تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال:1391 | دوره:27 | شماره:2 (پیاپی 39) |تعداد مقالات:16

در این تحقیق با استفاده از ذرات کاه گندم و برنج، ذرات نانورس، پلی پروپیلن و جفت کننده، چوب – پلاستیک ساخته شد و خواص فیزیکی و مکانیکی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار مصرف ماده زمینه پلاستیکی (پلی پروپیلن) 60 درصد وزنی و ماده لیگنوسلولزی 40 درصد وزنی در نظر گرفته شد. میزان نانورس اضافه شده در سه سطح 0، 2 و 4 درصد و میزان ماده جفت کننده، 2 درصد وزنی در تمام تیمارها به جز تیمار شاهد در نظر گرفته شد. نمونه های تیمار شاهد بدون اضافه کردن جفت کننده و ذرات نانورس و تنها با استفاده از پلی پروپیلن و ماده لیگنوسلولزی ساخته شدند. مدول های کششی و خمشی با افزایش 2 درصد نانورس افزایش یافته ولی در سطح 4 درصد شاهد کاهش مدول ها و با افزایش نانورس مقاومت به ضربه کاهش یافتند. خواص جذب آب 24 ساعتی نمونه های ساخته شده نیز با اضافه کردن 2 درصد نانورس کاهش یافته و در سطح 4 درصد نانورس افزایش قابل توجهی مشاهده شد. البته در تمام تیمارها، نمونه های ساخته شده از کاه برنج به دلیل وجود سیلیس بیشتر و سازگاری بیشتر با ذرات نانورس، ویژگی های فیزیکی و مکانیکی مطلوب تری نسبت به نمونه های تولید شده از کاه گندم داشتند. به منظور بررسی دقیق تر نتایج از میکروسکوپ الکترونی پویشی استفاده شد.

هدف از انجام این تحقیق بررسی امکان استفاده از آرد نی و همچنین تاثیر میزان ذرات نانو مونت موریلونیت در خواص فیزیکی و کششی چندسازه پلی پروپیلن/آرد نی/نانورس بوده است. میزان ماده سازگاردهنده و آرد نی به ترتیب در سطح های 5% و 40% ثابت و میزان نانو مونت موریلونیت در چهار سطح 0، 1، 3 و 5% در نظر گرفته شدند. مواد در یک مخلوط کن مخلوط و نمونه ها با روش قالب گیری تزریقی ساخته شدند. به منظور بررسی خواص مکانیکی چندسازه آزمون کشش (مقاومت و مدول کشش) و ازدیاد طول بر طبق آیین نامه EN ISO 527 انجام شد. خواص فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت نیز اندازه گیری شدند. نتایج حاصل از مقاومت ها و مدول ها و ازدیاد طولی و همچنین خواص فیزیکی (جذب آب) تا نقطه شکست نشان داد که با افزودن نانورس در سطح 3% مقاومت و ازدیاد طول و واکشیدگی ضخامت بهبود پیدا کرده است.

یکی از تیره های مهم چوبی مناطق خشک و کویری در قلمرو رویش گیاهی ایرانو-تورانی تیره اسفناجیان (Chenpodiaceae) می باشد که دارای جنس و گونه های مختلف گیاهی است. از قضا گونه مهم اشنان (Seidlitzia rosmarinus) با پراکندگی جغرافیایی وسیع در مناطق خشک ایران به این خانواده تعلق دارد که ویژگی های آناتومیکی آن تاکنون مورد مطالعه قرار نگرفته است. بنابراین به منظور بررسی ویژگی های آناتومیکی این گونه، تعداد شش اصله از درختچه اشنان در منطقه اردکان یزد قطع و ویژگی های آناتومیکی آن با میکروسکوپ نوری و الکترونی (SEM) و همچنین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که چوب گونه اشنان فاقد دوایر رویشی و همچنین فاقد اشعه چوبی بوده و در داخل بافت چوبی دارای آوند آبکش (intraxylary phloem)، می باشد. آوندهای آن کوتاه (متوسط 100 میکرومتر)، و دارای منافذ (پونکتواسیون) ریز بوده و آوندهای بخش چوب درون از صمغ فراوان و غلیظ برخوردار می باشد. طول فیبر کوتاه (334 میکرومتر) و ضخامت زیاد دیواره فیبر (8.4 میکرومتر ضخامت دو دیواره) در مقایسه با حفره سلولی (7.5 میکرومتر) از ویژگی های بیومتری این گونه محسوب شده و به لحاظ ویژگی آناتومیکی و بیومتری، در میان دیگر جنس های هم خانواده خود (Chenpodiaceae) با جنس آتریپلکس (Atriplex)، قرابت دارد. اشنان با وزن مخصوص طبیعی (تحت شرایط محیط) 0.92 گرم بر سانتی مترمکعب، در زمره چوب های خیلی سنگین محسوب شده و از همکشیدگی طولی (5 درصد) و مقدار خاکستر (5.5 درصد) بالایی برخوردار می باشد.

در این تحقیق رفتار افت تنش چندسازه های ساخته شده از کاغذ روزنامه آسیاب شده و پلی اتیلن سنگین بررسی شده است. چندسازه ها حاوی 25 و 50% پرکننده بود که با اختلاط مذاب و قالبگیری تزریقی ساخته شد و با پلی اتیلن سنگین خالص مقایسه شده است. نتایج نشان داد که افزودن پرکننده به پلیمر مدول و مقامت خمشی چندسازه را بهبود می بخشد. در پلیمر و چندسازه تنش بیشتری برای ثابت نگه داشتن سطوح بالاتر کرنش مشاهده شد. مقایسه تنش نسبی نمونه ها نشان داد که اختلاف افت تنش نمونه ها با گذشت زمان افزایش می یابد. عامل های مدل پاور لاو نشان دادند که با افزایش سطح کرنش، ) Aبزرگی افت تنش) افزایش یافته و) n توان مدل) کاهش می یابد. بررسی رابطه سطح کرنش، عاملA  و مقدار پرکننده نشان داد که رابطه خطی تقریبا کاملی (R2~1) بین درصد کرنش و A وجود دارد و با افزایش پرکننده تاثیر سطح کرنش روی عامل A بیشتر می گردد.

در این تحقیق برای بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه چوب پلاستیک، از چند ماده لیگنوسلولزی (باگاس، ساقه برنج، گندم و چوب صنوبر) به عنوان تقویت کننده استفاده شده و همچنین اثر نانورس در چندسازه پلی پروپیلن/چوب پلاستیک بررسی شده است. مقدار نانورس در سه سطح مختلف (صفر، 3 و 6 درصد وزنی) متغیر بوده است. ویژگی های مقاومت کششی، خمشی و ضربه مطابق با آیین نامه استاندارد ASTM اندازه گیری شدند. همچنین برای تفسیر نتایج عکسبرداری الکترونی پویشی (SEM) و عکسبرداری الکترونی انتقالی (TEM) و پراش اشعه ایکس (XRD) انجام گرفت. با استفاده از آزمون فاکتوریل دو عامله در قالب بلوک های کامل تصادفی تجزیه و تحلیل آماری انجام شد و مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن (DMRT) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از باگاس و چوب صنوبر سبب افزایش ویژگیهای مقاومتی نسبت به دو ماده ساقه گندم و برنج گردیده است. با بررسی اثر میزان مصرف ذرات نانورس مشخص گردید که در صورت استفاده از 3 درصد ذرات نانورس ویژگیهای مقاومتی چندسازه به حداکثر رسیده است. بررسی نوع فازها و ریخت شناسی چندسازه نانو چوب پلاستیک به کمک طیف پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی نشان دهنده تشکیل ساختارهای بین لایه ای و درون لایه ای است. در صورت استفاده از 3 درصد ذرات نانورس جدایی نسبی لایه های سیلیکاتی (لایه لایه ای) مشاهده شد، که می تواند ناشی از تشکیل ساختار درون لایه ای باشد.

هیدروکسیدسدیم (9، 11، 13 و 15 درصد)، سه زمان پخت (90، 120 و 150 دقیقه) و دو دمای پخت (120 و 150 درجه سانتی گراد) و فشار اکسیژن 6 بار استفاده گردید. پس از هر پخت بازده و عددکاپا اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده از 9% هیدروکسیدسدیم، زمان پخت 150 دقیقه و دمای پخت 150 درجه سانتی گراد، مناسبترین ترکیب شرایط لیگنین زدایی است. بازده و عددکاپای این خمیرکاغذ به ترتیب 72.44% و 24.72 اندازه گیری شده است. ویژگی های مقاومتی خمیرکاغذ انتخابی شامل شاخص مقاومت در برابر ترکیدن، شاخص مقاومت در برابر کشش و شاخص مقاومت در برابر پاره شدن به ترتیب 2.27 kPa.m2/g، Nm/g 29.19 و mN.m2/g 10.24 اندازه گیری شده است. این خمیر کاغذ با استفاده از روش رنگبری کاملا بدون کلر رنگبری شده و با مصرف 3% پروکسیدهیدروژن و 2% هیدروکسیدسدیم؛ درجه روشنی به 57.92% ایزو افزایش یافت.

گونه محلب Cerasus mahaleb (L.) Mill یکی از مهمترین پهن برگان جنگل های زاگرس است. چوب این گونه از زمان های قدیم به دلیل خاصیت خمش پذیری خوب و معطر بودنش همواره مورد استفاده در مصارف روستایی بوده و هست. با توجه به اینکه بهینه سازی مصرف چوب ارتباط تنگاتنگی با شناحت ویژگیهای فیزیکی، آناتومیکی و سایر خواص مهندسی آن پیدا می کند بنابراین در این تحقیق سه اصله درخت سالم محلب برای بررسی ویژگیهای مهندسی چوب آن با رعایت آیین نامهD143  استاندارد ASTM مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که محلب جزء چوب های نیمه سنگین بوده و از خمش پذیری بالایی برخوردار است، به طوری که مقاومت به فشار موازی الیافMPa) 48.45 ) و از نظر طول و قطر الیاف به ترتیب دارای میانگین 0.71 میلیمتر و 19.85 میکرون می باشد. میانگین درصد هم کشیدگی و واکشیدگی حجمی آن به ترتیب 6.09 و 6.69 بوده و از نظر درصد هم کشیدگی شعاعی و مماسی به ترتیب 19.65 و 19.74 درصد می باشد و متوسط رویش قطری آن 4.96 میلیمتر و متوسط رویش ارتفاعی آن 0.31 متر می باشد.

در این تحقیق تاثیر آنزیم فنول اکسیداز بر روی لیگنین موجود در دیواره گیاهان صنعتی مورد استفاده در صنایع چوب اروپا و امکان استفاده و بهره برداری از آن به عنوان چسب بیولوژیک مورد بررسی قرار گرفته است. از فیبرهای نوعی کاج جنگلی(Pinus sylvestris)  برای تولیدMDF  در دو فرایند خشک و تر مورد استفاده قرار گرفت. انکوباسیون فیبرها با لاکاز صنعتی از قارچTrametes versicolor ، در فرایند تر در محلول سوسپانسیون صورت گرفت و در فرایند خشک آنزیم بر روی فیبرها اسپری شد. هر دو نوع آنزیم لاکاز بدون مدیاتور و با مدیاتور به کاررفته تاثیر اساسی بر روی بهینه سازی خواص فیزیکی و مکانیکی MDF تولید شده داشت و همه آنها حداقل استاندارد را کسب کردند. شرایط، شامل غلظت آنزیمی 100 U/ml و در طی انکوباسیون آنزیم و 10 mM مدیاتور 4- هیدروکسی بنزوئیک اسید 98% زمان مناسب انکواسیون 15-10 دقیقه و اسیدیته 5.6 (PH=5.6) شرایطی کاملا مناسب برای تولید تخته هایی با دانسیته متوسط به شمار می رود بررسی از عکس های میکروسکوپی الکترونی حاکی از تولید پلیمرهای فنولیک حاصل از تاثیر آنزیم لاکاز بر روی لیگنین و تولید زیادتر رادیکال های آزاد در آن، توسط مدیاتور است.

به منظور بررسی شرایط بهینه تولید بلوک های توخالی چوب-سیمان با مخلوط کردن خاک اره و سیمان پرتلند نوع دو، تعدادی بلوک حفره دار قالب گیری شد. از نسبت خاک اره به سیمان در سه سطح 28 به 72، 35 به 65 و 42 به 58، نوع ماده افزودنی (کلریدکلسیم و کلرید منیزیم) و مقدار ماده افزودنی در دو سطح (سه و پنج درصد، نسبت به وزن سیمان) برای ساخت بلوک های آزمونی استفاده شد. نتایج بدست آمده از اندازه گیری ویژگیهای فیزیکی (واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب) و مکانیکی (مقاومت فشاری) بلوک های آزمونی نشان داد که تفاوت در نسبت های مختلف خاک اره به سیمان باعث تفاوت در خواص فیزیکی و مکانیکی بلوک ها گردیده است، به گونه ای که بیشترین مقاومت فشاری مربوط به بلوک های دارای نسبت خاک اره به سیمان 58 به 42 درصد و کمترین مقدار واکشیدگی ضخامت از آن بلوک های حاوی 28% خاک اره و 72% سیمان بوده است. همچنین مشاهده شد که نوع ماده افزودنی روی خواص فیزیکی و مکانیکی بلوک ها اثر معنی داری نداشته است، اما مقدار ماده افزودنی فقط در مورد کلریدمنیزیم اثرش بر روی این ویژگی ها معنی دار بوده است.

در این تحقیق شاخص هایی از امواج نظیر سرعت فاز، سرعت گروه و ضریب تضعیف در چوب کششی و چوب فشاری دو گونه صنوبر و نوئل اندازه گیری شده و نتایج با چوب نرمال مجاور آنها مقایسه شده است. بدین طریق رفتار آکوستیکی چوب های واکنشی دو گونه مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که سرعت فاز بین چوب کششی و نرمال صنوبر در هر یک از سه جهت اصلی (طولی، شعاعی و مماسی) تفاوت معنی داری نداشته است. ولی در چوب فشاری نوئل در جهت طولی سرعت موج کمتر و در جهت عرضی آن نسبت به چوب نرمال مجاورش بیشتر است. سرعت گروه به عنوان شاخص سرعت انتقال انرژی موج در چوب کششی و نرمال صنوبر نیز یکسان، ولی این سرعت در جهت طولی چوب نرمال نوئل بیشتر از چوب فشاری است و در جهت عرضی تفاوت معنی داری بین سرعت گروه در چوب فشاری و نرمال نوئل مشاهده نشد. البته ضریب تضعیف چوب واکنشی هر دو گونه تقریبا پایین تر از چوب نرمال است. به طوری که در بین عوامل اندازه گیری شده، گسیل آکوستیکی در چوب کششی و فشاری هر دو گونه همبستگی معنی داری با دانسیته داشت.

در این تحقیق، مقاومت به پوسیدگی چوب راش ایرانی اصلاح شده با انیدرید پروپیونیک در برابر قارچ مولد پوسیدگی سفیدTramets versicolor مورد بررسی قرار گرفت. چوب راش ایرانی (Fagus orientalis) که چوبی کم دوام می باشد با انیدرید پروپیونیک در دماها، زمان ها و غلظت های مختلف بدون حضور کاتالیزور اصلاح گردید. مقدار واکنش پروپیونیلاسیون با محاسبه درصد افزایش وزن (WPG) و درصد افزایش حجم (VC) بعد از استخراج با حلال (استن) تعیین گردید. درصد افزایش وزن های (WPGs) مختلفی در شرایط مختلف به دست آمد. VC به طور خطی با افزایش WPG افزایش یافت. مقاومت به پوسیدگی چوب راش پروپیونیله شده بر اساس استاندارد D 1413ASTM مورد بررسی قرار گرفت. کاهش وزن (WL) به دلیل پوسیدگی کاهش یافت، هنگامی که WPG افزایش یافت. از این رو 17% WPG  به عنوان آستانه مصونیت از پوسیدگی چوب راش ایرانی پروپیونیله شده محاسبه گردید.

نمونه های ساقه کلزای مورد آزمایش از یک مزرعه واقع در استان مازندران تهیه گردید. میانگین طول، قطر، قطر حفره و ضخامت دیواره سلولی الیاف ساقه به ترتیب 860، 27.95، 18.86 و 4.42 میکرومتر اندازه گیری شد. ترکیب شیمیایی نیز شامل میزان سلولز، لیگنین، مواد استخراجی و خاکستر به ترتیب 44، 19.21، 6 و 13 درصد اندازه گیری شد. پخت بهینه با بازده 66 درصد در شرایط 20 درصد مواد شیمیایی بر مبنای اکسید سدیم، دمای پخت 170 درجه سانتی گراد و زمان پخت 30 دقیقه انتخاب گردید. سپس پالایش خمیر کاغذ تا دو درجه روانی 350 و 400 میلی لیتر استاندارد کانادا (CSF) انجام شد. از هر دو نوع خمیر کاغذ، کاغذ دست ساز با جرم پایه 127 g/m2 تهیه و ویژگی های فیزیکی و مقاومتی آن اندازه گیری و با نمونه شاهد مقایسه گردید. تجزیه و تحلیل آماری نتایج این اندازه گیری ها حاکیت از آن دارد که کاغذ حاصل از خمیر کاغذ نیمه شیمیایی سولفیت خنثی کلزا با درجه روانی 350 و 400 میلی لیتر(CSF)  در تمام شاخص های فیزیکی و مقاومتی، دارای ویژگی های کاملا برتر نسبت به خمیر کاغذ نیمه شیمیایی سولفیت خنثی پهن برگان تولید شده در کارخانه چوب و کاغذ مازندران می باشد.

در این مطالعه، امکان استفاده از کاغذ روزنامه باطله در ساخت پانل های الیاف - سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. عوامل متغیر در این بررسی شامل نسبت الیاف به سیمان در سه سطح (90 به 10 درصد، 85 به 15 درصد و 80 به 20 درصد)، میزان کلرید کلسیم به عنوان ماده افزودنی تسریع کننده گیرایی در دو سطح (3 و 5 درصد) بر اساس وزن خشک سیمان در نظر گرفته شدند. پس از ساخت تخته ها، مدول گسیختگی و میزان واکشیدگی ضخامت طبق استاندارد  DIN 68763ارزیابی شد. نتایج این بررسی نشان داد که تخته های ساخته شده با نسبت سیمان به الیاف 90 به 10 با مصرف 5 درصد کلرید کلسیم دارای بیشترین مقاومت خمشی و کمترین میزان واکشیدگی ضخامت در 24 ساعت غوطه وری بوده اند.

در این تحقیق اثر رطوبت کیک خرده چوب و حضور نانوذرات مس بر انتقال حرارت و خواص فیزیکی و مکانیکی تخته خرده چوب صنوبر مورد بررسی قرار گرفت. عوامل متغیر شامل رطوبت کیک خرده چوب در سه سطح 9، 12 و 15 درصد بر مبنای وزن خشک خرده چوب ها و نانوذرات مس در دو سطح 0 و 15 درصد بر اساس وزن خشک چسب در نظر گرفته شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش رطوبت کیک خرده چوب خواص مکانیکی تخته خرده چوب بهبود می یابد. نانوذرات مس موجب افزایش انتقال حرارت از صفحه های پرس به لایه مغزی کیک خرده چوب و متعاقبا افزایش چسبندگی داخلی گردیده است و این اثر مثبت با افزایش رطوبت کیک خرده چوب مشهودتر می شود. اما جذب آب و واکشیدگی ضخامت با بالارفتن رطوبت کیک خرده چوب و حضور نانو ذرات افزایش می یابد. نتایج این بررسی نشان دادند که تاثیر نانو ذرات مس در رطوبت های بالاتر کیک خرده چوب بر انتقال حرارت بیشتر می باشد. به طوری که حضور، پراکنش و اندازه نانوذرات در خط چسب توسط پرتوسنجی اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی (SEM) و پرتوسنجی اشعه ایکس (EDX) حضور و پراکنش مناسب نانوذرات مس در خط چسب را به خوبی اثبات می کند.

در سال 1387 طوفان شدیدی در منطقه ساری واقع شد که منجر به خسارات زیاد و از جمله قطع درختان زربین در محل این تحقیق (دانشکده منابع طبیعی ساری) گردید. برای انجام این مطالعه روابط بین حلقه های رویشی زربین و متغیرهای اقلیمی ابتدا دیسک هایی از گرده بینه های قطع شده و سپس نمونه های مغزی از درختان ایستاده تهیه شد. با استفاده از میز اندازه گیری رویش، عرض هر یک از حلقه ها و میانگین پهنای رویش درختان در هر سال ثبت گردید. داده های خام مربوط به حلقه های رویشی در برنامه آماری (ARSTAN) استانداردسازی شده و میانگین شاخص حلقه های رویشی بدست آمد. جهت بررسی روابط متغیرهای اقلیمی با رویش زربین، از داده های مربوط به دما و بارندگی ایستگاه های هواشناسی تجن و بابلسر استفاده شد. نتایج مشاهده ای درختان افتاده نشان داد که درختان زربین در برابر طوفان مقاوم نبوده و رویشگاه های جلگه ای که سطح ایستایی آب در آن بالاست محل مناسبی برای کاشت آن نمی باشد. نتایج عددی نیز نشان داد میانگین پهنای رویش حلقه های زربین در محل تحقیق هرسال 3.62 میلیمتر می باشد. به طوری که در این رویشگاه با احتساب ضخامت پوست، پس از گذشت 40 سال، میانگین قطر تنه درختان زربین به 30 سانتی متر می رسد. افزایش دما در طول سال های سال گذشته موجب روند کاهشی رویش زربین گردید. همچنین ارتباط شاخص حلقه رویشی زربین با داده های بارندگی نشان داد که فاکتور اقلیمی تاثیرگذار بر رشد زربین در منطقه، بارندگی است، به طوری که بارندگی ماه فروردین همبستگی مثبت و معنی داری ( r=0.61و p<0.01) با این شاخص داشت.