تاثير اصلاح شيميايي آرد چوب بر جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت و ريخت شناسي چندسازه چوب پلاستيك

Effect of chemical modification of wood flour on long-term water absorption and thickness swelling and morphological study of wood plastic composite

سابقه و هدف: فرآورده هاي چندسازه چوب پلاسنتيك كه به اختصار (WPC) ناميده مي شوند گروه جديدي از مواد مركب هستند كه در طي سال هاي اخير مورد توجه بسياري از محققين و بخش عمده ايي از صنعت قرار گرفته اند. با توجه به اين كه قسمت عمده ايي از تركيب اين چندسازه ها را آرد چوب تشكيل مي دهد، مي توان دريافت كه اين چندسازه ها همانند چوب داراي خاصيت جذب رطوبت باشند، بنابراين، اين تحقيق با هدف بررسي تاثير اصلاح شيميايي آرد چوب بر جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت، ضريب انتشار رطوبت، نرخ واكشيدگي ضخامت و ريخت شناسي چندسازه چوب پلاستيك انجام گرديد. مواد و روش ها: براي اين منظور ابتدا آرد چوب توسط اسيد استيك، بنزيل كلريد و هيدروكسيد سديم به صورت جداگانه اصلاح شدند. به منظور اطمينان از انجام اصلاح شيميايي آرد چوب، از طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) استفاده گرديد. آرد چوب با نسبت وزني 60 درصد با پلي پروپيلن به همراه phc 4 ماده جفت كننده انيدريد مالئيك پلي پروپيلني در داخل دستگاه اكسترودر مخلوط شد و نمونه هاي آزموني با استفاده از دستگاه قالب گيري تزريقي ساخته شدند. سپس جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت نمونه ها طي 1512 ساعت غوطه وري در آب مطابق با استاندارد ASTM D 7031-04 اندازه گيري شد. جهت مطالعه ريخت شناسي چندسازه چوب پلاستيك از ميكروسكوپ الكتروني پويشي استفاده گرديد. يافته ها: نتايج نشان داد كه در اثر اصلاح شيميايي آرد چوب، جذب آب و واكشيدگي ضخامت طولاني مدت، ضريب انتشار رطوبت و نرخ واكشيدگي ضخامت در چندسازه چوب پلاستيك كاهش يافت. نتايج طيف سنجي مادون قرمز نشان داد كه در اثر اصلاح شيميايي آرد چوب پيك مربوط به گروه هاي هيدروكسيل كاهش پيدا كرده است و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پويشي نشان داد كه در اثر اصلاح شيميايي آرد چوب، فصل مشترك بين چوب و پلاستيك بهبود يافت. همچنين بيشترين درصد تغييرات وزن آرد چوب مربوط به تيمار بنزيلاسيون بود. نتيجه گيري: به عنوان يك اصل مي توان گفت كه امروزه، اصلاح شيميايي آرد چوب براي بهبود فصل مشترك بين دو فاز چوب و پلاستيك يك تفكر تحسين برانگيز به نظر مي رسد. با استفاده از اصلاح شيميايي آرد چوب مي توان از يك طرف شعاع لوله هاي مويين نامنظم موجود در چندسازه چوب پلاستيك را كاهش داد و از سوي ديگر از ميزان گروه هاي هيدروكسيل در دسترس براي ايجاد پيوند هيدروژني با مولكول هاي آب كاست. اين عوامل باعث مي گردد تا خواص فيزيكي چندسازه چوب پلاستيك بهبود يابد، به طوري كه هم جذب آب و واكشيدگي ضخامت در اين فرآورده ها كاهش مي يابد و هم از سرعت آن ها كاسته مي شود.

Background and objectives: Wood plastic composite that briefly (WPC) are called are a new class of composite materials that in recent years have been attended by many researchers and industries. Since, the major part of these composites is the wood flour, these composites such as wood are moisture absorbent. So, this research with aim of evaluation the effect of chemical modification of wood flour on long-term water absorption and thickness swelling, humidity coefficient diffusion, thickness swelling rate and morphological study of wood plastic composite was done. Materials and methods: For this purpose first, wood flour with acetic acid, benzyl chloride and sodium hydroxide were modified separately. For ensure the chemical modification, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy tests was done. Wood flour (60 wt %), polypropylene and MAPP (4 phc) were mixed by extruder and the test specimens were fabricated using the injection molding machine. According to the ASTM D 7031-04 standard, the long-term water absorption and thickness swelling were measured. Morphological study of wood plastic composite was done by scanning electron microscopy. Results: The result showed that long-term water absorption and thickness swelling, humidity coefficient diffusion and thickness swelling rate decreased by chemical modification of wood flour. The Result of infrared spectroscopy revealed that the chemical modification of wood floor caused to decrease the intensity peak of hydroxyl groups. Scanning electron microscopy images showed that chemical modification of wood flour led to improve the interface between wood and plastic. The highest weight percentage gain of wood flour was observed for modification by benzoylation. Conclusion: The chemical modification of wood flour for improvement of the interface between two phases of wood and plastic is a good idea. This modification reduces the radius of irregularly capillary tubes in wood plastic composite and decreases the available hydroxyl groups for creating hydrogen bonds with water molecules. These factors improve the physical properties of wood plastic composite, such as water absorption, thickness swelling.