تأثير نانو اكسيد روي و نوع چسب بر خواص فيزيكي و مكانيكي الوار تراشه لايه اي (LSL)

Effect of Nano-zinc oxide and adhesive type on Physical and Mechanical Properties of Laminated Strand Lumber

سابقه و هدف در اثر كاهش چوب‌هاي با كيفيت براي ساخت‌وساز، صنايع توليدات چوبي، محصولات جديدي را براساس تحقيقات پيشرفته معرفي نموده‌اند. تلاش براي توليد چندسازه‌هاي چوبي مقاوم، پايدار و مقاوم به رطوبت به منظور بهبود خواص فيزيكي از قبيل جذب آب، پايداري و واكشيدگي ضخامت، عمدتا بر نوع تكنولوژي و تكامل چسب چوب‌ها به‌ويژه استفاده از ايزوسيانات‌ها(MDI و pMDI) تمركز دارند. يكي از محصولات چوبي پركاربرد كه در ساختمان‌هاي چوبي بكار مي‌روند الوارهاي تراشه لايه‌اي (LSL )مي‌باشد. نانواكسيدروي ماده شيميايي است كه پتانسيل حفاظت LSLرا دارد و مي‌تواند به‌عنوان يك ماده افزودني بر روي خواص فيزيكي و مكانيكي آن تاثير گذار باشد. در اين تحقيق به بررسي تاثير سطوح مختلف نانواكسيدروي و نوع چسب(PF و pMDI)، بر خواص فيزيكي و مكانيكي LSL پرداخته شده است. مواد و روش‌ها براي انجام اين پژوهش لايه‌هايي از چوب راش منابع داخلي(Fagus Orientalis) با ضخامت 2 ميلي‌متر تهيه و به محل آزمايشگاه منتقل و سپس به تراشه‌هايي به طول 40 و عرض 2 سانتي‌متر برش داده شدند، سپس چندسازه‌هاي LSL با استفاده از چسب-هاي فنل فرمالدئيد((PF و ايزوسيانات(pMDI) و چهار سطح نانواكسيدروي(0، 0/5، 1 و 1/5 درصد) در دماي پرس 180 درجه سانتيگراد و زمان 30 دقيقه ساخته شدند. در فرايند ساخت پانل‌هاي چوبي، تراشه‌ها درون يك چسب زن استوانه‌اي دوار ريخته شده و براساس وزن خشك با 15 درصد از چسب‌هاي فنول فرم‌آلدئيد و pMDIبه صورت اسپري توسط يك پيستوله آغشته شدند. در حين فرايند چسب‌زني مقادير مختلف نانواكسيدروي(صفر، 0/5، 1 و 1/5درصد وزن خشك تراشه‌هاي چوب) به صورت پودر به داخل محفظه چسب‌زن اضافه شدند. خواص فيزيكي(جذب آب و واكشيدگي ضخامت) و مكانيكي(چسبندگي داخلي، مدول الاستيسيته و مدول گسيختگي) چندسازه‌هايLSL به ترتيب مطابق استاندارد ASTM D 1037 اصلاح شده و ASTM D 5459 اندازه‌گيري شدند. يافته ها نتايج نشان داد كه اثر متقابل بين تيمار نانواكسيدروي و نوع چسب براي چسبندگي داخلي و مدول الاستيسته معني‌دار مي‌باشد ولي اثر متقابل بين تيمار نانواكسيدروي و نوع چسب براي مدول گسيختگي در سطح آلفاي 5 درصد معني‌دار نمي‌باشد. نانواكسيدروي نه تنها خواص مكانيكي LSL ساخته شده را به‌طور معني‌دار كاهش نداد بلكه در اكثر موارد خواص مكانيكي مورد مطالعه را تا حدي افزايش داد. نانواكسيدروي با كمترين ميزان(5/0 درصد) واكشيدگي ضخامت را كاهش داد و ثبات ابعادي را بهبود بخشيد، اما با مقادير بيشتر نانواكسيدروي، بهبود بيشتري حاصل نگرديد نتيجه گيري به‌طوركلي مي‌توان نتيجه گرفت كه از سطوح مختلف نانواكسيدروي همراه با هر دو نوع چسب فنل فرمالدئيد و ايزوسيانات بدون تاثير منفي معني‌دار بر خواص مكانيكي چندسازه LSL مي‌توان استفاده نمود.

Background and objectives: One of the most widely used wood products applied in wooden buildings as load bearing posts or beams is laminated strand lumber (LSL). Nano-zinc oxide is a chemical that has the potential to be used in the protection of LSL. The use of nano-zincoxide as an additive in LSL may affect its mechanical and physical properties. In this study, the effect of adhesive type (PF and pMDI) and nano-zinc oxide amount (0, 0.5, 1, 1.5 % based on strands weigth) on the physical and mechanical properties of LSL was investigated. Materials and methods: For this purpose, lSLs were made from Iranian beech using either a phenol formaldehyde (PF) or a polymeric methylene diphenyl diisocyanat(pMDI) adhesive and four loading levels of nano-zinc oxide. The mechanical and physical properties of the LSLs were then measured according to ASTM-D5456 and modified ASTM-D1037 respectively. Results: The results showed that the interaction between nano-zinc oxide treatment and the adhesive type was significant for MOE and IB while the interaction was not significant for MOR at the alpha level of 5%. Not only did nano-zinc oxide not reduce significantly the mechanical properties of the composites but it also increased partially the studied properties in most cases. Nano-zinc oxide with the lowest loading decreased the thickness swelling and improved the dimensional stability. The higher loadings did not result in any further improvement. Conclusion: In general, it can be concluded that the different levels of nano-zinc oxide can be used in treating laminated strand lumber composites made with PF and pMDI adhesives without having any negative effect on mechanical properties of the composites.