تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال:1397 | دوره:33 | شماره:2 (پیاپی 63) |تعداد مقالات:16

این بررسی با هدف استفاده از ساقه ذرت دانه ای در تولید تخته تراشه های جهت دار (OSB) انجام شده است. لذا از تراشه های تهیه شده از ساقه ذرت در 3 اندازه طولی 50، 75 و 100 میلیمتر، 3 نوع چسب اوره، ملامین و فنل فرم آلدئید و 2 زمان پرس 175 و 185 درجه سانتیگراد به عنوان عوامل متغیر و همچنین استفاده از تراشه های چوب صنوبر به عنوان شاهد اقدام به ساخت تخته تراشه گردید. نتایج حاصل از اندازه گیری خواص مکانیکی و فیزیکی تخته تراشه های ساخته شده با استفاده از طرح آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که تخته تراشه های ساخته شده با چسب فنل فرم آلدئید دارای کمترین مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی بودند. همچنین نتایج نشان داد که طول تراشه بر روی کلیه ویژگیهای مکانیکی چند سازه های ساخته شده اثر معنی داری داشته است و چند سازه های ساخته شده با تراشه های صنوبر (شاهد) به مراتب از ویژگیهای مکانیکی بالاتری برخوردار بودند. ولی تخته های ساخته شده از تراشه های صنوبر در مقایسه با تخته تراشه های ساخته شده از تراشه های ساقه ذرت با طول های مختلف از واکشیدگی ضخامت 2 برابری برخوردار بودند و این در حالی است که تخته های ساخته شده از تراشه های ذرت دارای جذب آب 2 و 24 ساعت بالاتری نسبت به تخته های شاهد (صنوبر) بودند. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای پرس از مقدار مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته کاسته شده است. ولی مقاومت چسبندگی داخلی تخته تراشه ها با افزایش دمای پرس در سطح معنی داری بهبود یافته است. از سوی دیگر با افزایش درجه حرارت پرس کلیه ویژگی های فیزیکی تخته های ساخته شده با افزایش روبرو گردید.

در مطالعه حاضر اثر افزودن نانو ذرات ولاستونیت (casio3) به پوشش آکریلیک پایه آب بر قابلیت مقاومت به آتش و مقاومت چسبندگی پوشش مورد مطالعه قرار گرفت. نانو ولاستونیت با غلظت های 5/0، 5/1 و 5/2 درصد وزنی نسبت به جرم خشک پوشش آکریلیک با آن مخلوط شد. برای تثبیت نانو ذرات در بستر پوشش از دستگاه اولتراسونیک استفاده گردید. فرایند پوشش دهی نمونه ها با و بدون کاربرد نانو ولاستونیت در پوشش آکریلیک روی نمونه های چنار و نوئل صورت پذیرفت و ویژگی های آنها شامل مقاومت به آتش و مقاومت چسبندگی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزودن نانو ولاستونیت تا 5/2 درصد به پوشش آکریلیک، اثر بسیار قابل توجهی بر بهبود مقاومت به آتش نمونه ها بخصوص تاخیراندازی زمان شعله وری گونه های نوئل و چنار با بهبود 258 و 184 درصدی نسبت به نمونه های شاهد داشته است. از طرف دیگر بررسی چسبندگی پوشش آکریلیک به سطح نمونه های چوبی حاکی از بهبود این ویژگی پوشش با افزودن نانو ولاستونیت بود. در مورد چسبندگی پوشش نیز بالاترین میزان این ویژگی در نانو پوشش حاوی بیشترین میزان نانو ذرات ولاستونیت مشاهده گردید. البته لازم به ذکر است که عملکرد نانو پوشش های حاوی 5/1 درصد نانو روی ویژگیهای مورد بررسی نیز در حد قابل قبولی بود.

در دنیای ناپایدار اقتصادی امروز، تولید پایدار و افزایش سطح کمی و کیفی محصولات، جهت حفظ بقاء و رقابت پذیری در بازار داخلی و خارجی الزامی ست. بگونه ای که در صورت عدم توجه، امکان رقابت پذیری در بازارهای منطقه ایی و بین المللی وجود نخواهد داشت. بدین جهت در این پژوهش، با بهره مندی از نظرات متخصصین و تولیدکنندگان خبره این صنعت مبلمان به شناسایی و اولویت بندی عوامل موثر بر رقابت پذیری مبلمان کلاسیک پرداخته شد. شاخص های مورد بررسی در این پژوهش شامل 5 شاخص اصلی و 17 زیرشاخص بودند که با بکارگیری فرایند تحلیل شبکه ای اولویت بندی و درجه اهمیت شاخص ها و زیر شاخص ها تعیین و با کمک روش دیمتل روابط علی و معلولی شاخص ها بررسی شد. نتایج حاصل از بررسی های صورت گرفته نشان داد شاخص های اصلی مدیریت تولید و فروش، تضمین کیفیت و سبک طراحی وخلاقیت به ترتیب دارای بالاترین وزن نرمال بودند و زیر شاخص بروز بودن ماشین آلات و فناوری، قیمت مناسب و ماندگاری برند به ترتیب اولویت اول تا سوم تاثیرگذاری بر رقابت پذیری مبلمان کلاسیک را بدست آوردند.

در تحقیق حاضر اثر اصلاح نانوآلومینا بر خواص مکانیکی و سطحی HDF حاصل از الیاف اکسیدشده بررسی شد. فعال-سازی سطوح الیاف با استفاده از اسید نیتریک 40% انجام گردید. پس از چسب زنی الیاف با چسب اوره فرم آلدئید ( 7% و 9% بر اساس وزن خشک الیاف)، تخته ها به وسیله پرس گرم ساخته شدند. برای روکش کردن از دو نوع کاغذ با گراماژهای 70 و 80 گرم برمترمربع آغشته به چسب ملامین فرمآلدئید حاوی سه سطح صفر، 5/1 و 3 درصد نانوآلومینا استفاده شد. براساس نتایج، بیشترین مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و سختی در نمونه های ساخته شده از الیاف اصلاح شده با اسید نیتریک، مقدار مصرف چسب 9%، وزن پایه روکش 80 گرم برمترمربع محتوی 3 درصد نانو آلومینا اندازه گیری شد که در مقایسه با تخته های شاهد افزایش معنی داری نشان داد. با افزایش مقدار نانوآلومینا، کاهش وزن حاصل از سایش نمونه ها کمتر بود که مبین عملکرد مثبت نانوآلومینا بوده است. گراماژ کاغذ اثر معنی داری بر مقاومت به آتش سیگار نشان نداد، ولیکن بالاترین مقدار مصرف نانوآلومینا با افزایش هدایت حرارتی سبب بهبود مقاومت سطحی گردید.

هدف این پژوهش بررسی خواص نوری و مقاومتی خمیر کاغذ شیمیایی-مکانیکی (CMP) رنگبری شده با توالی یک و دو مرحله ای از پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم بوده است. همچنین بار اکسیژن خواهی شیمیایی و بیولوژیکی پساب حاصل از رنگ بری خمیر کاغذ CMP، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور خمیر کاغذ CMP رنگ بری نشده مخلوط پهن برگان از کارخانه چوب و کاغذ مازندران تهیه گردید. سپس این خمیرها با توالی های یک و دو مرحله ای P (پراکسید هیدروژن)، H (هیپوکلریت سدیم)، PH (پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم) و HP (هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن) رنگبری گردیدند. از خمیر کاغذهای رنگ بری شده، کاغذ دست ساز آزمایشگاهی با وزن پایه 60 گرم بر مترمربع تهیه و خواص نوری و مقاومتی آنها طبق آزمون های استاندارد TAPPI، میزان بار اکسیژن خواهی شیمیایی( (COD و بار اکسیژن خواهی بیولوژیکی (BOD) پساب رنگبری نیز با استفاده از استاندارد APHA (1998) اندازه گیری و مقایسه شدند. نتایج نشان داده است زمانی که پراکسید درمرحله ی آخر رنگبری بکار رود، ویژگی هایی از قبیل مقاومت در برابر پارگی، کشش و روشنی افزایش و زردی کاهش می یابد. به طورکلی، نقش توالی های رنگبری پراکسید هیدروژن (P) و رنگبری دو مرحله ای هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن (HP) در رنگبری خمیرکاغذ CMP و بهبود روشنی و مقاومت های کاغذ حاصل، مؤثرتر از توالی یک مرحله ای هیپوکلریت سدیم (H)و خمیر رنگبری نشده کارخانه بوده است. همچنین، بیشترین و کمترین میزان بار آلودگی پساب (COD) به ترتیب مربوط به خمیر کاغذهای رنگبری شده با توالی هیپوکلریت سدیم (H) و PH (پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم) بودند. بیشترین بار BOD را نیز لیکور رنگبری با پراکسید هیدروژن (P) دارا بوده و کمترین مقدار را نیز، توالی رنگبری پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم (PH) داشته است.

در این تحقیق ویژگی های کششی و دینامیکی-مکانیکی چندسازه ساخته شده با پلیمر پلی لاکتیک اسید (PLA) و پلی اتیلن دانسیته سنگین (HDPE) به عنوان ماتریس و خاک اره به عنوان تقویت کننده به میزان 30 درصد وزنی مورد بررسی قرار گرفته است. از انیدرید مالئیک پیوند خورده با پلی اتیلن (MAPE) به میزان 3 درصد وزنی به عنوان اتصال دهنده استفاده شده است. استفاده از خاک اره باعث افزایش در سفتی چندسازه های ساخته شده شده است در حالیکه استفاده از این ماده باعث کاهش در مقاومت کششی چندسازه ها شده است. بالاترین میزان ویژگی های کششی (مدول الاستسیته و مقاومت کششی) مربوط به چندسازه پلی لاکتیک اسید/پلی اتیلن/ خاک اره/ اتصال دهنده بوده است. افزودن الیاف طبیعی به هر دو ماتریس (PLA و PE) مدول ذخیره چندسازه را نسبت به پلیمرهای خالص افزایش داده در حالیکه میزان مدول ذخیره در پلی اتیلن خالص و چندسازه آن بالاتر بوده است. استفاده همزمان از دو پلیمر با نسبت مساوی (5/33 درصد وزنی) و خاک اره جهت ساخت چندسازه میزان سفتی بین چندسازه ساخته شده با تک تک پلیمرها را نشان داده است. بکارگیری الیاف طبیعی باعث کاهش تحرک زنجیره مولکولی و انتقال دمای چندسازه به دماهای بالاتر شده که در نهایت پیک های مربوطه به سمت راست و پایین تر جا به جا شده اند. هر چند که در برخی موارد انتقال پیک ها از روند نرمالی تبعیت نکرده است. افزودن اتصال دهنده MAPE باعث چسبندگی سطح مشترک بیشتر بین دو فاز در تمامی چندسازه ها شده و در نهایت سفتی را افزایش داده است.

ریزه الیاف سلولزی و نرمه ها اجزئی مهمی از الیاف کاغذسازی محسوب می شوند که می توانند تأثیرات قابل توجه بر فرآیند تولید و کیفیت فرآورده نهایی داشته باشند. در این تحقیق، ویژگی های نرمه الیاف سه نوع خمیرکاغذ شامل کرافت، شیمیایی مکانیکی (CMP) و خمیرکاغذ بازیافتی (OCC) مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر موردنیاز نرمه با استفاده از دستگاه کوبنده والی (Valley beater) تهیه شدند. سپس نرمه ها با استفاده از دستگاه زه کش دینامیکی (DDJ) در سه دسته نرمه های عبوری از مش 100 و باقی مانده روی مش 200 (P100/R200)، نرمه های عبوری از مش 200 و باقی مانده روی مش 325 (P200/R325) و نرمه های عبوری از مش 325 (P325) کلاسه بندی شدند. ویژگی های نرمه شامل: اندازه ابعادی، حجم ویژه هیدرودینامیکی، بار کلوئیدی، قلیائیت، کدورت، ویسکوزیته و سطح ویژه بررسی شدند. نتایج نشان داد که pH نرمه های سلولزی خمیرکاغذ با کوچک تر شدن ابعاد، بیشتر به سمت قلیایی شدن میل می کند و بار کلوئیدی سه نوع نرمه، به ویژه در نرمه های عبوری از مش 200 و باقی مانده روی مش 325 رفتار متفاوت با سایر کلاسه های خود نشان دادند به طوری که روند تغییرات آن معکوس ویسکوزیته می باشد. حجم ویژه هیدرودینامیکی با اندازه ابعادی و همچنین نسبت ابعادی تطابق دارد و کمترین مقدار آن مربوط به نرمه های خمیرکاغذ بازیافتی می باشد. میزان کدورت نیز با اندازه ذرات و میزان پخش همگن و همچنین با سطح ویژه نرمه ها ارتباط مستقیم دارد. نتایج این ویژگی در نرمه های عبوری از مش 200 خمیر کاغذ بازیافتی رفتاری متفاوت نسبت به سایر گروه ها را نشان داد.

پتانسیل استفاده از باگاس برای حذف رنگ واکنشی اسید اورانژ 7 از محیط آبی با استفاده از محلول رنگ مصنوعی بررسی شد. نتایج نشان داد که با کاهش pH و دما، کارایی جذب این رنگ افزایش می یابد و از طرف دیگر با افزایش غلظت رنگ در محیط، ظرفیت جذب بیشتر می شود. سرعت جذب رنگ توسط این ماده نسبتاً سریع است و در تمامی آزمون ها، غلظت تعادل در 20 دقیقة اول تیمار حاصل شد. مطالعات ایزوترم جذب با غلظت های مختلف نشان داد که فرایند جذب این رنگ بر روی باگاس هم از مدل لانگمویر و هم از مدل فروندلیچ تبعیت می کند ولی مدل لانگمویر با ظریب همبستگی بیش از 99/0 بهتر از مدل فروندلیچ با ضریب همبستگی 98/0 است. با استفاده از مدل لانگمویر، حداکثر ظرفیت جذب این رنگ 56/18 میلی گرم بر گرم محاسبه شد که در مقایسه با سایر مواد لیگنوسلولزی مطالعه شده، مقدار قابل قبول و مناسبی است.

مواد چسبناک ازچالش های مهم در کارخانه های بازیافت کاغذ هستند. این مواد مضر با رسوب بر روی اجزای ماشین کاغذ موجب پارگی کاغذ و همچنین کاهش کیفیت محصول نهایی می شوند. از این رو کنترل این مواد و کاهش اثرات مخرب آن ضروری است. استفاده از پلیمرهای کاتیونی به عنوان عامل تثبیت کننده از روش های موثر کنترل این مواد شناخته می-شوند. لذا در این پژوهش کنترل مواد چسبناک خمیرکاغذ OCCبا استفاده از یک پلیمرکاتیونی تجاری به نام GL در سه سطح 4/0، 8/0 و 2/1 درصد و بر اساس وزن خشک خمیرکاغذ در دو دامنه pH 4 و 7 بررسی شده است. برای ارزیابی کارایی این ترکیب مواد چسبناک ماکرو، مواد چسبناک میکرو، مواد محلول و کلوییدی، میزان کدورت و زمان آبگیری اندازه گیری و با مقادیر نمونه های شاهد مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که پلیمرکاتیونی GL در سطح 4/0 و 8/0درصد در هر دوpH 4 و 7 به دلیل دلمه شدن و تثبیت مواد چسبناک بر روی الیاف، سبب کاهش میزان مواد چسبناک ماکرو، میکرو و محلول و کلوییدی و میزان کدورت شد درحالیکه زمان آبگیری بهبود یافت. هرچند، پلیمر کاتیونی GL در مقدار 2/1 درصد عملکرد موثری در کنترل مواد چسبناک از خود نشان نداد. به طورکلی می توان نتیجه گرفت در صورت مصرف پلیمر کاتیونی GL در دوز و pH مناسب می توان از آن به طور موثری در کنترل مواد چسبناک حاصل از فراوری خمیرکاغذ OCC استفاده کرد.

با رشد و توسعه جوامع پیشرفته و نیل به سمت صنعتی شدن کشورها، استفاده از آب یکی از دغدغه های بزرگ محسوب می شود. مصرف مطلوب و بهینه از منابع آبی، از جایگاه ویژه و قابل توجهی برخوردار است که نتیجه آن اهمیت استفاده از آب باران به عنوان منبعی قابل اطمینان جهت تأمین آب مصرفی می باشد. از این رو هدف از این پژوهش استفاده از آب باران در ترکیب چسب اوره فرمالدئید به منظور تنظیم غلظت نهایی چسب بوده است. بدین منظور برای جلوگیری از آسیب رسیدن به تجهیزات آب باران از طریق کانال های احداث شده در کاخانه آرین سینا به سیستم تصفیه خانه انتقال داده شد. سپس به وسیله تجهیزات موجود در کارخانه مذکور تصفیه گردید. نتایج حاصل از طیف های FT_IR بدست آمده از نمونه های چسب ترکیب شده با آب باران و آب معمولی نشان داد که آب باران باعث افزایش تعداد پیوند های هیدروژنی در چسب می شود. اما بر اساس آزمون t، اختلاف بین ویژگی های چسب و مقاومت های مکانیکی و خواص فیزیکی استفاده از آب باران نسبت به آب معمولی معنی دار نبوده است. به-طوریکه چسب ترکیب شده با آب باران هیچ گونه اثر منفی بر روی ویژگی های چسب نمی گذارد. از این رو پس از انجام تحقیقات، کارخانه آرین سینا با توجه به محدودیت ها و کمبود منابع اولیه کشور با استفاده از آب باران روزانه 14000 لیتر در مصرف آب صرفه جویی داشته است.

رهاسازی رنگ ها در پساب به دلیل سمیت برای بسیاری از موجودات زنده، باعث ایجاد مشکلات اساسی مرتبط با آلودگی محیط زیست می شوند. کربن فعال جاذب کارآمدی برای حذف این نوع آلاینده ها از فاز آبی است. بنابراین در این تحقیق، کربن فعال به روش فعال سازی شیمیایی از چوب سالم و پوسیده راش تهیه و ظرفیت جذب آن در حذف رنگ رودامین B بررسی شد. مرحله کربونیزاسیون و فعال سازی به صورت تک مرحله ای و با آغشته سازی توسط ماده فعال ساز کلرید روی در سه سطح 75، 100 و 125 درصد نسبت به جرم پیش ترکیب و در دمای 400 و500 درجه سانتی گراد انجام شد. نتایج نشان داد که عدد یدی بیشتر کربن فعال های تهیه شده از دو نوع چوب با افزایش میزان ماده آغشته سازی افزایش پیدا می کند. بازده محصول به دست آمده از چوب سالم با افزایش ماده آغشته سازی دچار افت شد، در حالیکه بازده کربن فعال چوب پوسیده غیرقابل پیش-بینی بود. مطالعات نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، تغییرات ریخت شناسایی گسترده تری را در سطح کربن فعال مشتق از چوب پوسیده در مقایسه با چوب سالم در اثر تیمار با ماده فعال ساز نشان دادند. همچنین افزایش دمای فعال سازی از 400 درجه سانتیگراد به 500 درجه سانتیگراد باعث افزایش عدد یدی شد. کربن فعال های تولید شده در حذف رنگ رودامین B از محیط آبی بسیار کارامد عمل کردند. بیشترین مقدار جذب رنگ در تیمارهایی با نسبت آغشته سازی 125 درصد و دمای فعال سازی 500 درجه سانتی گراد به دست آمد.

یکی از مشکلات استفاده از گونه سریع الرشد و غیرجنگلی صنوبر به عنوان ماده اولیه تولید کاغذ روزنامه در سطح بازده 85% (سطح رایج بازده CMP در کارخانه چوب و کاغذ مازندران) بالک و ماتی نسبتاً کم کاغذهای حاصل می باشد. هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر پارامترهای فرایندی (بازده پخت و درجه روانی) بر ویژگی های نوری و مکانیکی خمیر کاغذ شیمیایی-مکانیکی بود. خمیرهای کاغذ صنوبر با تغییر زمان پخت در 4 سطح بازده مختلف تهیه شدند و خصوصیات آنها در سطوح مختلف درجه روانی در مقایسه با نمونه شاهد رایج مورد استفاده در کارخانه چوب و کاغذ مازندران (75% ممرز و 25% راش) مورد ارزیابی قرار گرفت. خصوصیات مقاومتی و درجه روشنی خمیرهای کاغذ صنوبر حاصل از بازده های پخت 25/85% تا 4/90% در مقایسه با ترکیب شاهد در سطحی بهتر و مطلوب قرار گرفت. اما کاغذ حاصل از بازده 6/94% دارای خصوصیات مقاومتی ضعیف تری نسبت به کاغذ شاهد بود. نتایج نشان داد که با کنترل پارامترهای فرایندی همچون بازده پخت و درجه روانی امکان بهبود قابل ملاحظه خصوصیات مقاومتی، درجه روشنی، ماتی و بالک خمیرهای کاغذ شیمیایی-مکانیکی صنوبر و رفع نقایص موجود جهت استفاده از آن برای تولید کاغذ روزنامه در کارخانه چوب و کاغذ مازندران وجود دارد.

در این تحقیق به بررسی ایجاد اتصالات عرضی در نانو الیاف سلولزی توسط ماده شیمیایی بوتان دیول دی گلیسیدیل اتر (BDDE) به عنوان اتصال دهنده عرضی پرداخته شده و برخی خواص فیزیکی هیدروژل حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. زنجیره های پلیمری تجدیدپذیر و قابل بازیافت مورد مطالعه شامل نانوالیاف سلولزی و هیدروکسی اتیل سلولز می باشند. برای ایجاد اتصالات عرضی، از BDDE استفاده شد. BDDE یک ماده شیمیایی زیست تخریب پذیر است و نسبت به سایر اتصال-دهنده های عرضی که گروه های عاملی با پیوند اتری دارند، به میزان قابل ملاحظه ای دارای سمیت کمتر می باشد. جهت بررسی اثر BDDE بر خواص فیزیکی نانوسلولز، آزمون های FTIR، FESEM، اندازه گیری قابلیت واکشیدگی و بررسی خواص حرارتی انجام گرفت. نمونه های با نسبت کمتر نانوسلولز به هیدروکسی اتیل سلولز به دلیل پخش شدن در آب و تشکیل اتصالات عرضی کم، در آزمون اندازه گیری قدرت واکشیدگی، نامناسب شناخته شدند. اتصال عرضی در میان نمونه های با مقدار کمتر نانوسلولز به-خوبی ایجاد نشد. با افزایش مقدار نانوسلولز هیدروژل ها مقاومت کافی در تماس با آب نشان دادند و در آب پخش نشدند. در میان نمونه های با مقدار بیشتر نانوسلولز، با افزایش مقدار اتصال دهنده عرضی از 20% به 40% جذب آب به دلیل ایجاد پیوندهای بیشتر و کاهش حضور گروه های هیدروکسیل در دسترس در نانوسلولزها کاهش یافت. با توجه به نتایج FTIR، اتصالات عرضی در هر دو نمونه با مقدار نانوسلولز بالا، در مقادیر مختلف BDDE، به خوبی انجام گرفت. با افزایش مقدار BDDE پایداری حرارتی و دمای تبدیل شیشه به دلیل ایجاد پیوندهای عرضی مناسب در بین الیاف و تشکیل ساختار قویتر و پایدارتر افزایش یافت.