ارزیابی خواص مکانیکی چوب شفاف مهندسی‌ از چند گونه‌ی پهن‌برگ داخلی

نویسندگان

1 استادیار، گروه صنایع چوب، دانشکده عمران، دانشگاه تربیت‌دبیر شهیدرجایی، تهران، ایران.

2 استادیار، گروه صنایع چوب، دانشکده عمران، دانشگاه تربیت‌دبیر شهیدرجایی، تهران، ایران.

3 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، صنایع چوب، دانشکده عمران، دانشگاه تربیت‌دبیر شهیدرجایی، تهران، ایران

doi
10.22069/jwfst.2025.23973.2123
چکیده

سابقه و هدف: علاوه بر قیمت مناسب دلیل اصلی استفاده از پلیمرها در صنعت و ساخت سازه‌ها، خواص مکانیکی مطلوب آن است. به این دلیل خواص مکانیکی در اکثر کاربردها دارای اهمیت بیشتری نسبت به خواص شیمیایی و فیزیکی بوده و مورد توجه می‌باشد. بنابراین لازم است اطلاع جامعی در رابطه با این خواص به دست آورد و چگونگی اصلاح رفتارهای مکانیکی را با کمک عوامل ساختاری زیاد پلیمرها پیگیری نمود. چوب جزء قدیمی‌ترین مصالح ساختمانی است که به دلیل سبک بودن و مقاومت کششی بالا در راستا موازی الیاف دارای ارزش زیادی در ساخت سازه‌ها به خصوص سازه‌های سبز است. تلفیق خواص مکانیکی خوب چوب با پلیمرهای مختلف از دیرباز مورد توجه محققان مختلف قرار گرفته است. کامپوزیت چوبی مختلف محصول این دیدگاه است. کامپوزیت چوبی شفاف که در صنعت اروپا و آمریکا به عنوان چوب شفاف شناخته می‌شود از جمله کامپوزیت‌های نوظهوری هستند که به عنوان جایگزینی برای شیشه استفاده می‌شوند. بررسی ویژگی‌های متنوع این فرآورده برای رسیدن به محصول تجاری مناسب ضروری به نظر می‌رسد.مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر سه گونه بومی پر مصرف در ایران شامل راش، افرا و صنوبر پس از لیگنین‌زدایی برای ساخت کامپوزیت چوبی شفاف استفاده شدند. لیگنین‌زدایی روکش‌های چوبی با کمک کلریت سدیم (2NaClO) در pH 6/4 انجام شد. نمونه‌های لیگنین‌زدایی شده تحت شرایط خلا با رزین‌های اپوکسی (E) و پلی‌وینیل الکل (PVA) اشباع شدند. پلیمریزاسیون رزین PVA در دمای C˚40 درون آون و رزین اپوکسی در دمای محیط انجام شد. آزمونه‌های ساخته شده پس از بررسی شفافیت برای آزمون کشش در راستای الیاف آماده شد. داده‌ها با استفاده از تحلیل واریانس (ANOVA) تجزیه و تحلیل شدند. مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون چند دامنه‌ای دانکن (DMRT) با سطح اطمینان 95% انجام شد. تمام تجزیه و تحلیل‌ها با نرم‌افزار SPSS انجام شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد علی‌رغم انجام فرایند لیگنین‌زدایی، روکش‌ها همچنان مقاومت کششی مطلوبی در راستا الیاف داشتند. آزمونه‌های شفاف گونه چوبی افرا خواص مناسبی با هر دو نوع رزین نشان داد. ویژگی‌های فراورده‌های ساخته شده با رزین پلی‌وینیل الکل بهتر از رزین اپوکسی بود. آزمونه‌های شاهد از پلیمر اپوکسی و پلی وینیل الکل دارای کرنش شکست بالاتری نسبت به کامپوزیت‌های چوبی شفاف و سایر آزمونه‌های شاهد بودند. چوب شفاف گونه افرا و رزین PVA از نظر مقادیر تنش‌ نهایی و کرنش معادل آن در راستای طولی بهتر از سایر گونه‌ها بود.نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر شفافیت مناسب فراورده‌های ساخته شده در کنار خواص مکانیکی مناسب،‌ شرایط استفاده این محصول را در قسمت‌هایی از سازه که فراورده شفاف تحت تنش‌های کششی در راستا الیاف می‌باشد، مساعد می‌سازد. نتایج نشان داد هر دو ماتریس پلیمری نتایج قابل قبولی در برابر تنش محوری داشتند و کرنش بالای فرآورده‌ها نیز تاییدی بر این موضوع است.