بررسي تاثير نانوذرات رس روي ويژگي هاي فيزيكي- شيميايي، مكانيكي و حرارتي چسب اوره- گلي اكسال

The Effect of Nanoclay on Physicochemical, Mechanical and Thermal Properties of New Urea- Glyoxal Resin

به منظور كاهش انتشار فرمالدهید از محصولات چوبی ساخته شده با چسب اوره فرمالدهید، در این تحقیق اوره با دی آلدهیدی غیرسمی با دمای جوش بالا به نام گلی اكسال واكنش یافت تا چسب جدید اوره- گلی اكسال تشكیل شود. سپس كلیه ویژگی های فیزیكی- شیمیایی، مكانیكی و حرارتی چسب اوره- گلی اكسال تولیدی اندازه‌گیری شد. همچنین در این پژوهش تاثیر نانوذرات رس به عنوان پركننده روی ویژگی های مختلف چسب اوره- گلی اكسال تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور، پس از ساخت چسب اوره- گلی اكسال در محیط اسیدی و بررسی خواص چسب حاصله، نانوذرات رس با نسبت های مختلف 0،1، 2 و 3 درصد وزنی (نسبت به وزن خشك چسب) به چسب اضافه شده و كلیه ویژگی های فیزیكی- شیمیایی آن از قبیل ویسكوزیته، زمان ژله ای شدن، درصد ماده جامد و دانسیته مطابق روشهای استاندارد اندازه‌گیری شد. همچنین به منظور ارزیابی ویژگی های مقاومتی چسب اوره- گلی اكسال حاوی نانوذرات از آزمون برشی تخته لایه استفاده شد. تاثیر نانو ذرات رس روی دمای انعقاد چسب اوره- گلی اكسال نیز بوسیله آنالیز گرماسنجی تفاضلی (DSC) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد كه با افزودن نانوذرات رس به چسب اوره فرمالدهید، دانسیته، ویسكوزیته و درصد ماده جامد چسب افزایش یافته در حالی كه زمان ژله‌ای شدن چسب كاهش می یابد. نتایج آزمون برشی نشان داد كه افزودن نانوذرات رس از 1 به 3%، موجب بهبود پیوسته ویژگی های مقاومتی چسب می گردد بطوریكه بیشترین میزان مقاومت برشی و درصد شكست چوب مربوط به چسب اوره- گلی اكسال حاوی 3% نانوذرات رس می باشد. همچنین بر اساس نتایج حاصل از آنالیز DSC، افزودن نانو ذرات رس، انعقاد چسب اوره گلی اكسال را بطور قابل توجهی تسریع كرده و آنتالپی واكنش (HΔ) را می كاهد.

In order to eliminate the harm of formaldehyde from panels bonded with UF resin to environment and human health at the source, the low volatile and nontoxic aldehyde of glyoxyal (G) was chosen to react with urea (U) to prepare the wood adhesive of urea-glyoxal (UG) resin a substitute for urea-formaldehyde (UF) resin. The urea-glyoxal (UG) resin was synthesized under weak acid conditions, and its different properties were measured. Also, the effect of nanoclay on physico-chemical, thermal and mechanical properties of UG resin was investigated. For this purpose, the prepared UG resin was mixed with 1, 2 and 3 wt% nanoclay by mechanically stirring for 5 min at room temperature. The physico-chemical properties (such as SPG, viscosity, solid content and gelation time) and dry shear strength of the prepared resin were measured according to standard methods. Also, the effect of nanoclay on curing temperature of UG resin was analyzed by Differential Scanning Calorimetry (DSC) device. The physico-chemical test results indicated that addition of nanoclay increased SPG, viscosity and solid content of UG resin and decreased gelation time in the prepared resin. Dry shear strength test results showed that increasing nanoclay content from 1 to 3 wt% increased shear strength of UG resin; as the panels containing 3% nanoclay exhibited the highest shear strength value and wood failure percentage. Based on DSC test results, hardening rate as well as enthalpy value of the prepared UG resin was decreased by addition of nanoclay.