صنایع چوب و کاغذ ایران
سال:1397 | دوره:9 | شماره:3 |تعداد مقالات:12

فوم سخت پلی یورتان به دلیل دارا بودن ویژگی های مطلوبی مانند هدایت حرارتی کم و فرآیند تولید آسان، امروزه به طور گسترده ای استفاده می شود. در حال حاضر صنعت پلی یورتان به علت دو ماده اولیه عمده یعنی پلی ال ها و ایزوسیانات ها که از مشتقات نفتی می باشند، به طور زیادی به منابع پترو شیمیایی وابسته است. نگرانی کاهش منابع فسیلی و آلودگی موجب علاقه زیادی به توسعه پلی ال ها ی زیستی از منابع تجدید شونده شده است. مواد لیگنو سلولزی با داشتن ترکیباتی غنی از گروه های هیدروکسیل برای تولید پلی ال های زیستی مناسب می باشند. در فرآیند های پالایش زیستی با استفاده از حلال های معینی تا حد زیادی درشت مولکول-های ماده لیگنو سلولزی شکسته شده و به مایعی ویسکوز تبدیل می گردد. مصرف زیاد این حلال ها، افزایش هزینه تولید پلی ال ها را به دنبال داشته است. این امر سبب تحقیق بر روی حلال ها ی تجدید پذیر و ارزان قیمت مانند گلیسرول خام شده است. در این پژوهش از گلیسرول خام به عنوان حلال زیستی برای مایع سازی خاک اره و تولید پلی ال استفاده گردید. اثر عوامل فرآیندی زمان و دمای واکنش بر ویژگی ها ی پلی ال های حاصل بررسی شد. با افزایش دمای مایع سازی، عدد اسیدی و هیدروکسیل کاهش و بازده تولید و ویسکوزیته پلی ال-ها افزایش یافت. با بررسی دما ها و زمان های مختلف، پلی ال حاصل از مایع سازی در دمای 0C 180 به مدت 360 دقیقه، با بازدهی 51 درصد و عدد اسیدی و هیدوکسیل به ترتیب 7/9 و mgKOH/g 325 و ویسکوزیته Pa. s 16 به عنوان پلی ال بهینه تعیین گردید.

چکیده هدف از این پژوهش بررسی تاثیر چسب اصلاح شده ی پلی وینیل استات بر ظرفیت لنگر خمشی اتصال های ساخته شده از گونه های راش صنوبر و نراد بوده است. در این پژوهش ظرفیت لنگر خمشی اتصال با چسب اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفته و با چسب اصلاح نشده مقایسه شده است. مواد مورد استفاده در این تحقیق چسب پلی وینیل استات و گونه های چوبی راش، صنوبر و نراد بوده است. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت لنگر خمشی 1/47 نیوتن متر مربوط به اتصال راش با قطر پین 10 میلیمتر و چسب اصلاح شده بوده در حالی که کمترین لنگر خمشی 17/35 نیوتن متر مربوط به اتصال با گونه صنوبر با قطر 6 برای چسب اصلاح نشده بود. اصلاح چسب پلی وینیل استات با نانو سلولز و پلی وینیل الکل تاثیر مطلوبی روی خواص مکانیکی این چسب داشته که اختلاف مقاومت اتصال چسب اصلاح شده با پلی وینیل استات خالص گواه این مطلب است که علت ان می تواند افزایش ویسکوزیته چسب و کنترل میزان نفوذ آن به بافت چوب و بهبود چسبندگی باشد. از بین قطر پین های مورد مطالعه، قطر 10 میلیمتر به واسطه محیط بیشتر و به طبع آن مساحت سطح چسبندگی بیشتر، استحکام بالاتری نسبت به قطرهای 8 و 6 میلیمتر نشان داد. همانطور که قابل پیش بینی بود مقاومت اتصال گونه راش بالاتر از نراد و صنوبر بود، که دلیل اصلی آن را می توان به دانسیته بالاتر این گونه ربط داد.

در این تحقیق استفاده از پودر مایع سیاه پخت فرآیند تولید خمیرکاغذ به عنوان پرکننده رزین اوره فرمالدهید و جایگزین آرد گندم در ساخت تخته لایه مورد بررسی قرار گرفت. از پودر مایع سیاه پخت سولفیت قلیایی-آنتراکینون در چهار سطح 0، 5، 10 و 15 درصد وزن خشک رزین به عنوان پرکننده چسب برای ساخت تخته لایه صنوبر استفاده شد. سپس خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه های آزمونی شامل واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته موازی و عمود بر الیاف لایه سطحی و مقاومت برشی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مقدار واکشیدگی ضخامت تخته ها بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب افزایش معنی داری ندارد و همه سطوح دارای واکشیدگی ضخامت استاندارد بود. افزایش مصرف پودر مایع سیاه پخت تأثیر منفی معنی-داری بر پایداری ابعادی تخته ها نداشت. مقاومت خمشی، مقاومت برشی و مدول الاستیسیته موازی و عمود با الیاف لایه سطحی با افزایش استفاده از پودر مایع سیاه پخت بهبود یافت اما اختلاف معنی داری بین سطوح مختلف دیده نشد. با توجه به خواص فیزیکی و مکانیکی، می توان استفاده از پودر مایع سیاه پخت حاصل از فرآیند پخت سولفیت قلیایی-آنتراکینون را به عنوان پرکننده چسب اوره فرمالدهید توصیه نمود.

با توجه به اهمیت پرکننده رزین اوره فرمالدهید در صنعت تخته لایه و با هدف جایگزینی یک پرکننده مناسب برای این نوع چسب با آرد گندم (پرکننده متداول)، لیگنین حاصل از سه مایع پخت سیاه فرآیندهای سولفیت قلیایی-آنتراکینون، سودا-آنتراکینون و کرافت به عنوان فیلر-اکستندر رزین اوره فرمالدهید در ساخت تخته لایه مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از هر یک از انواع لیگنین ها، در چهار سطح 0، 10، 20 و 30 درصد بر اساس وزن خشک رزین استفاده شد. سپس خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه های آزمونی شامل واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب، مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته موازی و عمود بر الیاف لایه سطحی و مقاومت برشی اندازه گیری شد. نتایج حاصل از این بررسی نشان دادند که به ترتیب با افزایش مصرف لیگنین سولفیت قلیایی-آنتراکینون و لیگنین کرافت، مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته موازی با الیاف لایه سطحی افزایش یافت. همچنین مقاومت برشی در سطح اتصال نمونه ها در صورت استفاده از هر سه نوع لیگنین نیز افزایش نشان داد. از سوی دیگر استفاده از این سه نوع لیگنین، باعث بهبود پایداری ابعادی تخته ها شد. نتایج حاکی از برتری لیگنین حاصل از فرآیند سولفیت قلیائی-آنتراکینون در مقایسه با سایر لیگنین ها در بهبود ویژگی های مکانیکی تخته لایه می باشد.

استفاده از نانوالیاف سلولزی به عنوان افزودنی مقاومت دهنده در بخش پایانه تر ماشین کاغذ مقاومت های کلی کاغذ را افزایش می دهد. امّا افزایش قابل ملاحظه زمان آبگیری از سوسپانسیون خمیرکاغذ و کاهش تخلخل و ماتی کاغذ از جمله محدودیت های اساسی بکارگیری از آن در این بخش کاغذسازی گزارش شده است. در این پژوهش، تأثیر استفاده از نانوالیاف سلولزی در بخش شکل گیری کاغذ بر روی ویژگی های کاغذ سه لایه تهیه شده از الیاف بازیافتی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های الیاف بازیافتی از صنایع خمیر و کاغذ اترک تهیه شد. بدین منظور خمیرکاغذ پالایش شده و پراکنده نشده بترتیب برای تهیه کاغذ لایه رویی و دو لایه دیگر استفاده شدند. از هر یک از خمیرکاغذهای بازیافتی کاغذهای دست ساز استاندارد با گراماژ 2± 40 گرم بر مترمربع تهیه شد. سپس پاشش نانوالیاف سلولز در چهار سطح 1، 2، 4 و 6 درصد (براساس وزن خشک الیاف) بر روی یک سطح ورقه تر و متعاقباً مکش ملایم آن با استفاده از دستگاه پاشش نانوالیاف سلولز که در پردیس علمی تحقیقاتی زیراب طراحی و ساخته شد، انجام گرفت. با استفاده از کاغذهای تیمارشده، کاغذ سه لایه با گراماژ حدود 5± 120 گرم بر مترمربع تهیه و ویژگی های آن موردارزیابی قرار گرفت. نتایج کلی نشان داد که پاشش نانوالیاف سلولز بر روی ورقه در حال شکل گیری، بترتیب باعث افزایش شاخص های کششی و ترکیدن کاغذ بمیزان 59/33 و 29/26 درصد شده است. این فرآیند بویژه تأثیر قابل ملاحظه ای در بهبود مقاومت بین لایه های کاغذ چندلایه دارد که در این نوع کاغذها بسیار مهم است. بطوری که مقدار این مقاومت از حدود J/m2 116 به J/m2 217 افزایش معنی داری یافته است. تصاویر SEM تهیه شده از ضخامت کاغذ، اتصال بیشتر بین لایه ها و فشردگی کاغذ چندلایه را تأیید می کند.

هدف از انجام این تحقیق تسهیل به کارگیری چسب نشاسته در مرمت آثار کاغذی که مرکب آن ها نسبت به آب حساس نیست و همچنین شناسایی ویژگی های چسب (ورق) نشاسته فعال شده و چسب نشاسته تازه با یکدیگر است. روش انجام پژوهش، تحلیلی-مقایسه ای و شیوه گردآوری داده ها از طریق آزمایش های مرتبط با موضوع پژوهش همچون pH سنجی، رنگ سنجی، طیف سنجی مادون قرمز با بازتاب کلی تضعیف شده (FTIR-ATR)، اندازه گیری مقاومت کششی و همچنین اندازه گیری مقاومت چسبندگی نمونه ها بوده است. مراحل انجام پژوهش حاضر بدین گونه بود که ابتدا چسب نشاسته برنج و ورق فعال شده نشاسته برنج آماده شد. سپس با استفاده از این چسب ها نمونه سازی ها انجام شد. نمونه های آماده شده تحت پیرسازی تسریعی دما-رطوبت طبق استاندارد ASTM به شماره D7414-96 به مدت 384 ساعت و نور طبق استاندارد ASTM به شماره D6789-02 به مدت 360 ساعت قرار گرفتند و تغییرات رنگ، pH، مقاومت کششی و میزان چسبندگی آن ها، موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، بالاترین میزان اسیدیته پس از دو مرحله پیرسازی مربوط به نمونه RS (کاغذ تیشوی آغشته به چسب نشاسته برنج) با pH 1/6 پس از پیرسازی نوری و 01/6 پس از پیرسازی دما-رطوبت می باشد و پایین ترین میزان اسیدیته نیز به طور میانگین مربوط به نمونه های SF (ورق نشاسته) با pH 35/8 پس از پیرسازی نوری و pH 20/8 پس از پیرسازی دما-رطوبت می باشد. پس از پیرسازی نوری و دما-رطوبت، بیشترین میزان مقاومت کششی مربوط به نمونه RS به میزان 08/1 کیلو نیوتن بر متر است. بررسی نتایج حاصل از آزمون مقاومت چسبندگی نیز نشان داد که پس از مرحله پیرسازی نوری، بیشترین میزان چسبندگی مربوط به نمونه RS به میزان 32/1 نیوتن و پس از پیرسازی دما-رطوبت نیز بیشترین میزان چسبندگی مربوط به نمونه ASF به مقدار 25/1 نیوتن است.

هدف از تحقیق حاضر تولید تخته های سبک وزن ترکیبی با استفاده از گرانول های پلی استایرن منبسط شده با قطر و درصدهای مختلف بوده است. گرانول های پلی استایرن منبسط شده در 3 قطر ریز، متوسط و درشت به ترتیب با میانگین قطرهای 55/0، 2 و 7 میلیمتر و به میزان 10 درصد وزن خشک خرده چوب-های لایه مرکزی استفاده گردید. همچنین از گرانول های با میانگین قطر 7 میلیمتر در 3 سطح 5، 10 و 15 درصد وزن خشک خرده چوب های لایه مرکزی استفاده گردید. نتایج نشان دادند که ویژگی های مکانیکی (مدول الاستیسیته خمشی، چسبندگی داخلی، مقاومت به پیج سطح و لبه) با افزایش قطر گرانول ها افزایش قابل توجهی یافته است، اما قطر گرانول ها تاثیر معنی داری بر مقاومت خمشی، درصد واکشیدگی ضخامت و جذب آب نمونه ها نداشته است. همچنین افزایش درصد گرانول های پلی استایرنی در لایه میانی باعث افزایش ویژگی های مکانیکی و بهبود خصوصیات فیزیکی نسبت به نمونه شاهد گردید و بیشترین اثر گذاری آن بر چسبندگی داخلی نمونه ها مشاهده شد.

در این تحقیق از کلش برنج که جزء مواد لیگنوسلولزی فراوان و ارزان قیمت در کشور است برای جذب رنگ های اسیدی و واکنشی از آب استفاده شد و کارایی جذب آن مورد بررسی قرار گرفت. کلش برنج به عنوان ماده اولیه از مزارع برنج شمال تهیه شد و بعد از خردکردن و استخراج مواد استخراجی مورد استفاده قرار گرفت. رنگ های مورد استفاده شامل اسید اورانژ 7 (AO7) و ریموزول بلکB (RBB) از شرکت الوان ثابت همدان تهیه شد. در این تحقیق اثر pHپساب، دما، مقدار جاذب، غلظت رنگ و زمان برای تعیین شرایط بهینه جذب بررسی شد و مدل های جذب ایزوترم برای هر دو رنگ مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از جذب رنگ توسط کلش برنج نشان داد که میزان جذب به مقدار زیادی بهpH محلول بستگی دارد و در pH های اسیدی کارایی حذف رنگ ساقه برنج در حد بالایی قرار دارد و با افزایش pH از 2تا 12میزان حذف رنگ تا 50% کاهش می یابد. همچنین میزان جذب رنگ در زمان های اولیه تیمار بسیار سریع است و حدود بیش از 95% جذب رنگ در 5 دقیقه اول رخ می دهد. میزان حداکثر جذب رنگ AO7 توسط کلش برنج برابر 3/27 میلی گرم بر گرم و برای رنگ RBB برابر 5/16 میلی گرم بر گرم تعیین شد و پیروی ایزوترم جذب هر دو رنگ از مدل لانگمویر مشاهده گردید. با توجه به نتایج، می توان گفت که کلش برنج به دلیل ارزان قیمت بودن و فراوانی گزینه مناسبی برای حذف آلاینده های رنگی از پساب های صنعتی و شهری می باشد.

چوب و هر چیز ساخته شده از آن در شرایط نامناسب بر اثر عوامل مخرب زنده و غیرزنده تخریب می شود. تاکنون روش ها و مواد مختلفی برای بهبود معایب چوب و چندسازه های چوبی توسعه یافته اند. اما امروزه به دلیل نگرانی های عمومی در مورد اثرات سوء مواد حفاظتی قدیمی محققین به دنبال مواد دوست دار محیط زیست و ایمن هستند. بورات ها به دلیل سمیت حاد کم نامزد مناسبی برای نسل جدید مواد حفاظتی می باشند. بورات ها دامنه اثرگذاری وسیعی دارند، نه تنها قارچ کش و حشره کش موثری هستند بلکه به عنوان یک کندسوز کننده نیز عمل می کنند. بورات ها به آسانی در آب حل شده و قابلیت انتشار تا عمق چوب را دارند. همین مزیت بورات ها بزرگترین عیب آنها نیز برشمرده می شود. فرمولاسیون های بر پایه بورات به آسانی آبشویی شده و برای مصارف بیرونی مناسب نیستند. امروزه علی رغم مشکل آبشویی، از بورات ها به دلیل سمیت بسیار کم به طور وسیعی برای حفاظت چوب و به ویژه چندسازه های چوبی در برابر عوامل مخرب زنده و غیر زنده مانند آتش استفاده می شود. در این گزارش سعی شده است جدیدترین تحقیقات انجام شده بر روی امکان استفاده از بورات ها در صنعت چندسازه های چوبی مورد بازبینی قرار گیرد. ترکیبات مختلف بورات قابلیت زیادی برای حفاظت چندسازه های چوبی دارند و در حال حاضر به صورت تجاری از آنها استفاده می شود.

در تحقیق حاضر از سه روش آزمون فشاری استاتیک، آزمون بارگذاری-حذف بار و فراصوت برای تعیین مدول الاستیسته ماده مرکب الیاف طبیعی-پلی پروپیلن ساخته شده به روش اکستروژن استفاده گردید. نتایج نشان داد که این ماده مرکب از ماهیت ارتوتروپیک برخوردار است و مدول دینامیک حاصل از آزمون فراصوت از مقدار بیشتری در مقایسه با دو مدول دیگر برخوردار است. همچنین با افزایش مدول حاصل از آزمون حذف بار، درصد اختلاف بین مدول حذف بار و مدول دینامیک کاهش یافت. نتایج همچنین نشان داد که استفاده از روش رایج تعیین مدول (مدول تانژانت در 10 تا 40 درصد تنش نهایی) برای این ماده، سبب می شود مقدار مدول بسیار کمتر از مقدار واقعی برآورد گردد.

عملیات پیش هیرولیز اسیدی با هدف حذف همی سلولزها یکی از مراحل اصلی در تولید خمیرهای حل شونده از منابع چوبی است. تحقیق حاضر به بررسی ضرورت اعمال این تیمار در تولید خمیرحل شونده از مقوای کنگره ای کهنه می پردازد. بدین منظور ابتدا شرایط دمای 130 درجه سانتی گراد، غلظت اسید 1 درصد، زمان 30 دقیقه و نسبت لیکور به کاغذباطله 7: 1 بعنوان پیش تیمار اسیدی برگزیده شد و در ادامه ویژگی های کیفی دو نمونه دارای پیش هیدرولیز و فاقد پیش هیدرولیز پس از پخت با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که به استثنای شاخص واکنش پذیری، سایر ویژگی های مورد نیاز خمیر حل شونده مانند دسترسی-پذیری، درجه بسپارش و میزان سلولز آلفا در اثر اعمال پیش تیمار اسیدی دچار نقصان می شوند. نتایج مربوط به اندازه گیری بازده و ترکیبات شیمیایی نیز حاکی از آسیب رساندن این مرحله به نمونه ها بود. در نهایت، با در نظر گرفتن اهمیت شاخصه های کیفی برتر خمیرهای فاقد پیش هیدولیز اسیدی و نیز قابل قبول بودن مقدار واکنش پذیری این نمونه ها، نه تنها ضرورت اعمال تیمار مذکور شناخته نشد بلکه توصیه به عدم استفاده از آن بود.

اخیرا استفاده از سیستم کایتوزان-نانوسیلیکا در کاغذسازی، در تحقیقات مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا پژوهش حاضر با تایید نتایج عملکرد این سیستم نانوذره در فرآیند تولید مقوا از خمیرکاغذ بازیافتی کارتن های کنگره ای کهنه، به بررسی عملکرد الکتروستاتیکی پلی الکترولیت کایتوزان در ویژگی های مربوط به فرآیند تولید و کیفیت محصول تولیدی پرداخته است. بر این اساس تغییر pH خمیرکاغذ به عنوان یکی از اصلی ترین عوامل موثر بر بار الکتروستاتیکی کایتوزان در سوسپانسیون خمیرکاغذ درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد، ویژگی های فرایندی (آبگیری از ورقه الیاف و ماندگاری نرمه در گذر اول) تحت تاثیر بار الکتروستاتیکی کایتوزان در محیط خنثی و قلیایی وضعیت بهتری داشته اند. به نظر می سد، با تغییر هرچه بیشتر pH سوسپانسیون به سمت خنثی و قلیایی، ازشدت بار مثبت الکتروستاتیکی کایتوزان و انحلال کاسته شده و به عکس بر بار منفی الیاف افزوده می شود. احتمالا این وضعیت بر نحوه اتصال پلیمر کایتوزان روی الیاف (حالت دم و لوپ)-به صورتی که در تشکیل فلاک موثرتر عمل نماید-تاثیر داشته است؛ به طوری که در شرایط خنثی میزان آبگیری و ماندگاری به ترتیب به میزان هرکدام 5/37 و 8/36 درصد نسبت به تیمار شاهد، 34 و 7 درصد نسبت به حالت اسیدی افزایش نشان داده است. همچنین هرچند سیستم مزبور در افزایش ویژگی های مقاومتی نسبت به تیمار شاهد کاملا موفقیت آمیز بوده است، اما تغییرات بار الکتروستاتیکی توسط pH بر ویژگی های مقاومتی (جز افزایش در مقاومت پیوند درونی) تاثیر مثبت اندکی داشته است.