صنایع چوب و کاغذ ایران
سال:1400 | دوره:12 | شماره:1 |تعداد مقالات:13

در این پژوهش تاثیر سطوح مختلف نانوذرات سیلیس و ضخامت فیلم رنگ بر خواص فیزیکی شفاف پوشه های نیم پلی استر و کیلر اعمال شده بر گونه های چوبی راش و نویل بررسی شد. نانوذرات سیلیس با هدف افزایش خواص چسبندگی و بهبود رفتار ترشوندگی پوشش ها، به آن اضافه گردید. به این منظور نمونه های چوبی به ابعاد mm20×80×220 تهیه شد. نانوذرات سیلیس با غلظت های 0، 5/0، 1 و 2 درصد آماده و به پوشش های نیم پلی استر و کیلر اضافه شد. به منظور بررسی تاثیر فیلم های با ضخامت مختلف بر خواص چسبندگی نانوپوشش ها، نمونه های چوبی توسط فیلم کش در دو سطح ضخامت mµ 60 وmµ 120 پوشش دهی شد. آزمون مقاومت چسبندگی کششی مطابق با استاندارد ASTM D 4541 و آزمون مقاومت به خراش مطابق با استاندارد ASTM D 3359 انجام شد. زاویه تماس بر اساس استاندارد ASTM D 5946 اندازه گیری شد. نتایج نشان داد بیشترین مقدار چسبندگی کششی مربوط به گونه راش پوشش داده شده با نیم پلی استر حاوی 1% نانوذرات سیلیس و با ضخامت فیلم mµ 60 بود. افزایش نانوذرات تا 2%، تاثیر منفی بر خواص چسبندگی داشت. افزایش ضخامت فیلم رنگ، اثر معنی داری بر کاهش خواص چسبندگی داشت. در بررسی زاویه تماس نتایج نشان داد افزایش نانوذرات سیلیس تا سطح 2% باعث افزایش قابل توجه زاویه تماس سطح نمونه ها شد. بدین ترتیب استفاده از نانوذرات سیلیس تا سطح 1% موجب بهبود خواص چسبندگی پوشش و تا سطح 2% موجب بهبود رفتار ترشوندگی آن گردید. همچنین اعمال فیلم های با ضخامت کمتر سبب افزایش خواص چسبندگی گردید.

این پژوهش باهدف ارزیابی نانوالیاف سلولز و بررسی تاثیرات آن روی آهار نشاسته به عنوان پرکاربردترین آهار مورداستفاده در آثار کاغذی تاریخی و کاربرد آن به عنوان استحکام بخش جهت بازگرداندن مقاومت کششی و پایداری به آثار کاغذی تاریخی انجام شده 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 و اندازه گیری مقاومت کششی نمونه ها بوده است. در این پژوهش نانو الیاف سلولز با درصدهای وزنی 5/0، 1 و 2 درصد، به صورت سوسپانسیون با آب تهیه شد و جهت تیمار نمونه های بدون آهار و نمونه های حاوی آهار نشاسته، مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد شاخص مقاومت کششی نمونه های بدون آهار و نمونه های حاوی آهار نشاسته پس از تیمار افزایش پیداکرده است اما پس از کهنه سازی شاخص مقاومت کششی نمونه های حاوی آهار نشاسته مقداری کاهش یافته است. بیشترین میزان مقاومت کششی پس از تیمار مربوط به نمونه های حاوی آهار نشاسته با تیمار 2 درصد به میزان 36 Nm/g و پس از کهنه سازی نیز مربوط به نمونه های بدون آهار با تیمار 2 درصد به میزان 2/28 Nm/g است. میزان pH نمونه های بدون آهار پس از تیمار در محدوده 98/6 تا 17/7 و بعد از عمل کهنه سازی نیز در محدوده نزدیک به خنثی 85/6 تا 11/7 قرارگرفته است. pH نمونه های حاوی آهار نشاسته پس از تیمار در محدوده خنثی 36/7 تا 42/7 و پس از کهنه سازی نیز در محدوده 16/7 تا 19/7 قرارگرفته است. بررسی تغییرات رنگی نمونه ها نشان داد بعد از تیمار نمونه های بدون آهار و نمونه های حاوی آهار نشاسته، رنگ نمونه ها روشن تر شده است. بعد از مرحله کهنه سازی، رنگ هر دو گروه نمونه ها تیره تر شده و به سمت زرد شدگی تمایل پیداکرده است. البته تغییرات رنگی ایجادشده در نمونه های حاوی آهار نشاسته نسبت به نمونه های بدون آهار کمتر بوده است.

امروزه محققین در تمامی زمینه ها به دنبال تولید محصولات جدید با استفاده از فن آوری های نوین ازجمله نانو فن آوری هستند. هدف از انجام این تحقیق بررسی عملکرد نانوذرات سلنیوم در فرمولاسیون پوشش دهی کاغذ به منظور بهبود خواص ضد باکتری، فیزیکی، ممانعتی و مکانیکی کاغذ می باشد. کاغذها با نانوذرات سلنیوم در غلظت های ppm 200 و 100 همراه با نشاسته کاتیونی پوشش داده شدند. سطح کاغذ با استفاده از ATR-FTIR و SEM موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که نانوذرات سلنیوم اثر مطلوبی در ممانعت از رشد هر دو نوع باکتری استافیلوکوکوس اوریوس و اشرشیا کلی داشته و در سطوح مصرف برابر، رشد باکتری استافیلوکوکوس اوریوس در مقایسه با باکتری اشرشیا کلی به مقدار بیشتری کاهش یافته است. به طوریکه میزان رشد باکتری های استافیلوکوکوس اوریوس در نمونه های شاهد و کاغذهای پوشیده شده با نانو ذرات سلنیوم ppm 200 به ترتیب 93/91٪ و 8٪ بود. در بررسی خصوصیات فیزیکی کاغذها، نتایج نشان دادند که ضخامت و دانسیته کاغذ و وزن پوشش ها در کاغذهای پوشش داده شده با نشاسته کاتیونی و نانوذراتنسبت به نمونه کاغذ بدون پوشش، افزایش یافته است. میزان جذب آب و سرعت عبور بخارآب در نمونه های پوشش داده شده با نانوسلنیوم کمتر از نمونه های پوشش داده شده با نشاسته بوده و پوشش دهنده ها تاثیر معنی داری بر میزان مقاومت به عبور هوا در کاغذ داشته اند. افزایش غلظت نانو ذرات نیز تاثیر معنی داری بر مقدار شاخص مقاومت به ترکیدگی و مقاومت به پارگی کاغذها نیز نداشته است.

نخل های خرمای جنوب ایران در معرض یکی از خطرناک ترین موریانه های حاضر در جهان (Isoptera: Termitidae) Microcerotermes diversus Silvestre قرار دارند. لذا برای ارزیابی، کنترل و محدود کردن فعالیت این موریانه، مقاومت چوب نخل خرمای تیمار شده با غلظت های مختلف لیکور سیاه حاصل از فرایند خمیر سازی کرافت (30، 20، 10 و 40 درصد) نسبت به حمله موریانه ها در شرایط آزمایشگاهی (آزمون انتخابی و غیرانتخابی) و صحرایی ارزیابی شد. با توجه به ساختار ویژه آناتومی نخل، نتایج نشان داد که تیمار نمونه ها با محلول لیکور سیاه روشی موثر درکند کردن فعالیت موریانه ها بوده است. مشاهدات همچنین حاکی از آن بود که با افزایش غلظت محلول اشباع، میزان مطلوبیت چوب برای موریانه کاهش یافته اگرچه تفاوت معنی داری بین تیمارهای 30 و 40 درصدی مشاهده نشد. در انتها طیف نگاری محلول اشباع حاکی از حضور و تاثیر گروه های فنلی و سولفات بر کاهش میزان مطلوبیت غذایی بود.

به منظور بررسی استفاده از کاه گندم در ساخت تخته خرده چوب، ذرات کاه گندم با هیدروکسید سدیم 5 درصد به مدت 120 دقیقه تیمار شد و با استفاده از رزین اوره فرم آلدهید به میزان 12 درصد وزن خشک ماده ی اولیه و کلرید آمونیوم، به میزان 2 درصد وزن خشک رزین، ذرات کاه گندم تیمار شده و تیمار نشده با خرده چوب صنعتی در پنج سطح 100: 0، 30: 70، 40: 60، 50: 50 و 60: 40، ترکیب و تخته خرده چوب همسان ساخته شد. آزمون های فیزیکی و مکانیکی تخته های ساخته شده بر اساس استاندارد 1-326 EN انجام شد. خواص فیزیکی و مکانیکی تخته های ساخته شده از کاه گندم تیمار شده به طور معنی داری بهتر از نمونه های ساخته شده از کاه گندم تیمار نشده است و استفاده از 40% ذرات کاه گندم تیمار شده بهترین نتایج را نشان داد.

ازآنجایی که حیات درخت به ناحیه چوب برون وابسته است، لذا شناسایی و اندازه گیری ضخامت آن در درختان سرپا، توجه متخصصین جنگل را به خود جلب کرده است؛ اما شناسایی آن در گونه های مختلف درختی با چالش های جدی و متنوع روبرو است. ازاین رو در تحقیق حاضر، استفاده از توموگرافی امپدانس الکتریکی برای محاسبه نسبت چوب برون به چوب درون و تغییرات مقادیر امپدانس الکتریکی آن ها دریکی از گونه های مهم سوزنی برگ (Pinus nigra) موردمطالعه قرار گرفت. توموگرافی امپدانس الکتریکیبا استفاده از 32 الکترود در دو ارتفاع 147 و 200 سانتی متری از سطح زمین و بر روی 8 نمونه درخت در ناحیه شوپرون مجارستان انجام شد. برای تهیه توموگرام از یک جریان الکتریکی 5 ولتی بین الکترودها استفاده شد. یک رسیستومتر میزان امپدانس الکتریکی بین نواحی مختلف درخت را اندازه گیری کرد. نتایج نشان داد که ناحیه چوب برون نسبت به ناحیه چوب درون در انتقال جریان الکتریسیته، نقش بیشتری داشته و مقاومت الکتریکی در آن نسبت به درون چوب کم تر بوده است. در تمام توموگرام ها سه ناحیه رنگی با تفاوت های معنی دار در میزان امپدانس الکتریکی به وضوح قابل مشاهده بود. نواحی اطراف مغز بارنگ قرمز، بیشترین امپدانس و نواحی مجاور پوست بارنگ آبی تیره، کمترین مقاومت را در برابر جریان الکتریکی از خود نشان دادند. تفاوت 9 درصدی در میزان رطوبت، تغییر محسوس pH (88/3˃ 52/4) و اختلاف در ترکیبات شیمیایی، باعث ایجاد تمایز در دو ناحیه چوب برون و چوب درون شد، اما مقدار یون های پتاسیم اندازه گیری شده در هر دو ناحیه یکسان و تقریبا اثری بر الگوهای رنگی در توموگرام های حاصله نداشت. با توجه به سادگی استفاده از توموگرافی امپدانس الکتریکی، زمان کوتاه آزمایش و تخریب جزیی ساختار ماده موردمطالعه و همچنین عدم احتیاج به قطع درخت، استفاده از این تکنیک در ارزیابی کیفی جنگل پیشنهاد می شود.

درخت ارس از سوزنی برگان بومی ایران است که رویشگاه های آن در مناطق وسیعی از کشور وجود داشته و عاملی برای جلوگیری از فرسایش خاک به شمار می آید. با این حال، مشکل اغلب ارسستان های ایران، کمبود زادآوری طبیعی است. ازاین رو، هدف این پژوهش بررسی وضعیت زادآوری ارس ها در ذخیره گاه جیش آباد (شمال زنجان) در مقاطع مختلف زمانی بر اساس مطالعات گاه شناسی درختی است. به منظور انجام این تحقیق، دو پلات به صورت تصادفی در منطقه حفاظت شده و تحت تاثیر چرای دام مشخص و از کلیه درختان واقع در هر پلات با هر قطری یک نمونه به وسیله مته سال سنج برداشت گردید. پس از آماده سازی سطح نمونه ها در آزمایشگاه، پهنای حلقه های رویش اندازه گیری شده و تطابق زمانی انجام شد. نتایج نشان داد که تعداد درختان در منطقه حفاظت شده بیشتر از منطقه تحت چرا می باشد. میانگین قطر برابرسینه درختان در منطقه حفاظت شده کمتر بوده ولی از لحاظ میانگین سنی، مسن تر از درختان منطقه تحت چرا می باشند. در منطقه حفاظت شده تعداد درختان در طبقه سنی 20-10 سال، قابل توجه بود که نشان از زادآوری در دو دهه اخیر داشت؛ درحالی که در منطقه تحت چرا بعد از بازه زمانی 1365-1355 استقرار درختان جدید مشاهده نشد. از نتایج به دست آمده می توان نتیجه گرفت تاثیرات چرای دام سبب عدم زادآوری درختان ارس گردید و الگوی رویش درختان را نیز دستخوش تغییراتی نمود؛ به شکلی که از فرم رویش طبیعی پیروی نمی کنند.

افزایش جمعیت سبب تولید مقادیر زیادی از ضایعات کشاورزی شده که سبب آلودگی محیط زیست می شوند. امروزه استفاده از ضایعات کشاورزی برای استخراج سلولز و نانو سلولز رو به افزایش می باشد. در این تحقیق سلولز و نانو کریستال سلولز از سه نوع ضایعات درخت خرما شامل پوشال، برگ سبز و خوشه خرما استخراج و برای شناسایی سلولزها و مقایسه با سلولز خالص شرکت سیگماآلدریچ از دستگاه های FTIR، TGA و XRD استفاده شد. بازده استخراج سلولز برای پوشال 25 درصد، برگ سبز 20 درصد و خوشه خرما 33 اندازه گیری و پیک دستگاه های FTIR و XRD نمونه ها، مشابه با پیک سلولز خالص و درجه بلورینگی خوشه > پوشال > برگ خرما به دست آمد. کاهش وزن تمام نمونه های سلولز در نمودارهای TGA در دمای 350 درجه سانتی گراد مشابه با نمودار TGA سلولز خالص بود. محدوده طول نانو ذرات این سلولزها توسط میکروسکوپ FE-SEM 19 تا 36 نانومتر مشخص شد.

در این تحقیق تاثیر تیمار پلاسمای سرد بر روی قابلیت پوشش دهی بافت نخل در جهت الگوی برش پوست به مرکز تنه گرده بینه مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، تنه نخل خرما با میانگین قطر 60 سانتی متر انتخاب گردید و از ارتفاع برابرسینه گرده بینه ها دیسک های باضخامت 5 سانتی متر تهیه گردید. سپس نمونه هایی سالم و بدون عیب به ابعاد 10×10 سانتی متر از سه نقطه دیسک: نزدیک پوست، میان پوست و مرکز تنه ونزدیک مرکز تنه تهیه گردید. پیش از انجام آزمون ها، سطح نمونه ها با سنباده پرداخت و سپس مشروط سازی انجام شد. پس از انجام تیمار پلاسمای سرد و سپس پوشش دهی بارنگ پایه آب آکریلیکی، آزمون زبری سطح، تر شوندگی و چسبندگی پوشش بر روی نمونه ها انجام شد. بر اساس نتایج، بیشترین مقدار دانسیته پایه و کمترین مقدار زبری سطح نزدیک مرکز تنه مشاهده گردید. همچنین نتایج نشان داد، تیمار پلاسما سبب افزایش تر شوندگی سطح می شود. با توجه به رابطه ی معکوس بین زبری سطح و میزان چسبندگی، قبل و بعد از تیمار پلاسما بیشترین و کمترین مقدار چسبندگی کششی به ترتیب در نزدیک مرکز تنه و نزدیک پوست مشاهده شد. می توان نتیجه گیری نمود استفاده از تیمار پلاسما باعث بهبود قابلیت چسبندگی در سطح بافت نخل می شود.

در این پژوهش به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذ فلوتینگ حاصل از مخلوط مقوای کنگره ای کهنه و خمیرکاغذ سودای باگاس، از نشاسته کاتیونی و با توجه به پیش آزمون های انجام شده، در سه سطح 10، 5 و 15 کیلوگرم به ازای هر تن کاغذ استفاده شد و با نمونه شاهد یعنی کاغذ فاقد نشاسته کاتیونی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر نشاسته کاتیونی در تیمارهای مختلف بر روی وزن پایه، شاخص مقاومت در برابر کشش معنی دار نبوده و بر روی شاخص های مقاومت در برابر ترکیدن، پاره شدن و مقاومت به خرد شدن لایه کنگره ای معنی دار می باشد. استفاده از نشاسته کاتیونی و تا سطح 5 کیلوگرم به ازای هر تن کاغذ می تواند برای بهبود برخی خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذ فلوتینگ مانند کاهش تخلخل و افزایش مقاومت به ترکیدگی موثر بوده ولی مصرف بیشتر آن نه تنها باعث بهبود ویژگی های مقاومتی کاغذ نمی شود بلکه سبب افت برخی ویژگی های مقاومتی و بخصوص مقاومت به خرد شدن لایه کنگره ای می شود. در ضمن مصرف بیشتر نشاسته کاتیونی باعث تحمیل هزینه های اضافی و افزایش قیمت نهایی محصول خواهد شد.

این مطالعه به بررسی تاثیر پوشش دار کردن چوب تبریزی با نانوذرات سیلیس روی برخی خصوصیات کارکردی آن می پردازد. چوب تبریزی با نانوذرات سیلیس (3، 5 و 7 درصد) و زایکوسیل با استفاده از روش پوشش دهی لایه نشانی، پوشش داده شد و نتایج حاصل با چوب های شاهد تبریزی و نراد مقایسه شدند. ویژگی های ساختاری نمونه های چوب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنج مادون قرمز بررسی شدند. خصوصیات عملکردی چوب شامل میزان جذب آب، زاویه تماس و دانسیته بررسی شدند. نتایج نشان داد که پیوندهایی بین زایکوسیل و نانو سیلیس در سطح چوب تشکیل شد. پوشش دار کردن چوب با نانوذرات سیلیس در غلظت های 5% و 7%به همراه زایکوسیل جذب آب را در مقایسه با چوب تبریزی شاهد کاهش داد (P<0. 05). چوب های پوشش دار شده با نانوسیلیس و زایکوسیل، زاویه تماس بزرگتری و دانسیته ی بیشتری در مقایسه با چوب شاهد تبریزی نشان دادند (P<0. 05).

تحقیقات در زمینه کاغذهای با ویژگی ضد باکتری توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این تحقیق، کاغذهای ضد باکتری با کیتوزان، نانو اکسید روی و ترکیب هم زمان آن ها تولید شد. در مرحله اول کیتوزان در سه مقدار 5/1، 5/2 و 5/3 درصد و نانو اکسید روی در مقادیر 5/0، 5/1 و 5/2 درصد، مورداستفاده قرار گرفتند. سپس مقادیر بهینه هر ماده با توجه به تاثیر در عدم رشد باکتری ها، تعیین و کاغذ با ترکیب هم زمان کیتوزان و نانو اکسید روی تولید شد. ویژگی های مقاومتی، نوری و ضد باکتریایی کاغذها مطالعه گردید. نتایج نشان داد که مقاومت کششی کاغذ های تیمار شده با ترکیب کیتوزان و نانو اکسید روی افزایش یافت. درجه روشنی کاغذها کاهش و ماتی افزایش پیدا کرد. همچنین عملکرد ضد باکتریایی کاغذ ها بر دو باکتری گرم منفی اشرشیاکلی و گرم مثبت استافیلوکوکوس اوریوس مناسب بوده و سبب عدم رشد باکتری ها شده است.

فناوری توموگرافی آکوستیکی روش غیر مخربی است که می تواند معایب مخفی درختان را آشکار سازد. درنتیجه هدف این تحقیق تشخیص معایب درونی درخت بلند مازو (Quercus castaneifolia) با استفاده از روش توموگرافی آکوستیک است. برای این منظور تعداد 10 درخت در کلاسه قطری 40 الی 60 سانتی متری به طور تصادفی در منطقه اسالم در استان گیلان انتخاب و سپس از آن ها دیسک تهیه گردید. فقدان پوسیدگی طبیعی باعث شد که به صورت مصنوعی در چوب درون این دیسک ها در چهار مرحله 25%-50%-75%-100% پوسیدگی حفره ای ایجاد شد. با استفاده از دستگاه های تصویرسازی و سنجش امواج تنشی تصاویر توموگرافی و زمان عبور امواج صوت در نمونه های سالم و معیوب به دست آمد و از طریق معادله سرعت عبور امواج صوت محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که متوسط سرعت عبور امواج صوت از چوب بلندمازو 1500 متر بر ثانیه است که با افزایش معایب درونی این مقدار کاهش زیادی پیدا می کند. در صورت پیشرفت پوسیدگی چوب درون از 25 درصد تا 100 درصد مقدار کاهش در سرعت عبور امواج صوت از 15 درصد تا 36 درصد متغیر است. اندازه ترک یا شکاف نیز در کاهش سرعت عبور امواج صوت موثر است. به طوری که در شکاف های بزرگ بیش از 50 درصد سرعت عبور امواج کاهش می یابد. سرعت عبور امواج در چوب برون و چوب درون متفاوت است. تصاویر توموگرافی در قسمت های سالم به رنگ سبز و در قسمت های باخته به رنگ زرد و در قسمت های پوسیده به رنگ نارنجی و قرمز دیده می شود. رنگ آبی در تصاویر نشان دهنده وجود حفره است. به طورکلی در تصاویر توموگرافی می توان میزان و وسعت معایب را تشخیص داد اما تفکیک پوسیدگی و ترک از روی رنگ کمی مشکل است.