صنایع چوب و کاغذ ایران
سال:1395 | دوره:7 | شماره:2 |تعداد مقالات:12

در این تحقیق به مقایسه پالایش پذیری خمیرکاغذهای سودا و مونواتانول آمین کاه گندم پرداخته شده است. جهت انجام پالایش خمیرکاغذها از پالایشگر نیمه صنعتی مدل LR 40 شرکت Voith استفاده گردید.نتایج نشان داد که خمیر کاغذ مونواتانول آمین با صرف 70kwh/t انرژی در پالایشگر نیمه صنعتی، مقاومت در برابر کشش و مقاومت در برابر ترکیدن آن به حداکثر میزان خود می رسند و افزایش انرژی بیش از این مقدار بر این مقاومتها اثر نامطلوب دارد. در مورد خمیرکاغذ سودا از کاه گندم افزایش مصرف انرژی تا 500kwh/t رابطه خطی با مقاومت در برابر کشش و مقاومت در برابر ترکیدن دارد. در مقایسه با خمیر کاغذ مونواتانول آمین، پالایش پذیری خمیرکاغذ سودا بسیار دشوارتر بوده و نیازمند مصرف انرژی بیشتری می باشد. استفاده از خمیر کاغذ مونواتانول آمین موجب صرفه جویی در مصرف انرژی به میزان 70 تا 80 درصد جهت رسیدن به میزان متعارف و بهینه شاخص های مقاومتی می باشد.

این تحقیق با هدف بررسی امکان استفاده از ساقه کلزا به صورت مخلوط با خرده چوب صنعتی در تولید تخته خرده چوب با دانسیته 0.7 گرم بر سانتی متر مکعب انجام شد. درصد اختلاط ساقه کلزا با خرده چوب صنعتی در پنج سطح 100- 0، 75-25، 50-50، 25-75 و 0-100، درصد اختلاط چسب ملامین با اوره فرمالدهید در سه سطح 100- 0، 85- 15 و 70- 30، و تخته ساخته شده به دو صورت همگن و لایه ای به عنوان عوامل متغیر درنظر گرفته شدند. چسب مصرفی به میزان10 درصد بر مبنای وزن خشک خرده چوب، کاتالیزور به میزان 2 درصد بر مبنای وزن خشک چسب، دما و زمان پرس به ترتیب 170 درجه سانتی گراد و 7 دقیقه، فشار پرس 30 کیلوگرم بر سانتی متر مربع و سرعت پرس 4.5 میلی متر بر دقیقه عوامل ثابت تحقیق بودند. بدین ترتیب تخته های آزمونی ساخته شده و خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ها شامل مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، چسبندگی داخلی، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بر طبق استاندارد EN اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان ساقه کلزا در تخته ها، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، جذب آب و واکشیدگی ضخامت افزایش یافته، در حالی که چسبندگی داخلی نمونه ها کاهش پیدا کرده است. همچنین استفاده از چسب ملامین اوره فرمالدهید در ساخت تخته خرده چوب سبب بهبود مقاومت مکانیکی و پایداری ابعاد نمونه ها شد.

این پژوهش با هدف ارزیابی بررسی تاثیر نوع و مقدار ماده فوم زای شیمیایی بر خواص مکانیکی دینامیکی چندسازه حاصل از پلی اتیلن سنگین – الیاف کتان انجام شد. چندسازه ها با استفاده از فرایند اختلاط در یک مخلوط کن داخلی تهیه و سپس به روش تک مرحله ای (Batch) فوم شدند. دو نوع ماده فوم زای شیمیایی شامل آزو دی کربن آمید و بی کربنات سدیم در سه سطوح 0، 2 و 4phr مورد استفاده قرار گرفت. مقدار الیاف کتان و سازگارکننده در تمام تیمارها به ترتیب 60 درصد و 2phr  ثابت در نظر گرفته شد. آزمون های استاتیک شامل خمش و کشش بر روی نمونه ها انجام گرفت. خواص مکانیکی دینامیکی چندسازه ها شامل مدول ذخیره، مدول اتلاف و فاکتور اتلاف در دامنه دمایی 60- تا 150+ درجه سانتی گراد با نرخ حرارت دهی 5 درجه سانتی گراد و فرکانس 1 هرتز مورد مطالعه قرار گرفت. ریخت شناسی نمونه ها نیز با عکسبرداری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ماده فوم زای شیمیایی باعث افزایش اندازه سلول و کاهش دانسیته سلول و خواص مکانیکی چندسازه ها می شود. از طرفی، کمترین میزان استحکام مکانیکی در چندسازه فوم شده با بی کربنات سدیم مشاهده شد. تصاویر SEM موید آن است که نوع و مقدار ماده فوم زای شیمیایی تاثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش دانسیته چندسازه فوم شده دارد. با افزایش مقدار ماده فوم زای شیمیایی، مدول ذخیره و مدول اتلاف نمونه ها کاهش یافت. در حالی که فاکتور اتلاف با افزودن ماده فوم زای شیمیایی به چندسازه افزایش می یابد. چندسازه های فوم شده با آزو دی کربن آمید در مقایسه با بی کربنات سدیم، مدول ذخیره بالاتری را نشان داد.

در این پژوهش، اثر مقدار ذرات نانورس و سازگارکننده بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چندسازه چوب پلاستیک حاصل از پلی پروپیلن و الیاف کاغذ باطله تحریر مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، الیاف کاغذ باطله و پلی پروپیلن با نسبت  وزنی 50 درصد، به همراه ذرات نانورس (در سه سطح 0، 2 و 4 درصد) و سازگارکننده (در دو سطح 0 و 3 درصد) در دستگاه مخلوط کن داخلی در دمای 155 درجه سانتی گراد و سرعت 60 دور در دقیقه مخلوط و نمونه ها به روش ترزیقی تهیه گردید. نتایج نشان داد که مقاومت های فیزیکی و مکانیکی چندسازه در حضور سازگارکننده بهبود یافته است. همچنین با افزودن مقدار ذرات نانورس و افزایش سطوح آن خواص جذب آب، واکشیدگی ضخامت، مقاومت های خمشی و کششی و مدول الاستیسیته خمشی وکششی چندسازه بهبود یافته است در صورتی که مقاومت به ضربه نمونه ها، دستخوش کاهش شده است. همچنین مطالعات ساختاری چندسازه به روش پراش اشعه ایکس نشان داد که توزیع ذرات نانورس در زمینه پلیمری از نوع بین لایه ای بوده، و با افزایش مقدار ذرات نانورس فاصله بین لایه ها افزایش یافته است.

در این تحقیق ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چندسازه جدید الیاف پلی پروپیلن/ الیاف چوب/ سیمان مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، الیاف پلی پروپیلن در سطوح مختلف 0، 2، 3 و 4 درصد وزنی به چندسازه الیاف چوب- سیمان با نسبت وزنی 15 به 85 و در حضور 3% کلرید کلسیم (بر اساس وزن خشک چندسازه) اضافه شده و سپس کلیه ویژگی های فیزیکی (جذب آب، واکشیدگی ضخامت بلند مدت) و مکانیکی (مدول الاستیسته، مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه) نمونه های ساخته شده مطابق روش های استاندارد  ASTMمورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس یافته های این تحقیق، استفاده از الیاف پلی پروپیلن تاثیر مثبتی روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چندسازه های چوب- سیمان داشته است بطوریکه افزایش میزان الیاف پلی پروپیلن (از 0 به 4%) میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه های مورد مطالعه را به طور معنی داری کاهش داد. نتایج آزمون مکانیکی چندسازه های مورد مطالعه نیز نشان داد که چندسازه های حاوی 4% الیاف پلی پروپیلن بیشترین میزان مقامت خمشی و مقاومت به ضربه را دارا می باشند، در حالی که کمترین میزان این مقاومت ها مربوط به سیمان خالص می باشد. همچنین نتایج آزمون خمشی نشان داد که چندسازه های چوب- سیمان بدون الیاف پلی پروپیلن بیشترین میزان مدول الاستیسیته را دارا می باشند.

در این مطالعه اثر فورفوریلاسیون بر خواص کاربردی تخته لایه راش مورد بررسی قرار گرفت. اصلاح فورفوریلاسیون لایه های راش در دو سطح 30 و 70 درصد به روش اشباع سلول پر و پلیمریزاسیون مونومر فورفوریل الکل با کاتالیزور حرارت انجام گرفت. تخته های سه لایی با دو نوع چسب اوره فرمالدهید و ایزوسیانات ساخته شدند. ویژگی های کاربردی آزمونه های فورفوریله شده ارزیابی و با آزمونه های شاهد مقایسه شدند. آزمونها شامل مدول گسیختگی (MOR)، مدول الاستیسیته (MOE)، مقاومت برشی خط چسب، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بودند. نتایج نشان داد که با افزایش سطح اصلاح فورفوریلاسیون، میزان مدول الاستیسیته، جذب آب و واکشیدگی ضخامت (پایداری ابعاد) بهبود یافتند ولیMOR  فقط تا سطح 30 درصد افزایش نشان داد و با افزایش سطح فورفوریلاسیون کاهش یافت. همچنین فورفوریلاسیون بر مقاومت برشی خط چسب اثر منفی داشت که این کاهش مقاومت در مورد رزین ایزوسیانات بیشتر بود که به دلیل ترشوندگی کمتر و نفوذ کمتر رزین ایزوسانات به درون لایه ها بوده و با افزایش سطح فورفوریلاسیون این ویژگی کاهش یافت.

در این پژوهش اثر غلظت های مختلف مونومر حفره ای استایرن بر خواص فیزیکی چوب راش ایرانی بررسی گردید. نمونه های آزمون فیزیکی بر اساس استاندارد ASTM-D1037 تهیه گردیدند و به روش خلا-فشار، در پنج سطح غلظت 0، 40، 60، 80 و 100 درصد از مونومر اشباع شدند. پلیمریزاسیون مونومر تحت اعمال دما در آون در دو بازه زمانی 24 ساعته، به ترتیب در دمای 90 و 103 درجه سانتی گراد انجام شد. جذب مونومر و پلیمر، تغییرات دانسیته، جذب آب، واکشیدگی و اثر ضدواکشیدگی اندازه گیری شد. بر اساس نتایج با افزایش غلظت، جذب مونومر و پلیمر افزایش یافت و در بالاترین سطح، جذب مونومر و پلیمر به ترتیب 38.288 و 26 درصد گزارش گردید. با افزایش جذب پلیمر، دانسیته چوب از 0.36g/cm3 در نمونه شاهد به 0.91g/cm در بالاترین سطح غلظت مونومر افزایش یافت که به کاهش فضای خالی در ساختار چوب پلیمر منجرشد. افزایش سطح جذب پلیمر، آب دوستی و تغییرات ابعاد نمونه های تیمار شده را کاهش داد، به طوری که پس از طولانی ترین زمان غوطه وری، جذب آب و واکشیدگی حجمی نمونه اشباع شده با مونومر به غلظت 100 درصد، در مقایسه با نمونه شاهد، 64 و 45.3 درصد کاهش یافتند. بالاترین کارایی ضدواکشیدگی نمونه های اشباع شده با مونومر استایرن نیز، 56.15 درصد در بالاترین سطح غلظت گزارش گردید.

این تحقیق با هدف بررسی تاثیر نانو سیلیس بر جذب آب و واکشیدگی ضخامت طولانی مدت، ضریب انتشار رطوبت و نرخ واکشیدگی ضخامت نانوکامپوزیت چوب پلاستیک انجام گردید. برای این منظور آرد چوب با نسبت وزنی 60 درصد با پلی پروپیلن به همراه phc 2 جفت کننده انیدرید مالئیک جفت شده با پلی پروپیلن در داخل دستگاه مخلوط کن داخلی مخلوط گردید. نانو سیلیس نیز با نسبت های وزنی 0، 1، 3 و phc 5 به عنوان تقویت کننده مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت نمونه های آزمونی با استفاده از دستگاه تزریق ساخته شدند. سپس جذب آب و واکشیدگی ضخامت طولانی مدت نمونه ها طی 1848 ساعت مطابق با استاندارد ASTM اندازه گیری شدند. ضریب انتشار رطوبت و نرخ واکشیدگی ضخامت به منظور بررسی دقیق تر رفتار جذب آب و واکشیدگی ضخامت طولانی مدت نانوکامپوزیت های چوب پلاستیک نیز محاسبه گردید. جهت اطمینان از ایجاد پیوند هیدروژنی بین گروه های هیدروکسیل ذرات نانو سیلیس با گروه های هیدروکسیل آرد چوب از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز استفاده گردید. نتایج نشان داد که رفتار جذب آب نانوکامپوزیت مورد مطالعه مطابق با قانون فیک است بعلاوه با افزایش نانو ذرات سیلیس، جذب آب و واکشیدگی ضخامت طولانی مدت و ضریب انتشار رطوبت در نانوکامپوزیت چوب پلاستیک کاهش یافت. نتایج طیف سنجی مادون قرمز نیز حاکی از وجود پیوند هیدروژنی بین نانو سیلیس و آرد چوب بود. تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که بعد از 1848 ساعت غوطه وری، نانو سیلیس در سطح اطمینان 99 درصد بر جذب آب و واکشیدگی ضخامت تاثیر معنی داری داشت به طوری که تیمار حاوی 5 درصد نانو سیلیس به عنوان تیمار برتر انتخاب شد.

در این پژوهش تاثیر ابعاد ذرات در لایه های سطحی و نسبت پوسته (نسبت ضخامت لایه سطحی به کل ضخامت تخته) بر روی خواص مکانیکی تخته خرده چوب سه لایه ساخته شده از ذرات تیمار شده کلزا بررسی شد. نسبت پوسته در سه سطحmm16:mm 82.2) ، mm 16:mm33.5 و (mm 16:mm 6.8، ابعاد ذرات استفاده شده در لایه سطحی در دو سطح (1.25> و 1.25<میلی متر) و نوع تیمار ذرات لایه های سطحی در سه سطح (بدون تیمار، آبشویی و اسید شویی) به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب گردیدند. خواص مکانیکی تخته ها شامل مدول گسیختگی (MOR)، مدول الاستیسیته (MOE) و چسبندگی داخلی (IB) با استفاده از استاندارد EN آزمون گردید. نتایج نشان داد که استفاده از ذرات ساقه کلزا و با ابعاد 1.25< میلی متر در لایه های سطحی تخته خرده چوب سه لایه، به ترتیب سبب افزایش مدول الاستیسیته، مدول گسیختگی و چسبندگی داخلی گردید. علاوه بر آن، مشخص گردید که افزایش ابعاد ذرات در لایه سطحی و تیمار آبشویی باعث بهبود خواص مکانیکی نمونه ها شد. بر اساس نتایج، با استفاده از ذرات ساقه کلزا آبشویی شده بکار رفته در لایه میانی، مصرف ذرات با ابعاد 1.25< میلی متر در لایه سطحی تخته خرده چوب سه لایه با نسبت پوسته mm16: 82.2 و mm16: 33.5 می توان به مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته مطلوب دست یافت.

رزین بیو اپوکسی تانن از واکنش تانن با اپی کلروهیدرین در محیط قلیایی ساخته شد. طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه حضور گروه های اپوکسی در اثر واکنش گلیسیدیل دار شدن تانن را تایید کرد و عدد اپوکسی رزین نهایی 7.2 بدست آمد. تخته  اه با استفاده از رزین بیو اپوکسی تانن با دو دمای متغیر (180 و 200 درجه سانتی گراد) و دو زمان متغیر (7.5 و 10 دقیقه) ساخته شد مقاومت های فیزیکی و مکانیکی از جمله جذب آب و واکشیدگی ضخامت (بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب)، چسبندگی داخلی، مدول الاستیسیته و مدول خمشی تخته های حاصل اندازه گیری و با استاندارد EN312-4 مقایسه شدند. نتایچ نشان داد که تخته کاه ساخته شده با دمای 200 درجه و زمان 10 دقیقه پرس، بالاترین مقدار ویژگی های فیزیکی و مکانیکی را داشتند. همه تخته کاه های تولیدی در این تحقیق، خواص مکانیکی برای استفاده های عمومی، مطابق با استانداردهای اروپا را دارا می باشند که دارای خواص کاربردی قابل قیاس با تخته خرده چوب ساخته شده با چسب های سنتزی پایه نفتی می باشند.

این پژوهش، با هدف تعیین خواص حرارتی و رنگ سنجی چندسازه کاه گندم رنگبری شده/ پلی اتیلن انجام شد. برای این منظور، ابتدا کاه گندم با استفاده از روش های مختلف رنگبری طبیعی و شیمیایی رنگبری شد. سپس، کاه گندم رنگبری شده و پلی اتیلن با نسبت وزنی 40 به 60 با یکدیگر در یک اکسترودر دو مارپیچه ناهمسوگرد در دمای 145 درجه سانتی گراد مخلوط شدند. سازگارکننده مالئیک دار نیز به میزان 10% (وزنی از پلی اتیلن) در تهیه چندسازه به کار گرفته شد. آزمون های رنگ سنجی و گرمایی روی نمونه های ساخته شده انجام و نتایج آن با نمونه تهیه شده از پلیمر خالص مقایسه شد. نتایج نشان داد که کمترین میزان روشنایی در نمونه هایی مشاهده شد که فرایند رنگبری بر کاه گندم آنها انجام نشده است. چندسازه حاصل از خمیر رنگبری شده با آنزیم زایلاناز و پراکسیدهیدروژن 1%، بیشترین مقدار روشنایی بعد از پلی اتیلن خالص دارد. خواص گرمایی نمونه ها با استفاده از آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی نشان داد که چندسازه رنگبری شده با آنزیم و پراکسیدهیدروژن 1%، در مقایسه با سایر تیمارها از دمای ذوب بالاتری برخوردار است. بالاترین دمای تجزیه در چندسازه بدون رنگبری برابر 424.76 درجه سانتی گراد و کمترین آن مربوط به چندسازه رنگبری شده برابر 354.23 درجه سانتی گراد می باشد.

استفاده از مواد افزودنی مقاومت خشک راهکاری پایدار در بهبود ویژگی های کاغذهای بازیافتی محسوب شده و کاربرد مواد مبتنی بر زیست توده از جنبه های مختلف فنی و زیست محیطی در این زمینه رو به گسترش و حائز برتری است. در راستای بهبود ویژگی های مواد، سلولز و کایتوزان به عنوان فراوان ترین بیوپلیمرهای واجد پتانسیل مزبور، بصورت طبیعی و فراوری شده مورد توجه روزافزون پژوهش ها قراردارند. نتایج بررسی تاثیر منفرد و توام بیوپلیمرهای کایتوزان و نانوالیاف سلولزی بر ویژگی های خمیرکاغذ و کاغذ بازیافتی نشان داد که بهبود تمامی ویژگی های مقاومتی و دانسیته کاغذ، آبگیری و ماندگاری خمیرکاغذ به هنگام شکل گیری و کاهش اتلاف مواد در مقایسه با تیمار شاهد قابل دستیابی است. کاربرد منفرد کایتوزان بهبود معنی دار تمامی ویژگی های مقاومتی و دانسیته کاغذ، ماندگاری خمیرکاغذ به هنگام شکل گیری و کاهش اتلاف مواد را ایجاد نمود. آبگیری از دوغاب خمیرکاغذ نیز با حضور کایتوزان بهبود چشمگیر و معنی داری یافته که البته با افزایش کاربرد، از میزان بهبود حاصله کاسته  شد. بهبودهای ایجادشده به ماهیت پلیمری، شباهت ساختاری و قابلیت بالای پیوندیابی کایتوزان با الیاف سلولزی تعمیم می یابد. نانوالیاف سلولزی نیز بصورت کاربرد منفرد منجر به افزایش ماندگاری خمیرکاغذ، دانسیته، شاخص های کشش و ترکیدن کاغذ، کاهش درجه روانی و اتلاف مواد از خمیرکاغذ و نیز افت شاخص پارگی  گردید. ماهیت آنیونی، سطح ویژه بالا و واجد پتانسیل پیوندهای هیدروژنی سبب این نتایج گزارش گردید. کاربرد نانوالیاف سلولزی پس از کایتوزان به خمیرکاغذ به عنوان سامانه مرکب در پایانه تر کاغذسازی، نه تنها تاثیر افزایشی در شاخص های مقاومتی و دانسیته (به استثنای (NFC %15.2 کاغذ بازیافتی نداشته، کاهش مقاومت ها را نیز در برخی موارد سبب گردیده است. در حالت مرکب، ویژگی های خمیرکاغذ در مقایسه با کاربرد منفرد کایتوزان دچار نوسان بوده، لیکن نسبت به کاربرد منفرد نانوالیاف سلولزی حائز برتری بوده است.