تاثیر مواد حفاظتی بر خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه آرد چوب - پلی اتیلن

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری فرآورده‌های چندسازه چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

2 استادیار، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 استاد، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

4 دانشیار، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

5 دانشیار، گروه مهندسی صنایع مبلمان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

doi
10.22069/jwfst.2025.22811.2076
چکیده

سابقه و هدف: طی سالیان اخیر تقاضا برای استفاده از چندسازه آرد چوب-پلی‌اتیلن به دلیل مزایای فراوان افزایش یافته است، اما حفظ خصوصیات مکانیکی و کیفیت ظاهری و در مجموع افزایش عمر مفید چندسازه‌های آرد چوب-‌پلاستیک در طول دوره سرویس‌ از دغدغه-های امروزه این صنعت می‌باشد. هوازدگی و عوامل بیولوژیکی از مواردی هستند که استفاده از چندسازه آرد چوب-پلاستیک در بیرون از ساختمان را به‌واسطه مواد لیگنوسلولزی ساختار آن، دچار مشکل می‌کنند. این عوامل سبب ایجاد تغییرات رنگی، افزایش خاصیت آب‌دوستی و کاهش خواص فیزیکی و مکانیکی فراورده می‌شوند. مطالعات انجام شده نشان داده که با استفاده از مواد حفاظتی محلول در آب دارای عناصر مس و کروم می‌توان مقاومت به هوازدگی چوب را افزایش داد. در این مطالعه، اثر تیمار ذرات چوب با مواد حفاظتی عاری از آرسنیک (ACC،CCB و ACQ) و میزان غلظت آنها بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه آردچوب-پلاستیک پلی‌اتیلن سنگین مورد بررسی قرارگرفت.مواد و روش‌ها: جهت این تحقیق، از پلیمر پلی‌اتیلن با دانسیته بالا به میزان 50 درصد، مالئیک انیدرید پلی‌اتیلن به میزان 2 درصد و آرد چوب پالونیا به مقدار 48 درصد جهت ساخت چند سازه‌ها استفاده شد. از سه نوع ماده حفاظتی (ACC،CCB و ACQ) با غلظت های صفر، 1/0، 5/0 و 1 درصد جهت تیمار آردهای چوب استفاده شد. بدین منظور، ابتدا آرد چوب در محلول مورد نظر غوطه‌ور و در ادامه پس از قرار گیری در دمای 5±50 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 5±90 درصد جهت تثبیت مواد حفاظتی در آون خشک گردیدند. جهت ساخت نمونه‌ها ، ابتدا اختلاط مواد اولیه به کمک دستگاه اکسترودر دو ماردون ناهمسو‌گرد (با دامنه حرارتی160 تا 170 درجه سانتی‌گراد) انجام و سپس خروجی حاصل با استفاده از آسیاب چکشی به آرد تبدیل شد و در نهایت با استفاده از دستگاه پرس هیدرولیک (دمای 170 درجه سانتی‌گراد، فشار 100 بار در مدت زمان 10 دقیقه پرس گرم) چندسازه‌ها آماده شدند. یافته‌ها: نتایج نشان داد که تیمار ماده حفاظتی ACQ در 1/0 درصد تاثیر منفی در مقاومت کششی و تاثیر مثبت در بهبود ویژگی‌های فیزیکی داشت. با افزایش غلظت این ماده حفاظتی، مدول گسیختگی و کششی به طور معنی‌داری کاهش و جذب آب افزایش یافت. ماده حفاظتی CCB رفتار بهتری از خود نشان داد. به طوری که نمونه‌های حاوی این ماده در اکثر ویژگی‌های مکانیکی دارای وضعیت مطلوب‌تری بوده و حتی با افزایش غلظت آن خصوصیات فیزیکی بهبود یافت. در ویژگی‌های مکانیکی، ماده حفاظتی ACC نیز تقریبا رفتار مشابه با ماده CCB از خود نشان داد، اما این ماده با کاهش غلظت ویژگی‌های فیزیکی بهتری از خود نشان داد. نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان داد که می‌توان با انتخاب بهینه نوع و غلظت مواد حفاظتی، خواص مکانیکی و پایداری ابعادی چندسازه‌های آرد چوب-پلاستیک‌ها را بهبود بخشید و در نتیجه امکان تولید محصولات چندسازه چوب-پلاستیکی بادوام بیشتر و کاربردهای گسترده‌تر در صنایع مختلف را فراهم نمود.