صنایع چوب و کاغذ ایران
سال:1391 | دوره:3 | شماره:1 |تعداد مقالات:11

بررسی چین خوردگی شدن چوب های راش (Fagus orientalis) و پالونیا (Fagus orientalis) بر اثر تیمار گرمآبی در کنار ویژگی های ترشوندگی و قابلیت جذب آنها هدف های اصلی این پژوهش بودند. بدین خاطر، نمونه های چوب با ابعاد 6×6×50 سانتی متر تهیه شدند و سپس در درون رآکتور ویژه اصلاح چوب و در شرایط آبی، در دماهای 130 و 150 درجه سلسیوس و مدت زمان ماندگاری 30 دقیقه تیمار شدند. وزن و ابعاد خشک نمونه ها پیش و پس از تیمار گرمآبی تعیین شدند تا چگالی، چین خوردگی، افت وزن ناشی از تیمار آنها تعیین شوند. هم چنین نمونه های کوچکی نیز تهیه شد و به مدت 1000 ساعت در آب غوطه ور شدند تا میزان جذب آب آنها اندازه گیری شود. زاویه ترشوندگی چوب ها نیز تعیین شد تا میزان آب گریزی آنها مشخص شود. نتایج نشان دادند که با افزایش دمای تیمار تا 150 درجه سلسیوس، چگالی چوب ها افزایش یافت و چوب ها در همه جهت های خود دچار چین خوردگی شدند، ولی چین خوردگی مماسی چوب های تیمار شده بیش از جهت های دیگر بود. زوایه تر شوندگی چوب ها نیز با افزایش دمای تیمار بیش تر شد. تیمار گرمآبی سبب کاهش میزان جذب آب چوب های تیمار شده و افزایش ویژگی آب گریزی آنها شد.

کمبود مواد اولیه چوب و تقاضای روزافزون این ماده، صنعت چوب را با تنگناهایی روبه رو کرده است و سبب گرایش این صنعت به استفاده از گونه های تندرشد مانند پالونیا شده است. کاشت درختان تندرشد راه حل مناسبی است اما از طرفی این گونه با داشتن چگالی (دانسیته) کم، از مقاومت های پایینی برخوردار است. در این تحقیق اثرگذاری های فشرده سازی چوب پالونیا (Paulownia fortunei) اشباع شده با رزین فنل فرمآلدئید به منظور بهبود برخی ویژگی های مکانیکی صورت گرفت و تاثیر عامل های جهت فشردگی، درصدفشردگی و نوع رزین مورد بررسی قرار گرفت. چوب پالونیا با توجه به استاندارد هر یک از آزمون های مکانیکی به تکه های چوبی تبدیل شدند. نمونه ها با رزین فنل فرمآلدئید (غلظت 10%) اشباع شدند و در دو جهت فشردگی شعاعی و مماسی، و سه درصدفشردگی 30، 40 و 50 توسط دستگاه پرس در دمای 170 درجه سلسیوس و زمان 12 دقیقه فشرده شدند. نتایج نشان دادند که تیمار شیمیایی رزین سبب افزایش مقاومت های مکانیکی به جز مقاومت به ضربه شد. مقاومت به ضربه نمونه های شاهد نسبت به نمونه های تیمار شده با فنل بیشتر بوده است.مقاومت به فشار موازی الیاف، مدول گسیختگی و مدول کشسانی (الاستیسیته) افزایش یافتند. بیشترین مقدار مدول گسیختگی، مدول کشسانی و مقاومت به فشار موازی الیاف در نمونه های اشباع شده با فنل فرمآلدئید در جهت شعاعی با درصد فشردگی 50 حاصل شده است.

در این مطالعه، الیاف کاغذ روزنامه بازیافتی و الیاف شیشه با ترکیب های صفر تا 50 درصد وزنی با پلی پروپیلن (PP) در دو سطح 60 و 50 درصد مخلوط شده و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چند سازه های حاصل مقایسه شدند. بر اساس معادلات نرمال سازی محاسبه شده، نتایج حاصل نشان داد که تیمار شماره 2 (10 درصد الیاف شیشه، 30 درصد الیاف بازیافتی و 60 درصد پلی پروپیلن) و تیمار شماره 10 (40 درصد الیاف بازیافتی و 60 درصد پلی پروپیلن) در مجموع ویژگی های فیزیکی و مکانیکی بهتری را در مقایسه با سایر تیمارها داشتند. همچنین، تاثیر مالئیک انیدرید پلی پروپیلن دار (MAPP) در دو سطح 0 و 4 درصد بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چند سازه ساخته شده در 2 تیمار بهینه مذکور بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزودن MAPP، مقادیر مدول الاستیسیته کششی، مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته خمشی و مقاومت به ضربه افزایش یافته است. این در حالی است که مقادیر جذب آب و واکشیدگی ضخامت چندسازه کاهش یافت. به عبارت دیگر استفاده از MAPP در مجموع موجب بهبود ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چند سازه شد.

در این پژوهش امکان ساخت تخته خرده چوب عایق صوت از باگاس مورد بررسی قرار گرفته است.چگالی (دانسیته) تخته ها (0.3 gr/cm3، 0.4، 0.5)، نوع رزین مصرفی (MUF، UF) و نوع ساختار تخته ها (همسان و لایه ای)، به عنوان عامل های متغیر این پژوهش در نظر گرفته شدند. پس از ساخت نمونه های آزمونی در شرایط آزمایشگاهی، برابر استاندارد DIN68763 ضریب جذب صوت تخته ها در پنج فرکانس 250، 500، 1000، 2000 و 4000 هرتز اندازه گیری شد.نتایج این بررسی نشان داد که با افزایش فرکانس، ضریب جذب تخته های مورد بررسی تا فرکانس 2000 هرتز افزایش می یابد ولی در فرکانس 4000 هرتز دچار افت می شود. نوع چسب تاثیر معنی داری بر ویژگی های صوتی تخته های مورد بررسی ندارد. تخته های سبک تر در فرکانس های پائین، میزان ضریب جذب کمتری دارند اما در فرکانس های بالاتر با کاهش چگالی تخته ها شاهد افزایش ضریب جذب صوت می باشیم. همچنین تخته هایی که ساختار لایه ای دارند در فرکانس 250 هرتز ضریب جذب صوت بیشتری دارند اما در فرکانس های بالاتر تخته های همسان ضریب جذب بیشتری را نشان می دهند. جمع بندی نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می دهد که باگاس می تواند ماده اولیه مناسبی برای ساخت تخته خرده چوب عایق صوت باشد.

در این پژوهش تاثیر استفاده از ذرات نانو رس بر توان نگهداری انفصالی اتصال های پیچ و میخ و میزان جذب آب چندسازه نانو رس-نرمه MDF -پلی پروپیلن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از نرمه سنباده زنی MDF به عنوان ماده لیگنوسلولزی و پلی پروپیلن به عنوان ماده ترموپلاستیک استفاده شد. همچنین نانو رس CloisiteÒ 15A در سه سطح وزنی 2%، 4% و 6% مورد استفاده قرار گرفت. در آغاز مواد اولیه با استفاده از مخلوط کن به صورت دانه ای (گرانول) تهیه شدند. سپس 36 تخته (12 تیمار در 3 تکرار) با چگالی اسمی 1 gr/cm3 در ابعاد 30 cm×20 cm×1 cmبا استفاده از روش پرس گرم تهیه شده است. در ادامه آزمونه های آزمونی (36 تخته ساخته شده) برای تعادل رطوبتی به مدت 3 هفته در محیط قرار گرفته اند. سپس به منظور بررسی ویژگی های مکانیکی از استاندارد (CEN/TS15534–1:2007) استفاده شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش درصد وزنی نرمه سنباده زنی MDF توان نگهداری انفصالی اتصالات پیچ و میخ (عمود بر سطح) آزمونه های آزمونی کاهش پیدا کردند. بیشترین میزان مقاومت به اتصالات پیچ و میخ در سطح 2 درصد وزنی ذرات نانو رس به دست آمد. همچنین نتایج جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه های آزمونی نشان داد که با افزایش درصد وزنی نرمه های MDF این مقادیر افزایش پیدا کردند در حالی که افزایش درصد وزنی ذرات نانو رس با سطوح ثابت نرمه MDF، موجب کاهش مقادیر جذب آب و واکشیدگی ضخامت شد.

در این بررسی عامل های مختلف موثر در فرآیند سوراخ کاری راه به در ماشین CNC بر روی دو نوع ماده MDF و تخته خرده چوب ارزیابی شد. متغیرهای فرآیند سوراخ کاری شامل قطر مته در سه سطح 5، 10 و 15 میلی متر، شتاب تغذیه در دو سطح 0.3 m/min و 0.6 m/min و شتاب چرخشی محور ماشین در سه سطح 300 rpm، 1500 و 3000 گزینش شد. با هدف بررسی اثر عامل های بالا بر روی کیفیت سطح سوراخ کاری شده MDF و تخته خرده چوب، میزان شکست سطحی لبه سوراخ ها برروی قطعه های کاری اندازه گیری شد. بهترین شرایط برای سطح رویی در هر دو ماده مشخص شد. نتایج تحقیق نشان داد که در همه قطرهای مختلف مته با افزایش شتاب چرخشی محور، میزان شکست در سطح رویی قطعه های سوراخ کاری شده، کاهش یافت. با افزایش شتاب چرخشی ضخامت پوشال های تولید شده کاهش و کیفیت سطح افزایش یافت. افزایش شتاب تغذیه نیز اثری مثبت برروی کیفیت سطح سوراخ کاری شده نشان داد و باعث کاهش میزان شکست در لبه سوراخ ها شد.

زلزله مهم ترین رویداد طبیعی ناگوار در ایران است که رخداد آن هراز گاهی آسیب ها و زیان های جانی و مالی بسیاری به جای می گذارد. این آسیب ها و زیان ها اغلب به دلیل ساختار غیر مقاوم ساختمان ها به زلزله و به کارگیری مصالح نامناسب تشدید شونده است. برای تعیین رفتار پویایی (دینامیکی) سازه های چوبی قاب سبک قابل پیشنهاد برای ساخت ساختمان یک طبقه تک خانواری در ایران یک سازه قاب سبک ساختمانی در مقیاس یک- سوم از یک واحد طرح اولیه 54 متر مربعی ساخته شده و در آن از اتصال های نبشی ساده که به آسانی قابل ساخت در کارگاه های ساده آهنگری های ایران باشد استفاده شد. برای درک رفتار سازه، فرکانس طبیعی سازه، شتاب در نقاط مختلف سازه، جابه جایی جانبی و نیز پاسخ اتصال ساخته شده به نیروهای کششی و فشاری توسعه یافته به علت نیروی جانبی ناشی از بارگذاری پویایی، اندازه گیری و مورد بررسی واقع شد. نتایج بررسی تعیین رفتار پویایی سازه های چوبی بر حسب نسبت طیف فوریه ((Fast Fourier Transform (FFT) بیشینه شتاب بالای سازه به شتاب پایین سازه در آزمون های شتاب سینوسی نشان داد که فرکانس طبیعی سامانه، ده هرتز (fn=10 hz) می باشد، چون فرکانس ده هرتز بیشترین تفاوت دامنه یا تشدید (amplitude) را دارا می باشد.. این نتایج با یافته های شتاب نگاشت شتاب سینوسی با فرکانس 10 هرتز و 0.64g نیز هماهنگی داشت. سختی سازه 781250 kg/cmبه دست آمده است. به علاوه نتایج به دست آمده از چند آزمون شتاب سینوسی برای تعیین میرایی تاخیری رقم 3.9% را برای این کمیت نشان داده است. خلاصه نتایج آزمون شتاب های سینوسی ، فرکانس جاروبی و تاریخچه زمانی زلزله کوبه و زلزله طبس نشان داد که بیشترین تغییرها (جابه جایی جانبی ناشی از بار گذاری پویایی) مربوط به آزمون شتاب سینوسی با فرکانس 8 هرتز و 1.18g می باشد که حتی بیشترین میزان ثبت شده آن (0.76 mm) کم تر از حد تعیین شده توسط آیین نامه بین المللی ساختمانی (IBC) می باشد که در آن حد مجاز جابه جایی جانبی را 1% ارتفاع طبقه می داند (30 mm جابه جایی را برای طبقه ای به ارتفاع 3m مجاز می داند که با توجه به ضریب مقیاس، این رقم برای مدل معادل 5.76 mm خواهد بود). اما در مورد نیرو باید گفت که بیشترین نیروی کشش و فشار در آزمون فرکانس 10 هرتز و 0.85g روی می دهد که به علت پدیده تشدید در این فرکانس می باشد. بنابراین در پدیده تشدید، بیشترین نیرو به اتصال ها وارد می شود که در این مورد نزدیک به 30% وزن سازه به هر پیچ اتصال می رسد. بنابراین لزوم به کار گرفتن یک اتصال خوب و مقاوم می تواند به میزان زیادی از آسیب های نه تنها جانی در حوادث زلزله بلکه حتی خسارات مالی را نیز به طور قابل توجهی کاهش دهد. هیچ شکست قابل توجهی نیز در سازه دیده نشده است.

الیاف سلولزی هنگامی که در معرض چرخه های تر و خشک شدن قرار می گیرند، دستخوش تغییرات برگشت ناپذیری به عنوان استخوانی شدن بیان شوند. در این تحقیق تاثیر بازیافت بر ویژگی های شیمیایی و استخوانی شدن خمیر کاغذ های سولفیت خنثی نیمه شیمیایی (NSSC) و خمیر کاغذ شیمیایی- مکانیکی (CMP) ارزیابی شد. خمیرکاغذهای مورد نظر سه بار تحت فرآیند بازیافت قرار گرفتند، و پدیده استخوانی شدن در این خمیرکاغذها از راه اندازه گیری میزان ماندگاری آب تعیین شد. نتایج نشان داد که میزان ماندگاری آب و مقدار گروه های اسیدی با افزایش بارهای بازیافت، کاهش و استخوانی شدن با تکرار چرخه تر و خشک شدن، افزایش یافت. همچنین بررسی شاخص بلورینگی (کریستالینیته) خمیرکاغذها در طی مرحله بازیافت اول توسط ATR- FTIR افزایش این شاخص را در مقایسه با خمیرکاغذ دست اول نشان داد. در این تحقیق تغییرات طول الیاف در طی فرآیند بازیافت قابل توجه نبود. با توجه به نتایج می توان استخوانی شدن را یکی از دلایل اصلی افت کیفیت کاغذهای بازیافتی بشمار آورد. از سویی، کاهش میزان گروه های اسیدی می تواند یکی دیگر از دلایل کاهش در میزان ماندگاری آب و مقاومت خمیرکاغذ با بازیافت باشد.

هدف اصلی این پژوهش بررسی اثر تیمار گرمایی بر کاهش وزن، جذب آب و واکشیدگی ضخامت صنوبر و راش اشباع شده با نانونقره و نانومس می باشد. نمونه ها با محلول نانونقره و نانومس با غلظت 400 ppm و تحت فشار 2.5 بار در مخزن فشار و به روش سلول تهی اشباع شدند. نمونه های اشباع شده با نانونقره و نانومس و شاهد، به مدت 24 ساعت در دمای 145oC تحت تیمار گرمایی قرار گرفتند. جذب آب و واکشیدگی ضخامت در نمونه های گرمایی شده و نمونه های گرمایی اشباع شده با نانوذرات فلزی، نسبت به نمونه های شاهد کاهش یافت که این کاهش در نمونه های گرمایی اشباع شده با نانونقره و نانومس نسبت به نمونه های تیمار گرمایی شاهد محسوس تر بود و بین این دو نانوی فلزی تفاوت آماری معنی داری دیده نشد. علت این نتیجه، تخریب زنجیره سلولزی در بخش بلورین (کریستالی) و تغییر ماهوی پلیمرهای چوب می باشد. از سوی دیگر، مقایسه بین نمونه های تیمار گرمایی و نمونه های گرمایی اشباع شده با نانوذرات فلزی، کاهش وزن بیشتری را در نمونه های گرمایی اشباع شده با نانوذرات فلزی، نشان داد که در بین نمونه های گرمایی اشباع شده با نانوذرات فلزی، کمترین کاهش وزن در نمونه های گرمایی اشباع شده با نانومس گونه راش دیده شد. این نتیجه ناشی از انتقال پر شتاب تر گرما در نمونه های اشباع شده با نانونقره و نانومس نسبت به نمونه های شاهد می باشد که به افزایش فرایند تخریب و پیرولیز ساختار چوب در قسمت های درونی نمونه ها منتهی شده است.

در این پژوهش بررسی ویژگی های خمشی و سازوکار خزشی تخته خرده چوب دارای روکش و بدون روکش مورد ارزیابی قرار گرفت، به این منظور پانل های تخته خرده چوب با چگالی (دانسیته) 660 کیلوگرم بر مترمکعب از کارخانه پارس نئوپان تهیه و با روکش طبیعی راش و روکش ملامینه روکش گذاری شده و ویژگی های آنها با تخته های بدون روکش مقایسه شد.از تخته های مورد بررسی نمونه هایی با ابعاد 16×50×370 میلی متر برابر استاندارد ASTM D1037 بریده و مورد آزمون خمش ایستایی (استاتیک) قرار گرفتند. آزمون خزش خمشی چهار نقطه ای در دو سطح 20% و 40% بار شکست آزمون خمش بر نمونه های تهیه شده اعمال شد. نتایج آزمون خمشی نشان داد که مقادیر مدول کشسانی (الاستیسیته) و مقاومت خمشی تخته های دارای روکش طبیعی بیش از دیگر تخته ها بوده است. نتایج خزش خمشی نیز نشان داد که سطح بارگذاری بر همه مشخصه های خزش موثر است، از طرفی مشخصه های خزش و خزش نسبی تخته خرده چوب با روکش طبیعی راش کمترین میزان را نشان داد.

از آنجا که از چوب می توان به عنوان جزء اصلی بسیاری از مواد پیشرفته و نوین استفاده نمود، استفاده امروزی از آن به عنوان ماتریس در چندسازه (کامپوزیت) های کربنی مشتق شده از چوب بسیار متداول و مرسوم است. مقرون به صرفه بودن از لحاظ اقتصادی، بی نیازی به فرآیند های ثانویه شکل دهی و دردسترس بودن از مزایای قابل توجه این دسته از مواد چندسازه ای می باشد. از آنجایی که برای تهیه زمینه چندسازه، بایدچوبی گزینش نمودکه علاوه بردارابودن تخلخل های با قطر به نسبت بزرگ وباتوزیع یکنواخت، استحکام قابل قبولی نیزداشته باشند، چوب درخت بلوط به عنوان ماده اولیه تحقیق گزینش شده است. چوب خشک شده در دماهای مختلف در معرض گرما قرار داده شده تا بدنه کربنی متخلل تشکیل شده و در مرحله بعدی با استفاده از فرایند خورانیدن، پلیمر اپوکسی به درون تخلل های کربن تزریق شود تا در پایان شاهد محصول نهایی چندسازه ای باشیم. از میکروسکوپ الکترونیکی روبشی (SEM) برای بررسی ریز ساختار چندسازه تولید شده استفاده شد. از روش طراحی آزمایش تاگوچی برای سنجش ویژگی های سایش و بررسی نتایج آن بهره برده شده است.این تحقیق نشان داده است که اپوکسی به عنوان تقویت کننده در بهبود ویژگی های سایشی چندسازه ای موثر است. بر پایه این روش، برای داشتن بهترین نتایج یا همان کمترین نرخ سایشی، چیدمان C1, B2, A1 در آزمایش سایش منجر به حصول این مهم می شود.