مقايسه عملكرد كاتاليزورهاي گلوتارآلدهيد مختلف در اصلاح شيميايي چوب صنوبر (Populus deltoides)

Comparison the performance of different catalysts in chemical modification of Poplar wood with Glutaraldehyde

در اين پژوهش اثر كاتاليزورهاي مختلف در اصلاح شيميايي چوب صنوبر با گلوتارآلدئيد و خواص فيزيكي فرآورده حاصل مورد بررسي قرار گرفتند. اسيد هيدروكلريك و نمك‌هاي محلول در آب كلريدروي، كلريدكلسيم، كلريدآمونيوم، كلريدمنيزيم به ميزان 5/12 درصد و نمك‌هاي اكسيد‌آلومينيوم، اكسيد‌سيليس و نانوكسيدروي به ميزان 1درصد برمبناي وزن گلوتارآلدئيد استفاده شدند. پس از 48ساعت گرمادهي در آون، افزايش‌وزن ناشي از اصلاح براي كاتاليزورهاي كلريدمنيزيم، نانوكسيد‌روي، اكسيد‌سيليس، اكسيدآلومينيوم، كلريدروي، كلريدآمونيوم، كلريدكلسيم و اسيدهيدروكلريك به‌ترتيب 15/14، 57/12، 62/10، 69/8، 51/8، 19/7، 97/5 و 41/5درصد محاسبه شدند. خواص فيزيكي نمونه‌هاي اصلاح شده از جمله جذب آب، واكشيدگي حجمي و كارايي ضدواكشيدگي متعاقب 24 ساعت غوطه‌وري در آب محاسبه‌گرديد. بيش‌ترين و كم‌ترين ميزان حجيم‌كنندگي در سطح اصلاح‌شده با كلريد‌منيزيم به مقدار 98/6 و اسيد‌هيدروكلريك با ميانگين 37/2درصد اندازه‌گيري‌شد. دانسيته‌ي سطح حاوي كاتاليزور كلريدمنيزيم با ميانگين g/cm3 55/0، بيشترين افزايش را نسبت به شاهد نشان‌داد. در مقايسه بين سطوح اصلاح، بيشترين و كمترين جذب آب در سطح اصلاح‌شده با كاتاليزور اسيد‌هيدروكلريك به مقدار 61/79درصد و سطح حاوي كاتاليزور كلريد‌منيزيم با ميانگين 32/45 درصد محاسبه‌گرديد. اسيدهيدروكلريك به علت خاصيت اسيدي مي‌تواند موجب شكسته شدن پيوندهاي اتري ساختار همياستال و حتي استال گردد. سطح اصلاح‌شده با كاتاليزور كلريد‌منيزيم در مقايسه با ساير كاتاليزورهاي مورد استفاده، بهترين نتيجه را نشان داد. اين احتمال وجود دارد كه منيزيم طي تشكيل كمپلكس با اكسيژن، باعث فعال‌شدن گروه‌هاي كربونيل گلوتارآلدئيد و تشكيل پيوندهاي عرضي شود.

In this study, the effect of different catalysts on chemical modification of poplar wood and physical properties of the resulting product was evaluated. 12.5% HCl and water soluble salts containing ZnCl2, CaCl2, AlCl3, MgCl2 (based on the weight of glutaraldehyde) and 1% Al2O3, SiO2 and ZnO nano particles (based on the weight of glutaraldehyde) were used. After heating in oven for 48 hour, modification with glutaraldehyde and MgCl2, ZnO nano particles, SiO2, Al2O3, ZnCl2, AlCl3, CaCl2 and HCl as catalysts were resulted to 14.5, 12.57, 10.62, 8.69, 8.51, 7.19, 5.97 and 5.41 % weight gain respectively. After 24h soaking in water, the physical properties of modified specimens, such as water absorption, volume swelling and ASE were measured. The highest and lowest bulking were calculated for Mgcl2 and Hcl catalysts with 6.98 and 2.37% respectively. The modification in presence of Mgcl2 catalyst was shown highest increase of density with average of 0.55 g/cm3. The highest and lowest water absorption was measured 79.61 and 45.32% in the modification with HCl and MgCl catalysts. Hcl with acidic quality, can break ether bonds in hemiacetal and even acetal structure. Modification with MgCl2 was shown best result in comparison with other catalysts. It is likely that the formation a complex of magnesium with oxygen, could resulted to activate carbonyl groups in glutaraldehyde and created the crosslink.