بررسي رفتار الكتريكي و آكوستيكي فراورده چندسازه چوبي سبك شده با گرانول پلي استايرن

Study of electrical and acoustic properties of lightweight wood-based panel products with polystyrene granules

سابقه و هدف: يكي از نگراني‌هاي اصلي صنايع چوب، تأمين ماده اوليه چوبي مي‌باشد. لذا توجه به مواردي كه بخشي از نگراني‌هاي موجود را از طرق مختلف، مانند كاهش مصرف چوب در توليد فراورده‌هاي چوبي مورد نظر قرار دهد، درخور اهميت است. سبك سازي فراورده‌هاي چند سازه با استفاده از گرانول پلي استايرن به عنوان يك راهكار براي كاهش مصرف مواد اوليه مورد توجه قرار گرفته است. از خواص مهمي كه براي اين نوع از فراورده‌ها در نظر گرفته شده، رفتار آنها در برابر الكتريسيته و خواص آكوستيكي مي‌باشد. اين تحقيق در نظر دارد تا خواص دي الكتريك و آكوستيكي فرآورده چندسازه مورد مطالعه را ارزيابي كند. مواد و روش ها: براي ساخت نمونه‌هاي آزموني از ميان تيمارها بر اساس مقاومت مكانيكي و خواص فيزيكي، بهينه‌ترين تيمار براي بررسي رفتار الكتريكي و خواص آكوستيكي انتخاب گرديد. براي تهيه نمونه‌هاي آزموني سبك شده با پلي استايرن، نمونه‌هاي شاهد شماره 1 و 2 به ترتيب با دانسيته 0/7 gr/cm3 و 0/5 gr/cm3 آماده شد. دانسيته اول نمونه شاهد به دليل مقايسه نمونه آزموني با فراورده چند سازه استاندارد و دانسيته دوم نمونه شاهد به دليل مقايسه نمونه آزموني با فراورده چند سازه داراي دانسيته مشابه بدون گرانول پلي استايرن مد نظر قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج آزمون مقاومت الكتريكي نشان دادند، با توجه به همساني دانسيته بين نمونه آزموني سبك شده با نمونه شاهد 2 با دانسيته 0/5 gr/cm3 تفاوت معني داري در نتايج مشاهده نگرديد. همچنين بين نمونه‌هاي داراي دانسيته 0/5 gr/cm3با نمونه هاي سنگين تر با دانسيته 0/7 gr/cm3 تفاوت معني داري در مقاومت الكتريكي وجود نداشت. طبق نتايج بدست آمده، مشاهده شد كه وزن مخصوص نمونه‌ها به طور غيرمستقيم بر مقاومت الكتريكي نمونه ها اثرگذار است. در يك دانسيته مشخص، افزودن گرانول پلي استايرن منجر به بهبود مقاومت الكتريكي و خواص آكوستيك نمونه ها شده است. نتيجه‌گيري: نتايج آزمون‌ها نشان دادند با كاهش دانسيته مقاومت الكتريكي نمونه‌هاي آزموني افزايش و ميزان جذب صوت بهبود يافته است. وجود گرانول پلي استايرن در نمونه‌هاي آزموني علاوه براين كه خود به عنوان يك عايق قوي عمل مي نمايد، با اثرگذاري بر رفتار نمونه ها احتمالاً منجر به افزايش مقاومت الكتريكي آنها شده است. گرانول پلي استايرن بر خواص آكوستيكي نمونه‌ها نيز به صورت مستقيم اثرگذار بوده است. نتايج حاصل نشان دادند، از تخته هاي سبك شده با گرانول پلي استايرن مي توان در مواردي كه نياز بيشتر به افزايش مقاومت الكتريكي و افزايش خاصيت عايق صوت مي باشد با در نظر گرفتن ميزان بار مكانيكي مجاز قابل تحمل توسط تخته ها، به صورت موثر استفاده نمود.

Background and Objectives: One of the main concerns of wood industry is the supply of wooden raw material. So it is important to attention the solving existing concerns in different ways, such as reducing wood consumption in the production of wooden products. Application of lightweight composite products using polystyrene is considered as a solution to reduce the consumption of raw materials. Important properties considered for these types of products include their behaviors against electricity and acoustical properties. This study aims to evaluate the dielectric and acoustic behaviors of the composite studied herein. Materials and Methods: In order to construct test samples, the most optimum treatment was selected from the treatments based on mechanical strength and physical properties to examine the electrical behavior and acoustic properties. To prepare lightweight test samples polystyrene, control samples were made at a density of 0.7 g/cm3 (C1) and 0.5 g/cm3 (C2). The first density of control sample was chosen to compare the test specimen with a standard composite and the second density of control sample was selected to compare the test sample with a composite product of similar density without polystyrene granules. Results: The results of electrical resistance test showed no significant differences between the lightweight test sample and C2 with a density of 0.5 g/cm3 due to their density equivalence. Furthermore, electrical resistance was not significantly different between specimens with a density of 0.5 g/cm3 and heavier specimens with a density of 0.7 g/cm3. The results indicated that the specific gravity of the samples indirectly affected the electric resistance of the samples. At a certain density, the addition of polystyrene granules resulted in improved electrical resistance and acoustic properties of the samples. Conclusion: The results of the tests showed that decreasing density of the samples resulted in increased electrical resistance and improved sound absorption of the samples. The presence of polystyrene granules in test samples, in addition to acting as a strong insulator, affects the behavior of the samples possibly leading to an increase in their electrical resistance. Polystyrene granules have directly affected the acoustic properties of the samples. The results showed that lightweight boards using granular polystyrene can be used effectively in cases where there is a need for increased electrical resistance and improved sound insulation property, taking into account the allowable mechanical load tolerance by the boards.