پديد آورندگان :
رضانژاد، احمدرضا دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان , طبرسا، تقي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه فراورده هاي چندسازه , دهقاني فيروزآبادي، محمدرضا دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه صنايع خمير و كاغذ , شاكري، عليرضا دانشگاه تهران - گروه پليمر
كليدواژه :
تخته‌خرده‌چوب , كيتوزان , ثبات ابعادي , جذب آب , واكشيدگي ضخامتي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف
ثبات ابعادي پانل هاي چوبي از مهم ترين دغدغه هاي صنايع وابسته است. جذب رطوبت علاوه بر اين كه نماي ظاهري و فيزيكي تخته ها را تغيير مي دهد، ساختار مكانيكي آنها را نيز تحت تاثير قرار داده و مقاومت ها را كاهش مي دهد. راه كارهاي متفاوتي براي تثبيت ابعادي چوب به كار گرفته شده است كه روش هاي اصلاح شيميايي، اشباع با مونومر و اصلاح حرارتي از آن جمله هستند. هر كدام از اين روش ها با معايبي مثل كاهش مقاومت هاي مكانيكي و يا مسايل زيست محيطي همراه مي باشند. در اين تحقيق از كيتوزان كه بعد از سلولز به عنوان فراوان ترين پلي مر زيستي در طبيعت شناخته شده و زيست تخريب پذير است و استفاده از آن كاهش مقاومت هاي مكانيكي كمتري را همراه دارد، استفاده شد. كيتوزان از كيتين به دست مي آيد. كيتين يك آمينو پلي ساكاريد تشكيل شده از واحدهاي ان-استيل-دي-گلوكز آمين متصل شده با پيوندهاي (1-4) β مي باشد. كيتوزان بر روي ذرات خرده چوب پوشش ايجاد مي كند و مانع رسيدن رطوبت به آن ها مي شود. از طرف ديگر گروه هاي استاميد موجود در كيتوزان جايگزين گروه هاي هيدروكسيل موجود در چوب مي شود. اين امر سبب كاهش جذب آب و واكشيدگي ضخامت تخته ها مي گردد.
مواد و روش ها
براي انجام اين تحقيق از مخلوط ذرات خرده چوب گونه هاي جنگلي و با عوامل متغير(ميزان كيتوزان مصرفي در دو سطح 2٪ و 4٪، تيمار حرارتي 120، 140 و 160 درجه سانتي گراد و همچنين دو نوع چسب اوره فرمالدهيد و اوره ملامين فرمالدهيد، به نسبت 50:50)و عوامل ثابت (فشار، دما و زمان پرس به ترتيب با 25 بار، 165 درجه سانتي گراد و 6 دقيقه)، تخته خرده چوب يك لايه با ضخامت 10 ميلي متر و ابعاد 20×30 سانتي متر به تعداد 42 تخته ساخته شد. نمونه هاي آزموني بر طبق استاندارد EN-317 با ابعاد 50×50 ميلي متر تهيه شد و آزمايش هاي فيزيكي جذب آب 2 و 24 ساعت و واكشيدگي 2 و 24 ساعت بر روي آن ها انجام گرديد.
يافته ها
تخته هاي ساخته شده با چسب اوره - ملامين فرمادهيد نسبت به چسب اوره فرمالدهيد، جذب آب و واكشيدگي ضخامت كمتري دارند. استفاده از كيتوزان جذب آب و واكشيدگي ضخامت تخته ها را كاهش مي دهد و با افزايش مقدار كيتوزان جذب آب و واكشيدگي ضخامت آن ها كمتر مي شود. با افزايش دماي تيمار حرارتي جذب آب و واكشيدگي ضخامت كمتر مي شود.
نتيجه گيري
نتايج به دست آمده در اين تحقيق حاكي از آن است كه در بين شرايط استفاده شده در اين تحقيق، استفاده از چسب اوره - ملامين فرمالدهيد، كيتوزان 4٪ و دماي تيمار حرارتي 160 درجه سانتي گراد بهترين شرايط براي كاهش جذب آب و واكشيدگي ضخامت تخته هاي آزموني مي باشد. واژگان كليدي: تخته خرده چوب، كيتوزان، ثبات ابعادي، جذب آب، واكشيدگي ضخامتي
يافته ها
تخته هاي ساخته شده با چسب اوره - ملامين فرمادهيد نسبت به چسب اوره فرمالدهيد، جذب آب و واكشيدگي ضخامت كمتري دارند. استفاده از كيتوزان جذب آب و واكشيدگي ضخامت تخته ها را كاهش مي دهد و با افزايش مقدار كيتوزان جذب آب و واكشيدگي ضخامت آن ها كمتر مي شود. با افزايش دماي تيمار حرارتي جذب آب و واكشيدگي ضخامت كمتر مي شود
چكيده لاتين :
Background: the dimension stability of wood panels is one of the most challenges in these related industries. The humidity absorption not only changes the appearance and physical properties, but also it affects the mechanical structure and reduces the strengths. There are different methods for solving this problem such as chemical modification, monomer saturation, and thermal treatment. The disadvantages of each method are mechanical properties reduction and environmental problems. Chitosan is used in this study which it is the most abundant biopolymer after cellulose as a biodegradable and less reduction in mechanical strength. Chitosan is derived by chitin. Chitin is an amino-polysaccharide which it is polymerized by N-acetyl-D-glucosamine associated with B(1-4) linkages. Chitosan coated the particles and preserved them to humidity absorption. On the other hand, the thickness swelling and water absorption are decreased because the hydroxyl groups of wood are replaced by the acetamide groups of chitosan.
Methodology: in this study, the wood mixture of forest species with variable factors (the amount of chitosan 2%, 4% ; thermal treatment temperature 120oc, 140oc, 160oc; and two types of adhesives urea formaldehyde and urea-melamine formaldehyde in ratio of 50/:50) is used which followed by the fixed factors (pressure, temperature and press time , 25 bar, 165oc, and 6 min, respectively). The amount of 42 particleboard samples with 10 mm thickness and 20*30 cm3 has been made. According to EN-317 standards, the samples with 10*50*50 mm3 dimensions are examined by 2 and 24 hours for water absorption and thickness swelling tests.
Results: the particleboards are made by urea-melamine formaldehyde indicated less water absorption and thickness swelling rather than urea-formaldehyde. The water absorption and thickness swelling are decreased by using chitosan. By increasing the amount of chitosan utilization, the water absorption and thickness swelling are decreased. Increasing of thermal treatment temperature reduces the water absorption and thickness swelling.
Conclusion: With regards to different treatments in this study, the results showed that the optimal treatment conditions for decreasing of water absorption and thickness swelling are urea melamine formaldehyde, chitosan 4%, and thermal temperature 160oc.
Keywords: particleboard, chitosan, dimension stability, Water absorption, Thickness swelling
Results: the particleboards are made by urea-melamine formaldehyde indicated less water absorption and thickness swelling rather than urea-formaldehyde. The water absorption and thickness swelling are decreased by using chitosan. By increasing the amount of chitosan utilization, the water absorption and thickness swelling are decreased. Increasing of thermal treatment temperature reduces the water absorption and thickness swelling.
Conclusion: With regards to different treatments in this study, the results showed that the optimal treatment conditions for decreasing of water absorption and thickness swelling are urea melamine formaldehyde, chitosan 4%, and thermal temperature 160oc.
