بررسي تأثير پلي پروپيلن بر ويژگي هاي فيزيكي و مكانيكي تخته خرده چوب ساخته شده از كلش برنج- خرده چوب صنعتي

The effect of polypropylene on physical and mechanical properties of particleboard produced from rice straw and industrial wood particles

سابقه و هدف: توليد محصولات فرآورده چوبي از پسماندهاي كشاورزي با افزايش كمبود الياف چوبي در جهان از اهميت زيادي برخوردار شده است. پسماندهاي كشاورزي، كه با مقادير زيادي سالانه در سرتاسر جهان توليد مي‌شوند منابع اصلي قابل تجديد پذير هستند. در مقايسه با الياف سنتزي از قبيل شيشه، الياف طبيعي كلش برنج فوايدي از قبيل قيمت كم، دانسيته پايين، فراواني و توزيع گسترده، قابليت بازيابي و زيست تخريب پذيري دارند. در مواجهه با كمبود جهاني منابع جنگلي، آلودگي‌هاي زيست محيطي و از بين رفتن منابع بيولوژيكي ناشي از سوزاندن پسماندهاي كشاورزي از جمله كلش برنج، تحقيقات قابل توجهي در زمينه استفاده از كلش برنج و پسماندهاي كشاورزي ديگر به منظور توليد فرآورده‌هاي چند سازه چوبي انجام شده است. در اين تحقيق خواص فيزيكي و مكانيكي تخته خرده چوب ساخته شده از كلش برنج - خرده چوب صنعتي با پودر پلي پروپيلن مورد بررسي قرار گرفته است. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق نسبت وزني كلش برنج به خرده چوب در چهار سطح (0 به 100 ، 15 به 85، 30 به 70، 45 به 55) و پلي-پروپيلن در سه سطح (0، 5، 10 درصد) به عنوان متغيرهاي مستقل انتخاب گرديد. خرده‌چوب صنعتي از شركت صنعت چوب شمال تهيه شد. از چسب اوره فرم آلدهيد به ميزان 10 درصد وزن خشك ماده اوليه و كلريد آمونيوم به عنوان هاردنر به ميزان 2 درصد وزن خشك چسب استفاده شد. پس از فرآيند مخلوط كردن مواد اوليه با يكديگر، كيك خرده چوب در دماي 170 درجه سانتي‌گراد به مدت زمان 5 دقيقه تحت پرس گرم قرار گرفت. پس از ساخت تخته خرده چوب، خصوصيات فيزيكي و مكانيكي تخته‌ها با استفاده از آناليز واريانس در سطح اطمينان 5 درصد مورد تجزيه و تحليل آماري قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه افزايش كلش برنج به خرده چوب باعث افزايش جذب آب و واكشيدگي ضخامت، كاهش مقاومت خمشي و مدول الاستيسيته و چسبندگي داخلي تخته‌هاي ساخته شده گرديد. در حالي‌كه با افزايش درصد پلي پروپيلن، مقاومت خمشي، مدول الاستيسيته و چسبندگي داخلي تخته‌ها افزايش يافت. همچنين جذب آب و واكشيدگي ضخامت نمونه‌ها بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وري در آب بهبود پيدا كرد. زيرا پلي پروپيلن با ذوب شدن در طي مراحل پرس گرم به عنوان يك ماده چسبنده غير قطبي باعث اتصال ذرات به يكديگر مي‌شود. نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد، قابليت به‌كارگيري كلش برنج در سطح 30 درصد و پلي پروپيلن در سطح 10 درصد براي تخته‌هاي با اهداف عمومي (نجاري) به منظور استفاده در شرايط خشك وجود دارد.

Background and objective: The production of panel products from agricultural residues is important considering the increasing worldwide wood fiber shortage. Agricultural residues, which are produced with large quantities annually throughout the world, are the main renewable resources. Compared with synthetic fibers such as glass, natural straw fibers have more advantages such as low cost, low density, abundant and wide distribution, recyclability and biodegradability. Faced with worldwide shortages of forest resources, environmental pollutions and waste of biological resources resulting from field burning of rice straw and other agricultural residues, there has been a revival of interest in using rice straw and other agriculture residues to produce composite panels. This research investigated the use of the rice strawindustrial particle wood with polypropylene powder on the mechanical and physical properties of particleboard. Materials and methods: The variables in this research were the ratio of rice straw to industrial wood particle (at four levels; 0:100, 15:85, 30:70, 45:55) and polypropylene powder (at three levels; 0, 5, 10%). Industrial wood particles from Sanate Choube Shomal Company were used. Urea formaldehyde resin used at 10 percent level of dry weight of raw material as well as ammonium chloride was used as a catalyst at 2 percent level of the dry weight of adhesive. After the mixing process raw material together, mat at temperature of 170°c for 5 minutes under hot press was placed. After making particleboard, physical and mechanical properties of panels analyzed using variance analysis in 5% probability level. Results: The results showed that increasing rice straw to wood particle, resulted in decreasing the bending strength, modulus elasticity and internal bonding while water absorption and thickness swelling increased. Increasing polypropylene percent resulted in increasing the bending strength, modulus of elasticity and internal bonding of the boards. The results also indicated that water absorption and thickness swelling after 2 and 24h in water decreased with increased polypropylene percent. Because polypropylene, melting during hot press steps as a nonpolar adhesive, causes bonding particles together. Conclusion: Results showed, there was usability of the rice straw up to 30 percent and polypropylene up to 10 percent for general purpose boards for use in dry conditions.