فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

بیان مسئله و اهداف: پوشش‌دهی سطح چوب نقش مهمی در افزایش دوام، پایداری ابعادی و مقاومت آن در برابر عوامل محیطی دارد. در این میان، پوشش‌های پلی‌یورتان پایه آب (WBPU) به دلیل سازگاری زیست‌محیطی و عملکرد مناسب، به‌عنوان جایگزینی پایدار برای سامانه‌های پایه حلال موردتوجه قرارگرفته‌اند. بااین‌حال، عملکرد این پوشش‌ها به‌شدت تحت تأثیر روش اعمال و ضخامت فیلم قرار دارد. باوجود اهمیت این عامل، بررسی نظام‌مند اثر ضخامت پوشش، به‌ویژه هنگام اعمال با روش‌های نوین مانند ‌روش اسپین‌کوتینگ، در شرایط کهنگی تسریع‌شده محدود است. در این پژوهش، ‌روش اسپین‌کوتینگ به‌عنوان رویکردی نوآورانه برای پوشش‌دهی چوب معرفی‌شده و اثر ضخامت‌های مختلف پوشش WBPU بر عملکرد سطحی و مکانیکی چوب راش (Fagus orientalis) ارزیابی می‌شود. هدف اصلی، تعیین ضخامت بهینه‌ای است که تعادل مناسبی میان آب‌گریزی، چسبندگی، ثبات ظاهری و دوام در برابر کهنگی ایجاد کند.مواد و روش‌ها: در این پژوهش، نمونه‌های چوب راش با استفاده از یک پوشش پلی‌یورتان پایه آب آکریلیکی تجاری، به‌روش اسپین‌کوتینگ و در چهار سطح (۳، ۶، ۹ و ۱۲ دور پوشش) تیمار شدند. در هر دور، سرعت چرخش ۲۰۰۰ دور بر دقیقه و زمان اعمال ۳۰ ثانیه بود. ضخامت نهایی فیلم‌ها با استریو میکروسکوپ و پردازش تصویری اندازه‌گیری شد. مجموعه‌ای جامع از آزمون‌های فیزیکی و سطحی، قبل و بعد از کهنگی تسریع‌شده، بر روی نمونه‌ها انجام گرفدید؛ ازجمله جذب آب، زبری سطح، زاویه تماس قطره آب و تغییر رنگ (ΔE) چسبندگی کششی و چسبندگی خراشی. کهنگی تسریع‌شده از طریق قراردهی در محفظه‌ دما-رطوبت انجام شد. در ادامه، برای یافتن ضخامت بهینه، از بهینه‌سازی چندمعیاره با استفاده از ابزار Response Optimizer نرم‌افزار Minitab  استفاده شد.نتایج: نتایج نشان داد که افزایش تعداد لایه‌ها، ضخامت پوشش را به‌صورت تقریباً خطی از ۷۵ تا ۲۸۶ میکرومتر افزایش داد. پوشش‌های ضخیم‌تر، جذب آب کمتری نشان دادند و زاویه تماس قطره آب در آن‌ها بیش از ۹۰ درجه بود که بیانگر افزایش خاصیت آب‌گریزی است. پس از کهنگی، تغییر رنگ نمونه‌ها در پوشش‌های ضخیم‌تر کاهش یافت؛ به‌طوری‌که تیمار ۹ دور بهترین تعادل را ازنظر ثبات رنگ (84/7). زبری پایین و حفظ براقیت داشت. این تیمار بالاترین چسبندگی کششی را پیش از کهنگی (99/2 مگاپاسکال) نشان داد و پس از کهنگی نیز چسبندگی قابل‌توجهی حفظ شد که بیانگر اتصال بین سطحی قوی و ساختار پایدار بود. در مقابل، تیمار ۱۲ دور باوجود مقاومت رطوبتی بالاتر، افت چسبندگی قابل‌ملاحظه‌ای داشت که احتمالاً ناشی از تنش‌های داخلی یا ایجاد ریزترک در لایه‌های ضخیم بود. چسبندگی خراشی در همه تیمارها در شرایط اولیه در سطح (5B)  باقی ماند، ولی در تیمارهای ضخیم‌تر پس از کهنگی کمی کاهش یافت. فرایند بهینه‌سازی چندمعیاره نشان داد که ضخامت حدود ۲۰۶ میکرومتر (مطابق با تیمار ۹ دور)، بالاترین امتیاز مطلوبیت ترکیبی (94/0) را در میان تمامی پارامترهای ارزیابی‌شده کسب می‌کند. این یافته تأیید می‌کند که افزایش ضخامت از یک مقدار بهینه، لزوماً بهبود عملکرد را در پی ندارد، حتی ممکن است به افت چسبندگی یا یکنواختی ظاهری به علت تنش مکانیکی در فرایند خشک شدن یا طی عمر مفید منجر شود.نتیجه‌گیری: می‌توان نتیجه گرفت که اسپین‌کوتینگ روشی مؤثر و نوآورانه برای اعمال پوشش‌های یکنواخت و باضخامت کنترل‌شده پلی‌یورتان پایه آب بر روی زیر لایه‌های چوبی است. ضخامت پوشش، عامل تعیین‌کننده‌ای در بهبود مقاومت رطوبتی، کیفیت سطح، ثبات رنگ و چسبندگی نهایی به‌شمار می‌رود. ضخامت میانه در حدود ۲۱۰ میکرومتر، بهترین عملکرد ترکیبی را ارائه می‌دهد و برای کاربردهای عملی در مبلمان داخلی، اجزای معماری و حفاظت از آثار چوبی پیشنهاد می‌شود. این پژوهش مبنایی مناسب برای توسعه‌ سامانه‌های پوشش‌دهی پایدار و مهندسی‌شده در صنعت چوب فراهم می‌کند.