تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال:1389 | دوره:25 | شماره:1 (پیاپی 32) |تعداد مقالات:18

در این بررسی با هدف امکان تولید تخته فیبر دانسیته متوسط از چوب اکالیپتوس کاملدولنسیس با استفاده از زمانهای مختلف بخارزنی، دمای پرس و زمان پرس، تخته تهیه گردید. 36 تخته آزمایشگاهی ساخته شده و سپس ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی تخته ها اندازه گیری و با استفاده از آزمون فاکتوریل نتایج آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از اندازه گیری ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی تخته ها نشان داد که با افزایش زمان بخارزنی، مقاومت خمشی تخته ها کاهش و در زمان بخارزنی 15 دقیقه به 20/16 مگاپاسکال رسیده است. تاثیر دمای پرس بر مقاومت خمشی تخته ها نیز معنی دار بوده و با افزایش دمای پرس، مقاومت خمشی تخته ها زیاد شده است. همچنین با افزایش زمان بخارزنی، چسبندگی داخلی تخته ها با افت روبرو و به 533/0 مگاپاسکال کاهش یافته است. همچنین حداقل واکشیدگی ضخامت تخته های ساخته شده در شرایط استفاده از زمان بخارزنی 5/7 دقیقه و دمای پرس 170 درجه سانتیگراد مشاهده گردید. به طور کلی ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی تخته های ساخته شده از چوب گونه اکالیپتوس مورد بررسی، نشان داده است که مقادیر مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته به دست آمده برای گونه اکالیپتوس کاملدولنسیس نزدیک به حد استاندارد بوده و مقاومت چسبندگی داخلی و واکشیدگی ضخامتی تخته های ساخته شده از گونه اکالیپتوس فوق الذکر ازحداستاندارد نیز بالاتر می باشد.

در این تحقیق جهت ساخت تخته فیبر نیمه سنگین از مخلوط سه کلن صنوبر اروامریکن 4 ساله (P.e.vernirubensis, P.e.561.41, P.e.costanzo) استفاده شد. به ترتیب میانگین طول فیبر کلنهای مذکور 805، 751، 746 میکرون و میانگین قطر فیبر آنها 76/25، 44/25 و 23/25 میکرون تعیین شد. برای تهیه الیاف از سه زمان بخارزنی ( 5، 10 و 15 دقیقه) و برای ساخت تخته فیبر نیمه سنگین از سه زمان پرس (3، 4 و 5 دقیقه) و دو مقدار مصرف چسب اوره فرم آلدئید (9 و 11 درصد) استفاده شد. پس از ساخت تخته ها ویژگیهای مکانیکی و فیزیکی آنها شامل مدول الاستیسیته، مقاومت خمشی، مقاومت چسبندگی داخلی و واکشیدگی ضخامتی پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب مورد بررسی قرار گرفت. خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ها بر طبق استاندارد EN تعیین شد. به طورکلی، با افزایش زمان بخارزنی ویژگیهای مکانیکی تخته ها کاهش یافت. به طوری که حداکثر مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته و مقاومت چسبندگی داخلی تخته ها در زمان بخارزنی 5 دقیقه ملاحظه شد. همچنین حداقل خواص جذب آب تخته ها نیز در زمان بخارزنی 15 دقیقه ملاحظه گردید. اثر زمان پرس نیز فقط بر مقاومت چسبندگی داخلی تخته ها معنی دار بود و حداکثر این ویژگی در زمان پرس 5 دقیقه ملاحظه شد. افزایش مصرف چسب در محدوده این تحقیق، سبب بهبود خواص مکانیکی و جذب آب تخته ها شد.

در این تحقیق با هدف شناخت دوام طبیعی چوب درون بلندمازو(Quercus castaneafolia) ، اثر اشباع با ماده حفاظتی سلکور نیز بررسی شد. چارچوب کلی این تحقیق بر اساس آیین نامه شماره D-1758-86 استاندارد ASTM و ابعاد نمونه های آزمونی برابر 19´19´457 mm بود. نمونه ها از چوبهای راست تار و بدون عیوب مشهود انتخاب شدند. تیمارها شامل چوب درون بلندمازو در حالتهای طبیعی و اشباع شده با سلکور 5% و تکرارهای هر تیمار 20 عدد بود. نمونه های آزمونی در دو ایستگاه تحقیقاتی (چمستان در استان مازندران و شلمان در استان گیلان)، داخل خاک نصب شدند. بر اساس نتایج این بررسی، چوب گونه بلندمازو در حالت طبیعی بسیار کم دوام می باشد. هیچ یک از نمونه های اشباع شده با سلکور پس از 60 ماه تخریب نشدند.

این مطالعه با هدف بررسی خصوصیات مقاومتی و نوری خمیر و کاغذ APMP, CMP یک مرحله ای و APMP دو مرحله ای از کاه گندم استان گلستان انجام گرفت. به این منظور، کاه گندم از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان جمع آوری گردید و ابعاد الیاف آنها شامل طول الیاف، قطر الیاف، قطر حفره سلولی و ضخامت دیواره الیاف به ترتیب 18/1 میلیمتر، 156/18، 461/11 و 396/3 میکرون اندازه گیری شد. همچنین میزان موادشیمیایی شامل سلولز، لیگنین، خاکستر و مواد استخراجی به ترتیب 7/53، 1/21، 1/5 و 5/8 درصد اندازه گیری گردید. بر اساس نتایج پخت های آزمایشی، درجه حرارت کلیه پخت ها 95 درجه سانتیگراد، زمان آغشته سازی 10، 20، 30 و 40 دقیقه، درصد نسبی مصرف هیدروکسید سدیم 10 درصد و پروکسید هیدروژن معادل 3 درصد در نظر گرفته شد. بر اساس ویژگی های خمیر کاغذهای حاصله و شرایط پخت آنها، تیمارهای متشکل از پخت های 20 و 40 دقیقه ای انتخاب و تا درجه روانی 350 میلی لیتر (CSF) پالایش گردید. سپس از این خمیرها برای ساخت کاغذ و مقایسه ویژگی های نوری و مقاومتی آنها استفاده گردید. نتایج نشان داد که مقاومت در برابر ترکیدن، طول پاره شدن و روشنی خمیر APMP دومرحله ای در مدت زمان 40 دقیقه بیشتر از سایر خمیرها است. همچنین نتایج میانگین بازده خمیرها و مقاومت به پاره شدن کاغذ نشان داد که هیچ اختلاف معنی داری در بین سه روش خمیرسازی در سطح 5% وجود ندارد.

در این مطالعه چوب راش استیله شده را تحت شرایط هوازدگی مصنوعی (تسریع شده) در زمانهای 150،0 و 300 ساعت قرار داده سپس سطح چوب از نظر تغییرات ترکیبات شیمیایی با استفاده از طیف سنجی FTIR و از نظر تغییرات ساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی(SEM)  تجزیه و تحلیل شده است . نتایج نشان داد که هوازدگی بر گروههای عاملی در سطح چوب تاثیر گذاشته و به ساختار پلیمری سطح چوب صدماتی وارد کرده و باعث ایجاد تغییرات شیمیایی و فیزیکی در چوب شده است. بیشترین تغییرات مربوط به گروههای عاملی لیگنین و ساختار آروماتیکی آن می باشد. تصاویر SEM نشان می دهند که ظهور تخریب های سطحی متناسب با زمان قرار گرفتن در شرایط هوازدگی است و در نهایت استیلاسیون چوب تا حدود زیادی ثبات ابعادی چوب را بالا برده و سطح چوب را در برابر هوازدگی تحت تاثیر نور و آب محافظت می کند.

در این تحقیق امکان استفاده از الیاف چوب و کارتن کهنه (OCC) در سطح تخته خرده چوب مورد بررسی قرار گرفت. سه عامل متغیر این بررسی، شامل مقدار رطوبت کیک، درصد چسب و نوع ماده بکار رفته در لایه های سطحی تخته خرده چوب بودند که تاثیر آنها بر سختی و زبری سطح تخته ها بررسی شد. نتایج نشان دادند که کاربرد فیبر چوب و الیاف کارتن کهنه در لایه های سطحی تخته، باعث بهبود کیفیت سطح تخته ها و کاهش سختی آنها می شود. افزایش رطوبت و رزین لایه های سطحی کیک، سختی و کیفیت سطح تخته ها را بهبود می بخشد. بالاترین سختی سطح مربوط به نمونه های شاهد با 10% رزین و 14% رطوبت بود. صافترین سطح مربوط به تخته هایی با الیاف چوب و الیاف کارتن کهنه با 14% رطوبت و 12% رزین بود.

در این تحقیق هوازدگی چوب پلاستیک ساخته شده از پلی اتیلن سنگین همراه با آرد چوب صنوبر استیله شده مورد بررسی قرارگرفت. سطوح استیلاسیون متوسط و صفر (شاهد) و استفاده از آنتی اکسیدان و زمان هوازدگی به عنوان عوامل متغیر این تحقیق در نظر گرفته شده و تاثیر آنها بر روی تغییر رنگ و فرسایش نوری چوب پلاستیک بررسی گردید. به منظور بررسی تاثیر این تیمارها بر روی تغییرات ناشی از هوازدگی و تغییر رنگ ناشی از آن نمونه ها پس از 0 ‏‏‏، 250 و 2000 ساعت مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که استفاده از آرد چوب استیله شده در کوتاه مدت حدود 25% و در بلند مدت 17% تغیر رنگ حاصل از هوازدگی را کم می کند. همچنین نتایج نشان داد که با بالا رفتن مدت زمان هوازدگی، استفاده از آنتی اکسیدان نمی تواند از تغییرات رنگ ناشی از هوازدگی جلوگیری کند. ولی در کوتاه مدت حدود %12 از این تغییرات جلوگیری می کند. با مطالعه طیف FT-IR مشخص شد بعد از 2000 ساعت هوازدگی هیچ یک از تیمارها در سطح نمونه ها تاثیرگذار نبوده اند. اما آنتی اکسیدان و تا حدی استیلاسیون عمق نفوذ هوازدگی را کاهش می دهد.

این تحقیق با هدف بررسی خصوصیات ساقه کلزا به عنوان یک منبع سلولزی جهت استفاده در صنایع خمیر و کاغذ انجام شده است. در این مطالعه خصوصیات مورفولوژیکی، ترکیبات شیمیایی و خصوصیات خمیر سودای تهیه شده از ساقه کلزا بررسی شد. نتایج نشان داد که با وجود دیواره سلولی ضخیم تر خصوصیات مورفولوژیکی الیاف ساقه کلزا با سایر منابع غیرچوبی و نیز الیاف پهن برگان مشابه می باشد. بررسی ترکیبات شیمیایی نشان داد که ساقه کلزا دارای میزان کمتری سلولز است (44%)، در حالی که میزان لیگنین، همی سلولز و خاکستر شباهت ساقه کلزا با سایر منابع غیرچوبی را نشان می دهد. در مقایسه با بسیاری از منابع غیرچوبی، خمیر تهیه شده از ساقه کلزا به روش سودا نیازمند میزان مواد شیمیایی و زمان پخت بیشتری بود. خمیر بدست آمده از قلیای فعال 22% در 100 دقیقه زمان پخت در حداکثر دما دارای روشنی ISO %82.6 بود. خصوصیات مقاومتی خمیر سودای رنگبری شده شامل شاخص کششی (Nm/g)، شاخص ترکیدن (k Pa.m2/g) و شاخص پارگی (m N.m2/g) به ترتیب برابر 6/63، 22/2 و 9/4 بود.

در این پژوهش، اثر مقدار ذرات نانورس بر ویژگیهای مکانیکی کامپوزیت چوب پلاستیک حاصل از پلی اتیلن سنگین و آرد چوب مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، آرد چوب با نسبت وزنی50 درصد با پلی اتیلن سنگین مخلوط شد و نانورس نیز با نسبت وزنی 0، 1، 2، 3 و 5 درصد استفاده گردید، همچنین ماده سازگارکننده به میزان 2 درصد در تمام ترکیبها بکار رفت. سپس نانوکامپوزیت چوب پلاستیک با استفاده از روش قالبگیری تزریقی ساخته شد، و آزمونهای مکانیکی شامل کشش، خمش و ضربه فاقدار برروی نمونه ها انجام گرفت. نتایج نشان داد که مدول کششی، مقاومت کششی، مدول خمشی و مقاومت خمشی کامپوزیت چوب پلاستیک با افزایش مقدار ذرات نانورس افزایش یافته، در حالیکه مقاومت به ضربه کاهش یافت. همچنین مطالعات ساختاری نانوکامپوزیت چوب پلاستیک به روش پراش اشعه ایکس نشان داد که توزیع ذرات نانورس در زمینه پلیمری از نوع بین لایه ای است، و با افزایش مقدار ذرات نانورس فاصله بین لایه ها افزایش می یابد.

امروزه بیش از 10 درصد از مواد مرکب چوب - پلاستیک مصارف ساختمانی دارند که قسمت عمده آنها در محوطه های بیرونی مصرف می شوند. با توجه تاثیر زیاد پوسیدگی قارچی بر خواص فیزیکی و مکانیکی مواد مرکب، بررسی دوام این محصولات در برابر عوامل مخرب بیولوژیک اهمیت ویژه ای دارد و مصرف کنندگان باید از کارایی این مواد در شرایط سرویس و دوام آنها در برابر عوامل مخرب فیزیکی، مکانیکی و بیولوژیکی مطمئن باشند. در این تحقیق مقایسه اثر کاهش جرم (به عنوان فاکتور ثابت) دو قارچ مولد پوسیدگی سفید(Trametes versicolor )  و پوسیدگی قهوه ای(Coniophora puteana)  بر روی ترکیب های فرآورده های مرکب چوب - پلاستیک با نسبت وزنی 40، 50، 60 و 70 در صد الیاف پس از 4، 8 ،12و 16 هفته مجاورت با قارچ مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبه ها نشان داد با افزایش نسبت ماده چوبی در ترکیب اولیه اثرات کاهش جرم توسط دو قارچ بیشتر می شود. همچنین با افزایش زمان مجاورت از 1 تا 4 ماه فاکتور افزایش کاهش جرم روند صعودی دارد. به طوری که بیشترین مقدار کاهش جرم در 16 هفته پس از مجاورت، ودر ترکیب حاوی70 درصد ماده چوبی مشاهده شد. همچنین در ترکیبها و زمان های مجاورت یکسان مقدار کاهش جرم ایجاد شده توسط قارچ رنگین کمان (Trametes versicolor) بیشتر از قارچ پوسیدگی سرداب (Coniophora puteana)  است.

در این بررسی تولید خمیرکاغذ نیمه شیمیایی سولفیت خنثی (NSSC) از ساقه کلزا مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های ساقه کلزا از مزرعه پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در کرج جمع آوری شد. ترکیبات شیمیایی ساقه کلزا شامل درصد سلولز، لیگنین، مواد استخراجی محلول در حلال اتانول - استون و خاکستر بر اساس استاندارد TAPPI تعیین شد (ابعاد الیاف ساقه کلزا نیز اندازه گیری شده است). با استفاده از فرآیند نیمه شیمیایی سولفیت خنثی (NSSC)، تحت شرایط زمان پخت در سه سطح 20،40 و 60 دقیقه، درصد مواد شیمیایی در 5 سطح 8، 10، 12، 14 و 16 درصد (بر مبنای NaOH) تولید خمیرکاغذ از ساقه کلزا انجام شد. به طوری که دما در تمام پخت ها ثابت و برابر با و نسبت سولفیت سدیم به کربنات سدیم 3 به 1 و نسبت مایع پخت به ساقه کلزا، 8 به 1 انتخاب شد. با هر ترکیب شرایط سه پخت انجام شده است. در پایان پخت، جداسازی اولیه الیاف با استفاده از پالایشگر آزمایشگاهی انجام شد. بازده کل (بازده بعد از پخت) و بازده بعد از جداسازی الیاف تعیین گردید و بیشترین میزان بازده با مقدار 72 درصد مربوط به ترکیب شرایط و کمترین بازده مربوط به ترکیب شرایط و 7/58 درصد بود. هر دو عامل زمان پخت و درصد مواد شیمیایی تاثیر معنی داری بر روی بازده داشتند و با افزایش این دو عامل بازده کاهش یافته است. بنابراین با توجه به نتایج بدست آمده، ترکیب شرایط به عنوان شرایط بهینه پخت ساقه کلزا برگزیده شد.

این مطالعه با هدف بررسی متغیرهای مختلف بر روی اتصالات کام و زبانه ساخته شده با گونه های داخلی راش و ممرز و به دست آوردن یک رابطه تجربی برای پیش بینی مقاومت خمشی آن انجام شذه است. در این تحقیق، اثر متغیرهای ارتفاع زبانه اتصال در سه سطح 5/2، 75/3 و 5 سانتی متر و پهنای شانه عضو حامل زبانه در سه سطح 125/0، 25/0، 375/0 سانتی متر و دو گونه چوبی راش و ممرز بر مقاومت اتصال در زیر بار خمشی بررسی شده است. نتایج نشان دادند که بالاترین میزان ظرفیت لنگر خمشی در اتصالات ساخته شده با گونه چوبی ممرز با ارتفاع زبانه 5 سانتی متر و پهنای شانه 25/0 سانتی متر ایجاد می شود. در نهایت با تحلیل های صورت گرفته معادله تجربی M=2.55´S´(0.24d+0.57h)´B´C´D برای پیش بینی حداکثر ظرفیت لنگر خمشی مورد استفاده قرار گرفت، که در آن M حداکثر ظرفیت لنگر خمشی، S مقاومت برشی موازی الیاف گونه چوب، d ارتفاع مقطع عضو، h ارتفاع زبانه، B فاکتور پهنای شانه، C فاکتور چسب، D فاکتور کیپ بودن زبانه در کام می باشد.

با توجه به کمبود و محدودیت منابع چوبی در ایران گونه هایی که سریع الرشد بوده و مناسب تهیه خمیر کاغذ هستند، اهمیت ویژه ای دارند. صنوبر نیز از جمله گونه های سریع الرشد و بومی ایران است که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی مقایسه ای بازده خمیر کاغذ تهیه شده از درون چوب و برون چوب صنوبر دلتوئیدس (Populus deltoides) تحت فرآیندهای پخت کرافت و سودا نشان داد که در هر دو روش پخت، درون چوب نسبت به برون چوب دارای بازده کمتری بوده است. همچنین بازده خمیر کاغذهای برون چوب و درون چوب در پخت سودا نسبت به پخت کرافت در حدود چهار درصد بیشتر بوده است. مقایسه میزان عدد کاپا در خمیرکاغذهای حاصل نشان می دهد که بازده، خمیرکاغذ درون - چوب نسبت به برون چوب در هر دو پخت کمتر و میزان لیگنین باقیمانده بیشتر بوده است. همچنین میزان عدد کاپا در پخت کرافت نسبت به پخت سودا در حدود 34% کاهش داشته است. با توجه به یکسان بودن شرایط فرآیندی، کارایی بیشترعمل لیگنین زدایی در فرآیند کرافت مربوط به ترکیب مایع پخت و در اصل حضور سولفید سدیم در مایع پخت می باشد.