 1990 (433): 65-75
- Mijiyawa, F., Koffi, D., Kokta, B.V. and Erchiqui, F., 2014. Formulation and tensile characterization of wood-plastic composites: Polypropylene reinforced by birch and aspen fibers for gear applications. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 28 (12): 1-18.
- Muniyasamy, S., Anstey, A., Reddy, M., Misra, M. and Mohanty, A., 2013. biodegradability and compostability of lignocellulosic based composite materials. Journal of Renewable Materials, 1(4): 253-272.
- Myilsamy, D., Gowtham, S., Saravanakumar, J. and Rajendran, D., 2018. Studies on blending properties of poly lactic acid and starch with methylene diphenyl diisocyanate. International Advanced Research Journal in Sience Engineering and Technology, 5 (9): 107-110.
- Oduola, M. K. and Akpeji, P. O., 2015. Effects of starch on the Mechanical and Rheological properties of polypropylene. American Journal of Chemical Engineering, 3 (2-1): 1-8.
- Salemane, M. G. and Luyt, A. S., 2006. Thermal and mechanical properties of polypropylene-wood powder composites. Applied Polymer Science, 100 (5): 4173-4180.
- Tabarsa, T., Khanjanzadeh, H. and Pirayesh, H., 2011. Manufacturing of wood- plastic composite from completely recycled materials. Key Engineering Materials, 471-472(2011): 62-66.
- Wang, X., Chai, Y. and Liu, J., 2013. Formation of highly hydrophobic wood surfaces using silica nanoparticles modified with long- chain alkylsilane. Holzforschung, 67(6): 667-672.
- Wilfred, O., Tai, H., Marriott, R., Liu, Q., Teverezovskiy, V., Curling, S., Tai, H., Fan, Zh. and Wang, W., 2018. Biodegradation of polylactic acid and starch composites in compost and soil. International Journal of Nano Research, 1(2): 01-11.
- Zuchowska, D., Steller, R. and Meissner, W., 1998. Structure and properties of degradable polyolefin-starch blends. Polymer Degradation and Stability, 60(2-3): 471-480.