تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال:1388 | دوره:24 | شماره:2 (پیاپی 31) |تعداد مقالات:17

در این بررسی استفاده از الیاف باگاس در ساخت تخته فیبر با دانسیته متوسط (MDF) با اعمال تیمار اصلاحی انیدریدی مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت بررسی اثر شرایط استری شدن الیاف و پلیمریزاسیون چسب اوره - فرم آلدهید بر ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی تخته فیبر با دانسیته متوسط از الباف باگاس استفاده گردید. مقاومتهای فیزیکی و مکانیکی الیاف باگاس با تغییرات اصلاحی الیاف باگاس (تیمار شده و بدون تیمار) و در سه دمای پرس مورد بررسی و تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. تجزیه و تحلیل آماری نتایج در قالب طرح آزمایش فاکتوریل دو عامله بررسی شدند. نتایج نشان داده است که هنگام استفاده از الیاف باگاس با اعمال شرایط اصلاحی انیدریدی در دمای 190 درجه سانتیگراد میزان مقاومتهای خمشی و چسبندگی داخلی حداکثر و میزان واکشیدگی ضخامت و جذب آب پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب کاهش یافته است. همچنین اثر جذب رطوبت تحت شرایط زمان در تخته فیبر با دانسیته متوسط از الیاف اصلاح شده باگاس مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که تحت شرایط زمان میزان جذب رطوبت بصورت بخار در شرایط رطوبت نسبی 75% تا 120 ساعت از حداقل ممکنه برخوردار بوده است و با ادامه تیمار تا 216 ساعت میزان جذب بخار آب بصورت ثابت ادامه یافته است.

در این تحقیق خصوصیات آناتومیکی، شیمیایی و خمیرکاغذ صنوبر تریپلو مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه برداری از طرح بررسی سازگاری و خصوصیات کمی این درخت از ایستگاه تحقیقات کرج انجام گرفت. سن درختان در زمان قطع 12 سال و قطر برابر سینه آنها حدود 23 سانتی متر اندازه گیری شد. میانگین طول الیاف 1.27 میلی متر و میانگین قطر الیاف، قطر حفره سلولی وضخامت دیواره سلولی به ترتیب 31.88 میکرون،23.54  میکرون و 4.22 میکرون و میانگین میزان سلولز، لیگنین، مواد استخراجی و خاکستر این درخت به ترتیب 53.47%،22.87 %، 1.8% و 1.5% اندازه گیری شد. بازده خمیر کاغذهای کرافت در این تحقیق بین 41.152-48 درصد وعدد کاپای آنها بین 25.28-18.06 اندازه گیری شد. مقاومت در برابر پاره شدن کاغذها در قلیائیت موثر %14، 9.307 mNm²/gr و در قلیائیت موثر 18%، 10.147 mNm²/gr بدست آمد.

در این تحقیق، اثر مقدار پرکننده و زمان غوطه وری در آب بر رفتار خزشی مواد مرکب چوب - پلاستیک ساخته شده از مخلوط آرد تخته خرده چوب (Particle Board) و تخته فیبر نیمه سنگین (Medium density fiber board) - پلی اتیلن سنگین ضایعاتی بررسی شد. اختلاط بوسیله یک اکسترودر دوماردونه ناهمسوگرد مدل WPC-4815 انجام شد و نمونه ها بوسیله پرس گرم مسطح ساخته شدند. قبل از انجام آزمون خزش، مدول الاستیسیته و مقاومت خمشی مواد مرکب چوب - پلاستیک اندازه گیری شد. بررسی نتایج نشان داد که با افزایش مقدار آرد از 60 به 70 درصد مدول الاستیسیته افزایش می یابد و پس از آن با افزایش درصد آرد به 80 درصد مدول الاستیسیته کاهش می یابد. به علاوه با افزایش درصد آرد از 60 به 80 درصد مقاومت خمشی به طور معنی دار و خطی کاهش پیدا کرد. نتایج مطالعه رفتار خزشی نشان داد که با افزایش مقدار آرد مقاومت به خزش افزایش می یابد و جذب آب روی رفتار خزشی مواد مرکب آرد چوب - پلی اتیلن سنگین اثر منفی دارد. در تمام سطوح پرکننده با افزایش زمان غوطه وری خزش نیز افزایش یافت.

اوراق سیمانی ساخته شده با سیمان خالص دارای مقاومت خمشی کمی بوده و در کرنش های بسیار کم دچار شکست می شوند. لذا برای رفع این مشکل و ارتقای سایر ویژگیهای مورد نیاز برای این ورقه ها، از الیاف مختلف استفاده می شود. از اوایل قرن بیستم تا کنون در ایران از الیاف آزبست برای تقویت این کامپوزیتها استفاده می شود که خواص منحصر به فردی در کامپوزیت ایجاد می کند. هر چند در دهه اخیر، اغلب کشورها کاربرد الیاف آزبست را در صنعت ساختمان را به دلیل تاثیر الیاف آزبست بر سلامتی انسان، ممنوع کرده اند. در این راستا، الیاف طبیعی به عنوان گزینه های مناسب برای جایگزینی الیاف آزبست مطرح هستند که می توانند سازکاری نسبتا مناسبی با خمیر سیمان ایجاد کنند. در تحقیق حاضر، برای شناخت رفتار خمشی که یکی از مهمترین ویژگیهای ورقهای سیمانی است، نمونه های آزمایشگاهی زیادی با استفاده از سه نوع الیاف، طراحی؛ ساخته و آزمایش شد. الیاف استفاده شده اغلب الیاف حاصل از ضایعات کشاورزی شامل باگاس (ساقه نیشکر)، گندم و الیاف چوبی (اکالیپتوس) بوده است. همچنین برای شناخت ریزساختار کامپوزیت حاصله، مطالعات میکروسکوپی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (SEM) نیز انجام شده است. نتایج نشان می دهد که بین الیاف به کار رفته باگاس بیشترین تاثیر را در افزایش ظرفیت باربری خمشی کامپوزیت سیمانی ایفا کرده است.

در این تحقیق به اندازه گیری و مقایسه مقاومت انواع اتصال های دوبل چوبی، پیچ و الیت تعبیه شده در چند سازه تخته فیبر با دانسیته متوسط (MDF) در برابر بار برشی جانبی، پرداخته شده است. بر اساس استاندارد D1761, ASTM، نمونه های مورد آزمایش به شکل T، از دو قطعه MDF به ابعاد 20cm x 8cm ساخته شدند و تکرار در نظر گرفته شده برای هر تیمار، 5 نمونه می باشد. تعداد بیست تیمار مورد بررسی در این مطالعه عبارتند از: اتصال های دوبل چوبی آجدار و صاف با قطرهای 8 و 10 میلیمتر و آغشته شده با چسب های اوره فرم آلدهید و پلی وینیل استات، اتصال های پیچ شماره 5 و 6 در حالت های بدون چسب و آغشته شده با چسب های اوره فرم آلدهید و پلی وینیل استات و همچنین انواع اتصال های الیت. بر اساس نتایج بدست آمده، مقاومت انواع اتصالات پیچ فاقد اختلاف معنی دار آماری با یکدیگر هستند اما نسبت به سایر اتصالات مورد بررسی دارای بیشترین مقاومت و اختلاف معنی دار آماری می باشند؛ بنابراین با توجه به مسایل اقتصادی، در مواردی که حداکثر مقاومت برشی جانبی مورد نیاز است، اتصال پیچ شماره 5 بدون استفاده از چسب، توصیه می شود. همچنین اثر عامل نوع سطح به شکل مستقل و عوامل قطر دوبل چوبی، نوع چسب، نوع سطح به صورت متقابل دوگانه و سه گانه، بر مقاومت برشی جانبی اتصال دوبل چوبی و همچنین اثر 2 فاکتور تلفیق دوبل چوبی و نوع چسب مصرفی، به صورت مستقل و متقابل، بر مقاومت اتصال الیت مهره دار، از نظر آماری معنی دار می باشند.

به منظور بررسی اثر عامل سازگارکننده، پلی پروپیلن جفت شده بامالئیک انیدرید (MAPP)، بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی ماده مرکب آرد نی-پلی پروپیلن، به عنوان پرکننده از آرد نی با اندازه ذرات 60 مش و درصدهای وزنی 60 و 70 و از هوموپلیمر پلی پروپیلن V30S به عنوان ماده زمینه با شاخص جریان مذاب 18g/10min و درصد های وزنی 30 و 40 استفاده شد. در هر یک از درصدهای وزنی 60 و 70 دو ترکیب ساخته شد، یکی بدون عامل سازگارکننده و دیگری حاوی 3 درصد وزنی سازگارکننده. مجموعا 4 تیمار بدست آمد. نمونه ها با استفاده از یک دستگاه اکسترودر دو ماردونه تهیه شدند. پس از تهیه نمونه های آزمونی استاندارد، آزمون های مکانیکی شامل خمش استاتیک ، کشش، ضربه، سختی و آزمون های فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت بر اساس آیین نامه D7031 استاندارد ASTM بر روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمون های فیزیکی نشان داد که با افزایش اندازه ذرات و همچنین افزایش درصد اختلاط پرکننده، میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت در نمونه ها افزایش می یابد. به طور کلی افزودن عامل سازگارکننده، به طور معنی داری سبب بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی ماده مرکب نی-پلی پروپیلن گردید.

برای انجام این مطالعه، تخته خرده چوب یک لایه با جرم ویژه 0.6 گرم بر سانتیمتر مکعب و ضخامت 16 میلیمتر از مخلوط خرده چوب زردآلو و خرده چوب صنعتی با در نظر گرفتن متغیرهای: درصد اختلاط خرده چوب زردآلو در چهار سطح (0، 15، 30 و 45 درصد) و زمان پرس در دو سطح (5 و 7 دقیقه) ساخته شدند. نتایج حاصل از اندازه گیری ویژگیهای مکانیکی تخته ها نشان داد که با افزایش درصد اختلاط خرده چوب زردآلو مدول الاستیسیته (MOE) و مقاومت خمشی (MOR) تخته ها به طور معنی داری افزایش می یابند. نتایج بدست آمده از اندازه گیری چسبندگی داخلی (IB) تخته ها نیز نشان داد که هر چند افزایش درصد خرده چوب زردآلو سبب کاهش نامحسوس این مقاومت شده است اما مقدار آن در همه تخته ها بیش از مقدار تعیین شده در استاندارد مربوط به اینگونه تخته ها می باشد. با افزایش درصد خرده چوب زردآلو، دوام در برابر جذب آب تخته ها بعد از 24 ساعت افزایش و واکشیدگی ضخامت آنها کاهش معنی داری داشتند. اثر متغیر زمان پرس بر تمامی خواص تخته ها معنی دار نگردید. در نهایت بهترین تیمار، تخته های ساخته شده با 45% خرده چوب زردآلو و زمان پرس 5 دقیقه شناخته شدند.

زرد شدن خمیرکاغذهای مکانیکی غنی از لیگنین عمدتا به تغییرات ایجاد شده در اثر نور در ساختار لیگنین نسبت داده می شود. لذا در این تحقیق تخریب نوری لیگنین چوب آسیابی(MWL)  حاصل از خمیرکاغذ شیمیایی مکانیکی رنگبری شده (BCMP) مخلوط پهن برگان مطالعه شد. به منظور مطالعه تخریب نوری، نمونه های لیگین بر روی کاغذ صافی واتمن آغشته شدند و بعد از پرتودهی با نور UV برای مدت زمان 4 ساعت و بازیابی مجدد، با استفاده از طیف بینی13C-NMR  آنالیز شدند. پرتودهی موجب شکست پیوندهای4-O-b ، افزیش تعداد گروه های کربوکسیلی و هیدروکسیل فنولی، کاهش تعداد گروه های متوکسیل در اثر متیل زدایی و کاهش گروه های هیدروکسیل نوع اول و نوع دوم شد. مقدار ساختارهای متراکم b – b و b-5 در اثر پرتودهی افزایش یافت.

این تحقیق با هدف بررسی اثر اختلاط الیاف کارتن بازیافتی با خمیر کرافت مخلوط پهن برگان صنایع چوب و کاغذ ایران (چوکا) انجام پذیرفت. کارتن باطله طبق روش استاندارد در صنعت بازیافت کاغذ دوباره به خمیر کاغذ تبدیل شد و درجه روانی آن به همراه درجه روانی اولیه خمیر کرافت اندازه گیری شد. سپس خمیرها پالایش شدند تا به درجه روانی مناسب 350 CSF برای ساخت کاغذ کرافت لاینر برسند. خمیرهای مذکور با درصد اختلاط90.10 ، 80.20، 70.30، 50.50 و30.70  به ترتیب برای الیاف کارتن بازیافتی و خمیر کرافت پهن برگان با یکدیگر ترکیب شده و کاغذهای دست ساز از هر یک از تیمارهای فوق تهیه شد، سپس ویژگی های مکانیکی و نوری آنها با کاغذهای دست ساز حاصل از 100 درصد خمیر کرافت(نمونه شاهد) مقایسه گردید. به منظور مقایسه ویژگی های کاغذهای ترکیبی با نمونه شاهد از آزمون تجزیه واریانس استفاده شد و سپس برای گروه بندی میانگین ها از آزمون دانکن استفاده گردید و در نهایت برای تعیین بهترین تیمار از نظر مجموع ویژگی های مورد بررسی از معادله نرمال سازی استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد الیاف کارتن بازیافتی در مخلوط خمیرها، مقاومت به کشش، پاره شدن، ترکیدن، تا خوردن و دانسیته کاغذهای کرافت لاینر حاصل کاهش یافته ولی مقادیر حجیمی، ضخامت، شفافیت و ماتی آنها افزایش می یابد. با توجه به امتیازات متعلق به هریک از تیمارهای آزمایشی مشاهده گردید که جهت به کارگیری الیاف کارتن بازیافتی می توان از مقدار 50 درصد آن در مخلوط با خمیر کرافت پهن برگان استفاده کرد و کاغذی با ویژگی های مکانیکی و نوری مطلوب بدست آورد.

در این تحقیق، تاثیر دما و زمان بر روی ویژگیهای مکانیکی کاغذ سودای باگاس مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، از طرح آزمایشی 2×3 استفاده گردید. دو سطح دمای 175 و  185درجه سانتیگراد و سه سطح زمان 20،30 ، 40 دقیقه به عنوان متغیرهای آزمایش انتخاب شدند. اثر متغیرهای پخت بر روی ویژگیهای مقاومتی کاغذ دست ساز (شاخص مقاومت در برابر کشش، شاخص مقاومت در برابر پاره شدن و مقاومت در برابر تاخوردن) با آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی تعیین شده است. آزمون دانکن (DMRT) برای گروه بندی داده ها بکار گرفته شد. بهترین مقاومتهای مکانیکی در شرایط متوسط شدت پخت، یعنی حد میانه متغیرهای پخت بدست آمد و نامناسبترین مقاومتهای مکانیکی در دامنه حداکثر دما و زمان و درصد هیدروکسید سدیم مشاهده شد. همان طور که انتظار می رفت، افزایش زمان و دما باعث کاهش مقاومت در برابر تاخوردن می شود. بیشترین مقاومت در برابر پاره شدن در شرایط دمای 185 درجه سانتیگراد و زمان 30 دقیقه و کمترین آن در اثر متقابل دمای 175 درجه سانتیگراد و زمان 20 دقیقه حاصل شد. نتایج حاکی از آن است که سالم بودن الیاف عامل مهمی برای بالا بودن مقاومت در برابر پاره شدن می باشد. شدت زیاد پخت باعث تخریب داخلی الیاف شده و در نتیجه مقاومت در برابر پاره شدن را کاهش می دهد. بیشترین مقاومت در برابر تاخوردن در شرایط دمای 175 درجه سانتیگراد و زمان 30 دقیقه حاصل شده است و کمترین مقاومت در برابر پاره شدن در شرایط دمای 185 درجه سانتیگراد و زمان 30 دقیقه ایجاد شده است. بیشترین مقدار مقاومت در برابر کشش، در زمان 20 دقیقه ایجاد شده است و کمترین مقدار آن در زمان 40 دقیقه حاصل شده است.

دراین مطالعه، مقاومت کششی،گشتاورخمشی در اتصال زبانه وکم بررسی شده است. طول زبانه در سه مقدار (20، 40 ،30) میلیمتر و سه نوع گونه چوبی راش (fagus orientalis)، توسکا(Alnus subcordata)  و نوئل (sitka spruce) انتخاب شده و تاثیر این عوامل برمقاومت کششی و گشتاور خمشی بررسی شده است. برای ساخت اتصالات T شکل ابعاد عضوها 2.5×5×9 سانتی متر بوده است. چسب مورد استفاده به عنوان ماده کمکی نیز دراتصالات چسب پلی وینیل استات (PVA) می باشد. از ترکیب عوامل متغیر فوق دربررسی هر مقاومت 9 نمونه بوجود آمده که با توجه به 4 تکرار جمعا 72 اتصال Tشکل ساخته شده و مقاومت کششی و گشتاور خمشی اتصال ایجاد شده توسط ماشین آزمون مکانیکی اندازه گیری شد. برای اعمال نیروهای مورد نظر برای بررسی مقاومت های مزبور از سرعت بارگذاری معادل با 1.25 میلی متربردقیقه استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده اثر متقابل دو عامل طول زبانه و نوع چوب برمقاومت اتصال دربرابر کشش و گشتاورخمشی معنی دار بود. دراین بررسی اتصالات با طول زبانه 30 میلی متر درچوب توسکا مقاومت کششی بیشتری نسبت به طول زبانه های 20 و 40 میلی متری نشان می دهد. در بررسی گشتاور خمشی اتصالات با طول زبانه 30 میلی متری در چوب راش مقاومت بیشتری نشان می دهند.

در این تحقیق تاثیر استفاده از آنزیم زایلاناز تجاری در پیش رنگ بری خمیر کرافت باگاس بررسی شد. آنزیم زایلاناز حاصل از قارچ Trichoderma viride در مقادیر 10، 25 و 50 واحد و سطح زمانی 2 ساعت بر خمیرکاغذ تاثیر داده شد. سپس رنگ بری اصلی به صورت جداگانه یکبار روی نمونه تیمار شده با آنزیم و سپس روی نمونه بدون تیمار آنزیمی (تیمار شاهد) با توالی AD1ED2 (اسید سولفوریک + دی اکسید کلر 4، 6، 8، 10 درصد + استخراج قلیایی + دی اکسید کلر 2 درصد به عنوان کلر قابل دسترس) انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان دی اکسید کلر در مرحله D1 رنگ بری، درجه روشنی نهایی خمیرکاغذ به طور معنی داری (P<0.01) افزایش می یابد. همچنین در مورد نمونه های تیمار شده با آنزیم زایلاناز افزایش معنی داری (P<0.01) در درجه روشنی و ماتی و کاهش معنی داری (P<0.01) در درجه زردی، عدد کاپا و میزان دور پالایش برای رسیدن به درجه روانی مشخص خمیرهای رنگ بری شده مشاهده شد. بیشترین درجه روشنی و کمترین درجه زردی و عدد کاپا مربوط به تیمار آنزیمی 25U می باشد که به ترتیب اختلاف معنی داری (P<0.01) در حدود 10.8 درصد، 3.98 درصد و 2.24 واحد در مقایسه با تیمار شاهد دارد. بیشترین ماتی خمیرهای رنگ بری شده مربوط به تیمار آنزیمی 50U می باشد که به ترتیب اختلاف معنی داری (P<0.01) در حدود 3 درصد در مقایسه با تیمار شاهد دارد. با توجه به نتایج بدست آمده، تیمار آنزیمی 25U به عنوان تیمار بهینه آنزیمی انتخاب می شود.

این تحقیق به منظور بررسی تاثیر لیگنین زدایی قارچ رنگین کمان بر روی خمیر CMP انجام شد. در این تحقیق خمیر CMP کارخانه چوب و کاغذ مازندران جهت لیگنین زدایی انتخاب شد. تشک های گرد به ابعاد 7cm قطر و 1mm ضخامت از خمیر CMP تهیه و بوسیله عصاره مخمر با غلظت 1 گرم بر لیتر تقویت شدند. پس از استرلیزه کردن تشک های الیاف، بوسیله میسیلیوم قارچ تیمار شدند. مدت زمان تیمار با قارچ در چهار سطح 5، 10، 15 و 20 روز تحت شرایط 25oc  و رطوبت 40% در نظر گرفته شد. از بخشی از خمیر تیمار شده کاغذ استاندارد تهیه و خواص نوری و مکانیکی آن اندازه گیری گردید و از بخش دیگر خمیر در غلظت ثابت 10% ابتدا در دمای 70oc به مدت 80 دقیقه با 2% هیدروکسید سدیم مورد استخراج قلیایی قرار گرفت و سپس در دمای 50oc به مدت 1 ساعت با 4% پراکسید هیدورژن رنگ بریی شد و در نهایت از آنها کاغذ استاندارد تهیه و خواص نوری آنها اندازه گیری شد. نتایج این بررسی نشان می دهد که از بین تیمار زمان برای لیگنین زدایی، زمان بهینه 10 روز با کاهش 5.9% در مقدار لیگنین می باشد. مقاومت های مکانیکی نمونه های تیمار شده کمتر از نمونه های شاهد بودند ولی از نظر آماری معنی دار نشده اند. خواص نوری خمیرهای تیمار شده با قارچ ضعیف تر از نمونه های شاهد بودند ولی پس از اعمال مراحل استخراج قلیایی و رنگ بریی با پراکسید هیدروژن این خواص بهبود یافته و بهتر از نمونه های شاهد شدند.

در این پژوهش، تاثیر مقدار (5، 10 و 15 درصد) الیاف شیشه روی جذب آب و واکشیدگی ضخامت چند سازه هیبریدی پلی پروپیلن، آرد چوب و الیاف شیشه با 2 درصد مالئیک انیدرید پلی پروپیلن (MAPP) و بدون MAPP مورد بررسی قرار گرفت. نمونه هایی با سطح مقطع 70×10mm با استفاده از اکسترودر دو مارپیچ ناهمسو گرد ساخته شد. سپس جذب آب و واکشیدگی ضخامت چند سازه هیبریدی ساخته شده بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که با افزایش درصد الیاف شیشه، جذب آب و واکشیدگی ضخامت چند سازه هیبریدی ساخته شده بدون MAPP بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب به طور معنی داری افزایش می یابد. در حالی که در چند سازه هیبریدی دارای MAPP با افزایش مقدار الیاف شیشه، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب تغییر معنی داری مشاهده نشده است. افزودن MAPP سبب کاهش قابل توجه جذب آب و واکشیدگی ضخامت شده است.

تاثیر زبری و جذب آب کاغذ و نیز ویژگی های مرکب، بر خواص نوری مورد بررسی قرار گرفت که بدین منظور سه نوع کاغذ و چهار نوع مرکب چاپ مورد استفاده قرارگرفت. بعد از اینکه ویژگی های کاغذ و مرکب اندازه گیری شد، مرکب ها را بر کاغذهای انتخابی چاپ نموده وسپس خواص نوری (L، a و b) اندازه گیری شد که نتایج نشان داد زبری و جذب آب سه نوع کاغذ تاثیر معنی داری بر خواص نوری (L، a و b) نداشته ولی درصد مواد جامد،pH  و قطر ذرات چهار نوع مرکب تاثیر معنی داری بر خواص نوری (L، a و b) دارد.