فهرست مطالب

صنایع چوب و کاغذ ایران - سال هشتم شماره 3 (پاییز 1396)

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران
سال هشتم شماره 3 (پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/10/09
  • تعداد عناوین: 12
|
  • الهام نادعلی*، محمد لایقی، قنبر ابراهیمی، مهدی جنوبی، مجید چهارمحالی صفحات 335-347
    در این تحقیق، تاثیرات فرایند بازیابی بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی چند سازه های چوب پلاستیک ساخته شده از آرد چوب- پلی-اتیلن دانسیته سنگین بررسی شد. مواد چند سازه شامل آرد چوب، پلی اتیلن دانسیته سنگین و پلی اتیلن پیوند شده با مالئیک انیدرید (MAPE) بود که تحت تاثیر فرایند بازیابی تا 4 مرحله بازیافت قرار گرفت. این کار در شرایط صنعتی انجام شد. روش های آنالیز متنوعی شامل آزمون خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت به ضربه و جذب آب بر طبق آزمون های استاندارد، اندازه گیری طول الیاف و نیز مطالعه مورفولوژی با میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) جهت شناخت تاثیرات بازیافت بر چند سازه های آرد چوب- پلی اتیلن انجام شد. نتایج نشان داد که چند سازه های بازیابی شده در مقایسه با چند سازه های اولیه دارای مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته ی کمتری بودند. ولی چند سازه های یک بار بازیافت شده، نسبت به سایر نمونه ها دارای مقاومت به ضربه ی بیشتری بودند. همچنین نتایج نشان داد که چند سازه های بازیافتی در مقایسه با چند سازه های اولیه دارای جذب آب کمتری بودند.
    کلیدواژگان: چند سازه، بازیافت، آرد چوب، خصوصیات مکانیکی، خصوصیات فیزیکی
  • محمد دهمرده قلعه نو *، محمدرضا ماستری فراهانی، محراب مدهوشی، داود رسولی، علیرضا شاکری، اسماعیل قاسمی صفحات 349-360
    هوازدگی چند سازه چوب پلاستیک از نگرانی های اصلی می باشد. هوازدگی به علت نور فرابنفش و رطوبت باعث تخریب چند سازه چوب پلاستیک می شود. در این مطالعه، تاثیر هوازدگی بر خواص مکانیکی و فیزیکی چند سازه چوب پلی اتیلن با دانسیته بالای حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم، تثبیت کننده نوری (تینوین 328) و چوب تیمار حرارتی شده بررسی گردید. عوامل متغیر شامل میزان ماده نانو دی اکسید تیتانیوم (0، 1، 2 و 3 درصد)، نوع ماده اولیه (چوب تیمار حرارتی شده و چوب بدون تیمار)، تینوین 328 (0 و 1 درصد) و مدت زمان هوازدگی (0 و 1500 ساعت) بودند. تاثیر هوازدگی از طریق تغییرات در خواص مکانیکی، زاویه تماس و مرفولوژی سطح چند سازه های چوب پلاستیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بعد از هوازدگی مقاومت خمشی، مقاومت کششی و زاویه تماس همه نمونه ها کاهش پیدا کرد. ترک های سطحی نیز بر روی نمونه های هوازده شده با میکروسکوپ الکترونی مشاهده شد. طبق نتایج بدست آمده چند سازه های چوب پلاستیک حاوی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم، چوب تیمار حرارتی شده و تینوین 328 (تثبیت کننده نوری) کاهش کمتر خواص مکانیکی و زاویه تماس و ترک های سطحی کمتری را بعد از هوازدگی در مقایسه با نمونه شاهد از خود نشان دادند.
    کلیدواژگان: نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم، چوب تیمار حرارتی شده، تینوین 328، هوازدگی
  • مراد محمودکیا، اصغر طارمیان *، علی نقی کریمی، علی عبدالخانی، محمدرضا ماستری فراهانی صفحات 361-373
    روش خنک کردن چوب روغن گرمایی شده که در مرحله پایانی فرایند اصلاح حرارتی در روغن انجام می شود، می تواند بر ویژگی های چوب اصلاح شده تاثیرگذار باشد. در این تحقیق، چوب صنوبر دلتوئیدس اصلاح شده در روغن کلزا (در دماهای 180، 200 و 220 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت) در روغن سرد حاوی صمغ بنه، Pistacia atlantica به مقدار 0، 5 و 10 درصد به مدت 30 دقیقه خنک شد. میزان افزایش وزن (WPG) نمونه ها در دامنه 7/60 الی 6/77 درصد متغیر بود و مقدار آن با افزایش دمای اصلاح کاهش یافت ولی در اثر خنک کردن در روغن حاوی صمغ بنه، بر مقدار آن افزوده شد. در مجموع، خنک کردن در روغن حاوی صمغ بنه تاثیر معنی داری بر کارائی ضد رطوبت و ضد واکشیدگی نداشت ولی موجب بهبود بازدارندگی جذب آب شد. نتایج اندازه گیری زاویه تماس دینامیک قطره آب طی مدت 60 ثانیه نیز نشان داد که خنک کردن در روغن حاوی صمغ بنه موجب کاهش بیشتر در نم پذیری چوب اصلاح شده می شود ولی افزایش مقدار صمغ از 5 به 10 درصد تاثیر معنی داری بر این ویژگی نداشت. در اثر افزودن صمغ بنه به روغن، مقاومت خمشی و مقاومت به فشار موازی الیاف چوب های اصلاح شده تغییر نکرد ولی مقاومت به ضربه نمونه های اصلاح شده در دمای 180 درجه سانتی-گراد و مدول الاستیسیته نمونه های اصلاح شده در دمای 220 درجه سانتی گراد بهبود یافت. نتایج طیف سنجی مادون قرمز (ATR-FTIR) نشان داد که به علت حضور روغن در چوب اصلاح شده، شدت جذب در عدد موجی cm-1 1745 که بیانگر ارتعاشی کششی غیرمزدوج گروه کربونیل C=O است، در چوب روغن گرمایی شده بسیار بیشتر از نمونه شاهد است.
    کلیدواژگان: چوب روغن گرمایی شده، صمغ بنه، ویژگی های فیزیکی و مکانیکی
  • علی عبدالخانی*، راضیه شمسی، مهدی فائزی پور، پیام مرادپور، سهیلا ایزدیار صفحات 375-385
    اکسترودر دو مارادون همسوگرد انجام شده و گرانول حاصله با استفاده از پرس در دمای c190o ، فشار 13 بار و زمان 12 دقیقه به تخته هایی با ضخامت mm 7-3 و دانسیته gr/cm3 1 تبدیل شدند. آزمون های مکانیکی شامل خمش استاتیک، کشش و آزمون های فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت طی دوره های زمانی 2، 24، 48 و 72 ساعت در آب سرد مطابق با استاندارهای ASTM بر روی نمونه ها انجام گرفت. جهت بررسی توزیع و چگونگی برهمکنش ذرات چوب با بستر پلیمری، تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح شکست نمونه ها تهیه شد. از آنالیز گرما وزن سنجی به منظور مقایسه میزان پایداری حرارتی کامپوزیت ها استفاده شد. نتایج نشان دادند که با افزایش مقدار آرد چوب از 10 تا 30 درصد در مقایسه با نمونه شاهد، خواص مکانیکی تخته ها افزایش یافت. مقدار جذب آب چند سازه چوب -پلاستیک ساخته شده با افزایش مقدار آرد چوب افزایش یافته، ولی واکشیدگی ضخامت چند سازه های ساخته شده، حتی بعد از 72 ساعت غوطه وری در آب، در حد صفر اندازه گیری شد. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی پویشی نیز حاکی از بهبود در فصل مشترک بین آرد چوب و ماده زمینه پلیمری در حضور سازگار کننده بود. مقاومت حرارتی نمونه شاهد نسبت به سایر چند سازه های تهیه شده بالاتر بود و با افزایش مقدار آرد چوب مقاومت حرارتی چند سازه ساخته شده کاهش یافت. بیشترین مقدار پایداری حرارتی برای نمونه ساخته شده با پلی کربنات خالص به دست آمد.
    کلیدواژگان: چند سازه چوب پلاستیک، پلی کربنات بازیافتی، آرد چوب، سیلان، تخریب حرارتی
  • رضا اولادی*، کامبیز پورطهماسی، داوود پارساپژوه صفحات 387-397
    در یک درخت سوزنی برگ، غالبا افزایش طول تراکئیدها با کاهش زاویه میکروفیبریل های لایه 2S (زاویه میکروفیبریل) همراه است. پرستون رابطه ای ریاضی بین این دو ویژگی ارایه داده که صحت آن تاکنون به صورت مستقل کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. از این رو، در این پژوهش، روند تغییرات طول و زاویه میکروفیبریل تراکئیدها از مغز تا پوست در چوب فشاری و مقابل فشاری گونه سرو سیمین (Cupressus arizonica) مورد بررسی قرار گرفت و تلاش شد تا رابطه بین این دو متغیر بصورت کمی تعیین گردد. نتایج نشان داد که میانگین طول تراکئیدهای چوب فشاری کوتاه تر و میانگین زاویه میکروفیبریل آنها بیشتر از چوب مقابل فشاری بوده و در هر دو منطقه با دور شدن از مغز، متوسط طول تراکئیدها افزایش یافته و زاویه میکروفیبریل آنها کاهش می یابد. در هر دو منطقه، رابطه قوی و معکوسی بین این دو ویژگی یافت شد که این رابطه در چوب فشاری و حالت کلی (مجموع چوب فشاری و مقابل فشاری) از نوع غیر خطی بود. درمجموع، وجود رابطه پرستون بین این دو ویژگی آناتومی مورد تایید قرار گرفت.
    کلیدواژگان: چوب واکنشی، زاویه میکروفیبریل، طول تراکئید، روش ترک دهی دیواره، آناتومی چوب
  • راضیه برزگر، اسماعیل رسولی گرمارودی *، سید رحمان جعفری پطرودی، سپیده حامدی صفحات 399-407
    لجن کارخانه کاغذ، پسماند جامد متشکل از باقیمانده های الیاف و خاکستر تولیدشده از فرایندکاغذسازی و خمیرسازی می باشدکه در این تحقیق از کارخانه پارس کاغذ نکا واقع در استان مازندران تهیه و بعنوان ماده اولیه مورد استفاده قرارگرفت تا پتانسیل آن به منظورتولید محصولات با ارزش افزوده بالاتر بر اساس مفهوم پالایش زیستی مورد ارزیابی قرارگیرد. لجن مذکور پس از تعیین ترکیبات شیمیایی موجود در آن به سه روش با استفاده از هوا، دی اکسیدکربن و همزن مورد عملیات خاکستر زدائی قرار گرفت. سپس ترکیبات شیمیایی موجود در هر لجن خاکستر زدائی شده اندازه گیری و با داده های قبل از تیمار مذکور مقایسه شد. همچنین اکسیدهای معدنی موجود در خاکستر لجن بازیافتی با استفاده از دستگاه طیف سنجی فلورانس اشعه ایکس (XRF ) مورد ارزیابی قرارگرفت. روش های خاکسترزدائی با CO2، با همزن و با هوا به ترتیب توانسته اند به میزان 4/28، 84/61 و 99/70 درصد میزان خاکستر لجن را کاهش دهند و متناسب با آن میزان سلولز موجود در آن در روش خاکستر زدائی با هوا 120درصد در کنار روش همزن (121%) در مقایسه با روش حباب های CO2 (64%) افزایش می یابد. همچنین روش های خاکسترزدائی در حذف اکسیدهای کلسیم تا 13% موفق عمل نموده و اساسا کارائی این روش ها در کاهش اکسیدهای کم مقدار زیادتر می باشد. قابل ذکر آنکه بخش عمده خاکستر لجن بازیافتی بیشتر بصورت اکسیدهای کلسیم، سیلیسیم، آلومینیوم و منیزیم می باشد. نتایج بررسی ترکیبات آلی و معدنی موجود در لجن کاغذ بازیافتی نشان می دهد که روش خاکستر زدائی با هوا بیشترین کارائی را در حذف خاکستر دارد که می-تواند به عنوان پیش تیمار قبل از انجام کلیه فراوری ها و به منظور دستیابی به محصولات با ارزش افزوده بالاتر در چهارچوب مفهوم پالایش زیستی مورد استفاده قرارگیرد.
    کلیدواژگان: لجن کاغذ بازیافتی، خاکستر، خاکسترزدایی، پالایش زیستی
  • محمد فارسی*، مجید کیایی، میلاد منتظری صفحات 409-418
    در این تحقیق، خواص فیزیکی و بیومتری چوب و الیاف چوبی هشت گونه سوزنی برگ وارداتی در طرح جنگلداری کوهسارکنده شهرستان نکاء مورد بررسی قرارگرفت. برای این منظور، تعداد چهل اصله درخت سالم از هشت گونه سوزنی برگ (کاج تدا، کاج رادیاتا، کاج بروسیا، کاج سیاه، کاج دریایی، کاج کاشفی، کریپتومریای ژاپن و سدر) انتخاب شدند. از هر درخت یک گرده بینه 10سانتی متری برای محاسبه خواص فیزیکی چوب (دانسیته بحرانی و هم کشیدگی حجمی) و بیومتری الیاف چوبی (ابعاد تراکئید و نسبت های بیومتری) قطع شد. نمونه های آزمونی (بعد از حذف مغز درختان) به صورت پراکنده در سطح دیسک تهیه شد. نتایج نشان داد که اختلاف معنی دار بین گونه های چوبی سوزنی برگ غیربومی وارداتی از نظر خواص فیزیکی و بیومتری وجود دارد. بیشترین مقدار دانسیته بحرانی و همکشیدگی حجمی، طول تراکئید، قطر تراکئید، قطر حفره، ضخامت دیواره سلولی، نسبت انعطاف پذیری، نسبت درهم رفتگی و نسبت رانکل به ترتیب متعلق به گونه های کاج بروسیا، کاج کاشفی، کاج کاشفی، کاج کاشفی، کاج کاشفی، کاج بروسیا، کریپتومریای ژاپن، کاج بروسیا و سدر می باشد. از نظر دانسیته، طول تراکئید، نسبت های بیومتری الیاف (انعطاف پذیری، رانکل و درهمرفتگی)، گونه های مورد بررسی در دامنه مطلوبی برای تولید کاغذ قرار داشتند
    کلیدواژگان: سوزنی برگ، دانسیته بحرانی، همکشیدگی حجمی، ابعاد الیاف، نسبت های بیومتری
  • فرخ رادفر، حمید زارع حسین آبادی*، محمد لایقی، پیام مرادپور صفحات 419-427
    در این مقاله، زاویه پیچش دسته نرده پله پیچ چوبی از چوب راش (orientalis fagus) در مقیاس یک ششم بر اساس استاندارد SMA-R311 به روش سنتی و به کمک روابط مثلثاتی محاسبه شده و تاثیر شعاع دایره، پهنای دسته نرده و زاویه شیب بر زاویه پیچش دسته نرده مورد بررسی قرار گرفت. شعاع بیرونی دایره (5/16 و 5/42 سانتی متر)، پهنای دسته نرده (5/4 و 8 سانتی متر)، زاویه شیب ( 15 و 33 درجه) به عنوان فاکتورهای متغیر در نظر گرفته شدند. نتایج نشان دادند با کاهش قطر دایره زاویه شیب پله افزایش می یابد. افزایش زاویه شیب پله منجر به افزایش زاویه پیچش دسته نرده شده، ولی ازدیاد پهنای دسته نرده تاثیری بر زاویه پیچش نداشت. همچنین نشان داده شد تغییرات زاویه شیب و زاویه پیچش نسبت به شعاع دایره غیر خطی می باشد.
    کلیدواژگان: روابط مثلثاتی، زاویه پیچش دسته نرده، زاویه شیب پله، پله پیچ چوبی
  • حمیده عبدل زاده *، محمد لایقی، قنبر ابراهیمی، مهدی قاسمیه صفحات 429-440
    در تحقیق حاضر بررسی آزمایشگاهی و عددی جامعی در رابطه با عملکرد سازه ای اتصالات سربه سر با اعضای چوب-پلیمر (پلی(-فورفوریل الکل)) تحت تنش مرکب در مقایسه با آزمونه های شاهد انجام شد. هدف از این تحقیق افزایش هم زمان عملکرد این اتصالات در فضا ی بیرونی و تحت بارگذاری مرکب بوده است. برای بررسی عملکرد این اتصالات آزمونه هایی با دو مقدار متفاوت فورفوریلاسیون در سطوح ‏20% و 65% در مقایسه با آزمونه های شاهد مورد ارزیابی قرار گرفته اند. خواص مکانیکی فراورده حاصل بر اساس استاندارد ASTM-D143 تعیین و براساس آن ها ویژگی های ماده برای مدل تعیین شد. مقادیر نیرو در حد تناسب تجربی با نتایج مدلFEM مقایسه شد. نتایج به دست آمده از مدل نیز کاملا نتایج تجربی را تایید کرد. اعتبارسنجی نتایج مدل همخوانی بسیار خوبی با نتایج تجربی نشان داد. برای به دست آوردن درک درستی از رفتار اتصال در مدل FEM و پیش بینی علت های شکست آن تحت بار، برخی از خواص مکانیک شکست چوب پلیمر مورد استفاده قرار گرفت.
    کلیدواژگان: روش اجزای محدود، اتصال سربه سر، تنش مرکب، فورفوریلاسیون، مکانیک شکست
  • سید جواد طباطبایی، وحید وزیری*، فرشید فرجی، احسان کبیری صفحات 441-452
    در این تحقیق، خواص فیزیکی و مکانیکی تخته خرده چوب سه لایه ساخته شده با پودر پلی اتیلن بازیافتی و ذرات خرده چوب مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از پودر پلی اتیلن بازیافتی در سطوح مختلف (0، 10، 20، 30، 40 و 50 درصد) و چسب اوره فرم آلدهید در دو سطح 5 و 10 درصد استفاده شد. خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه های آزمونی شامل دانسیته، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش پلی اتیلن بازیافتی، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی در مقایسه با نمونه شاهد (بدون پلی اتیلن) به طور قابل ملاحظه ای بهبود یافت. افزودن رزین اوره فرم آلدهید تاثیر معنی داری بر مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی داشت. میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب تخته خرده چوب ها با افزایش میزان پلی اتیلن یک روند کاهشی را نشان دادند، به طوری که بیشترین مقدار آن مربوط به عدم استفاده از پلی اتیلن بازیافتی و کمترین میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت مربوط به تخته های دارای 50 درصد پلی اتیلن بود. با افزایش رزین اوره فرم آلدهید از 5 به 10 درصد، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی افزایش یافت. همچنین افزایش رزین اوره فرم آلدهید موجب کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت شد. به دلیل عملکرد خوب پودر پلی پروپیلن در بهبود مقاومت ها مقدار چسب اوره فرم آلدهید در ساخت تخته خرده چوب می تواند کاهش یاید. لذا با استفاده از نتایج حاصل از این تحقیق می توان تیمار 40 درصد پلی اتیلن و 5 درصد رزین را پیشنهاد نمود.
    کلیدواژگان: تخته خرده چوب سه لایه، پلی اتیلن بازیافتی، رزین اوره فرمالدهید
  • سید بهنام حسینی، سحاب حجازی *، لعیا جمالی راد، مینا فتاحی امین، سهیلا ایزدیار صفحات 453-469
    در این پژوهش اثر ماده لیگنوسلولزی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چند سازه های چوب پلاستیک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ماده لیگنوسلولزی در چهار نوع آرد خمیر کاغذهای سولفیت قلیایی- آنتراکینون، مونو اتانول آمین، سودا - آنتراکینون و شیمیایی - مکانیکی با پلی اتیلن سنگین (HDPE) مخلوط گردید و مالئیک انیدرید پلی پروپیلن به عنوان ماده سازگار کننده (جفت کننده) در یک سطح ثابت و برابر با 5% وزنی مورد استفاده قرار گرفت. نسبت ماده زمینه (پلی اتیلن سنگین) به ماده لیگنوسلولزی 60 به 40 در نظر گرفته شد. نمونه های نهایی پس از ترکیب در یک اکسترودر دو ماردونه، گرانول گیری و در ادامه با استفاده از روش قالبگیری تزریقی تهیه و برای انجام آزمایشات آماده شدند. مقاومت های مکانیکی چند سازه های تولید شده شامل مدول خمشی و کششی، مقاومت خمشی و کششی، مقاومت به ضربه فاق دار و خواص فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت پس از 24 ساعت طبق استاندارد های ASTM اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که تیمارهای شیمیایی در مقایسه با ماده لیگنوسلولوزی خام به ترتیب باعث افزایش و کاهش مدول الاستیسیته خمشی در چندسازه های تقویت شده با باگاس و کلش برنج شدند. درحالیکه تیمارهای اشاره شده منجر به افزایش مدول الاستیسیته کششی در چندسازه های تقویت شده با هر دو نوع ماده لیگنوسلولوزی شد. مقاومت خمشی و کششی چندسازه های حاوی باگاس بیشتر از چند سازه های تقویت شده با کلش برنج بود و تاثیر تیمارها نیز بر روی باگاس بیشتر از کلش برنج بود. چندسازه های حاوی کلش برنج مقادیر مقاومت به ضربه، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بیشتری را در مقایسه با چند سازه های تقویت شده با باگاس از خود نشان دادند. همچنین تیمارهای انجام شده باعث کاهش جذب آب و واکشیدیگی ضخامت در چندسازه های حاوی هر دو نوع ماده لیگنوسلولوزی شد.
    کلیدواژگان: خمیر کاغذ، باگاس، کلش برنج، چندسازه، پلی اتیلن سنگین
  • قاسم جوادزاده، مهدی فائزی پور، یحیی همزه*، مهدی جنوبی صفحات 471-481
    یکی از مشکلات صنعت پلاستیک انباشت زیاد مواد و پلیمرهای سنتزی در محیط زیست است که می تواند به عنوان آلاینده مدت زیادی در طبیعت باقی بماند. دراین تحقیق پلیمرهای طبیعی با تولید نیمه صنعتی جایگزین پلیمرهای سنتزی می شوند. ابتدا مستربچ زئین، نانوسلولز و کیتوزان به نسبت 3:2:5 تهیه شد. محلولی از کیتوزان و زئین تهیه گردید. سپس به سوسپانسیون نانوسلولز افزوده شد تا مخلوط سه جزئی چندسازه تهیه شود. پس از خشک کردن و آسیاب مستربچ با افزودن ماتریس زئین با 1 و 3 و 5 درصد نانوسلولز و 1/5 و 4/5 و 7/5 درصد کیتوزان در اکسترودر و پرس فیلم تهیه گردید. با آزمون ارزیابی دینامیکی حرارتیDMA / DMTA مدول ذخیره و اتلاف و ضریب اتلاف تیمارها بررسی شد. مشاهده گردید که با افزایش نانوسلولز و کیتوزان تا 3 و 4/5 درصد ویژگی های حرارتی بهتر شده است. دمای انتقال شیشه ای در این تیمار 88/3 درجه سانتی گراد بوده و در مقایسه با تیمارهای 1 و 5 درصد نانوسلولز و زئین خالص به ترتیب 85/6، 79/01 و 64/9 سانتی گراد بالاتر است. پیک ضریب اتلاف یا دمای انتقال شیشه ای چندسازه ها به توزیع و پراکندگی نانوسلولز و بر هم کنش بهتر نانوسلولز و کیتوزان و ماتریس زئین وابسته می باشد. دمای انتقال شیشه ای در بیشتر و کمتر از 3 درصد نانوسلولز کاهش یافت که ویژگی های حرارتی کمتر آن را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: بسته بندی، چندسازه، زئین، کایتوزان، نانوسلولز
|
  • Elham Nadali *, Mohammad Layeghi, Ghanbar Ebrahimi, Mahdi Jonoobi, Majid Chaharmahali Pages 335-347
    This paper reports the effects of recycling on physical and mechanical properties of wood flour high-density polyethylene composites. Composite materials containing HDPE, wood flour, and Maleic Anhydride polyethylene (MAPE) were manufactured and subjected to a recycling process consisting of up to four times grinding and reprocessing under industrial conditions. A wide range of analytical methods including bending tests, modulus of elasticity, impact strength, water absorption tests, fiber length measurement and also scanning electron microscopy were employed to understand the effects of recycling on wood flour-HDPE composites. The results revealed that the recycled composites had lower bending strength and modulus of elasticity values, as compared to the reference counterparts, whereas the once recycled composites showed a higher impact strength compared to both the reference and other more recycled composites. Results, as well, indicated that generally the recycled composites had lower water absorption values as compared to the reference ones.
    Keywords: Composites, Recycling, wood flour, Mechanical properties, Physical properties
  • Mohammad Dahmardeh Ghalehno *, Mohammad Reza Masteri Farahani, Mehrab Madhoushi, Davood Rasouli, Alireza Shakeri, Esmaeil Ghasemi Pages 349-360
    Weathering of wood plastic composite is of major concerns. Weathering due to UV light and moisture results in the degradation of wood plastic composite. In this study, effect of weathering on mechanical and physical properties of wood-polyethylene composites containing of titanium dioxide nanoparticles, photo stabilizer (tinuvin 328) and heat treated wood were investigated. The variable factors were titanium dioxide nanoparticles content (0, 1, 2 and 3%), raw material type (heat treated wood and untreated wood), tinuvin 328 (0 and 1%) and weathering time (0 and 1500h). The impact of weathering was investigated through the changes in the mechanical properties, contact angle and surface morphology of wood plastic composites. The result shows that flexural strength, tensile strength and contact angle of all samples decreased after weathering. Also, surface cracks on the weathered composites were observed with a scan electron microscope. According to the results, wood plastic composites containing titanium dioxide nanoparticles, heat treated wood and tinuvin 328 (photo stabilizer) showed less loss of mechanical properties and contact angle and fewer surface cracks after weathering compared to control sample.
    Keywords: titanium dioxide nanoparticles, heat treated wood, tinuvin 328, Weathering
  • Morad Mahmoud Kia, Asghar Tarmian *, Alinaghi Karimi, Ali Abdolkhani, Mohammadreza Mastri Farahani Pages 361-373
    Cooling of oil-heat treated wood which is carried out at the final stage of thermal modification process can affect the properties of the modified wood. In the present study, poplar wood modified in canola oil (at 180, 200 and 220°C for 2 h) was cooled in the cold oil containing 0, 5 and 10% Bene gum (Pistacia atlantica) for 30 minutes. The weight gain percentage (WPG) of specimens ranged from 60.7 to 77.6 % and reduced by increasing in the modification temperature; however, the WPG increased as a result of cooling in the oil containing Bene gum. On the whole, cooling in in the oil containing Bene gum had no significant effect on the moisture exclusion and anti-swelling efficiencies whereas improved the water repellent efficiency. The results of dynamic contact angle measurement for 60 s also showed that cooling in the oil with Bene gum reduced more the wettability of the modified wood. Increasing the gum content from 5 to 10% had no significant effect on this property. As a result of adding the Bene gum in oil, the bending strength and compression strength parallel to grain were not changed but the impact resistance of the wood specimens modified at 180°C and modulus of elasticity of those modified at 220°C were improved. The results of ATR-FTIR showed that the peak intensity at wavenumber of 1745 cm-1 which is related to the stretching vibration of carbonyl group (C=O) was higher in the modified wood compared to the untreated wood probably due to the presence of oil in the modified wood.
    Keywords: oil heat treated wood, Bene gum, Physical, mechanical properties
  • Ali Abdolkhani *, Raziyeh Shamsi, Mahdi Faezipour, Payam Mpradpour, Soheila Izadyar Pages 375-385
    This study was aimed to investigate the properties of wood-plastic composites made from recycled polycarbonate polymer (Used CD) and wood flour at levels of 0, 10, 20 and 30%. 3-7 mm thickness Boards were manufactured with a density of 1 g/cm3. Hot press time and temperature were adjusted as 12 min and 190 ° C with a pressure of 130 bar. Fixed amount of 2 % N-(2-amino-ethyl) -3- amino propyl tri-methoxy silane was used as a coupling agent. Physical and mechanical properties, including strength and flexural modulus, tensile strength, impact strength, water absorption and thickness swelling of the boards were studied. The results showed that, compared with control samples (neat recycled polycarbonate polymer), the mechanical properties of prepared composites were increased by increasing the wood flour ratio from 10 to 30%. Also, the amount of 72 hours water uptake of the composites was measured as 0%. The thermal stability of the neat polymer was found to be better that the manufactured composites. The overall thermal degradation of the composites was increased by increasing the wood portion.
    Keywords: Wood plastic composite, recycled polycarbonate, wood flour, silan, thermal degradation
  • Reza Oladi *, Kambiz Pourtahmasi, Davood Parsapajouh Pages 387-397
    In a conifer, an increase in tracheid length is usually accompanied with a decrease in microfibril angle of S2 layer (MFA). Preston proposed an equation relating these two features, quantitatively. However, this equation has less been verified in subsequent works. Hence, in this study, variation of tracheid length and MFA from pith to bark in compression and opposite wood of Cupressus arizonica was investigated and it was tried to determine the relationship between these two factors, quantitatively. Results showed that the tracheids are shorter and mean MFA is bigger in compression than opposite wood. Moreover, in both sides mean tracheid length increased from pith to bark while MFA decreased in the same direction. A strong and negative relation was found between the mean tracheid length and MFA in both areas which was of nonlinear type when compression, and compression and opposite wood together were concerned. Overall, Preston equation between these two anatomical features was verified.
    Keywords: reaction wood, microfibril angle, tracheid length, method of “inducing cracks on cell wall”, wood anatomy
  • Raziyeh Barzegar, Esmaeil Rasooly Garmaroody *, Seyed Rahman Jafari Petroudy, Sepideh Hamedi Pages 399-407
    Paper mill sludge is a solid waste including residual fiber and ash produced in pulping and papermaking processes that is supplied from Neka Pars Kaghaz Co. in mazandaran provience and used in this study as raw material to evaluation of its potantial for high-value added products manufacturing in bio-refinery concept. Mentioned sludge after its chemical compounds measurment was de-ashed in 3 methods by using air, CO2 and stirrer. Then, chemical compounds in each de-ashed sludge was measured and compared with obtained data before mentioned treatment. Also, mineral oxide in recycled paper sludge charecterized with XRF. Results show that de-ashing methods with CO2, stirrer and air can be decreased ash content of recycled paper sludge till 28.4, 61.84 an 70.99 percent, respectively. Accordingly, cellulose content of it in the air de-ashing about 120 percent as well as stirrer method (121percent) compared to CO2 bobles method (64 percent). Also, de-ashing methods were succesfully act in the calcium oxide removal to 13 percent and basically effeciancy of this methods is more in the trace oxides removal. Notable, the much content of ash is including of casium, silisium, aluminium and magnesium oxides. Investigation of mineral and organic compounds of recycled paper sludge show that de-ashing with air has the most efficiancy in ash removal that can be used as pre-treatment before all processes and to obtain of high-value added products in bio-refinery concept.
    Keywords: recycled paper sludge, ash, de-ahing, bio-refinery
  • Mohammad Farsi *, Majid Kiaei, Milad Montazeri Pages 409-418
    In this study, physical and biometric properties of wood and woody fiber of imported eight coniferous species in Kvhsarkndh Neka forestry project were studied. For this purpose, Forty eight healthy trees from eight coniferous species (Pinus taeda, P. radiata, P. Brutia, P. nigra, P. pinaster, P. longifolia, Cryptomeria japonica and Cedrus deodara) were selected. A 10 cm disk from each tree was cut to calculate the wood physical properties (critical density and volumetric shrinkage) and fiber biometry (tracheid dimensions and biometric ratios). Test samples (after removing pith of trees), which scattered all over the disk was prepared. The results showed that there is a significant differences between wood species imported non-native conifers in terms of physical properties and biometric. Maximum critical density and volumetric shrinkage, tracheid length, tracheid diameter, cell diameter, cell wall thickness, flexibility ratio, slenderness ratio, Runkel ratio belong to P. Borussia, P. longifolia, P. longifolia, P. longifolia, P. longifolia, P. Brutia, Cryptomeria japonica, P. Brutia and Cedrus respectively. Density, tracheid length and biometric ratios (flexibility, Raunkel and slenderness) of studied species was within the desirable range for the production of paper.
    Keywords: coniferous, critical density, volumetric shrinkage, fiber dimensions, biometric ratios
  • Farokh Radfar, Hamid Zarea Hosseinabadi *, Mohammad Layeghi, Payam Moradpour Pages 419-427
    In this study, twisting angle of wooden spiral stairs from beech wood (fagus orientals) on the scale of 1/6 and according to SMA-R311 has been calculated using trigonometry, and the effect of radius (in two levels as 11.5 and 42.5 cm), handrail width (in two levels as 4.5 and 8cm, and rake angle (in two levels as 15 º and 33º) on twisting angle was determined. The results showed that decreasing the diameter increases stair rake angle. While increasing the rake angle increases twisting angle of the handrail, an increase in the handrail width have not any significant effect on the twisting angle. The results also showed that there was a non-linear relationship between the rake angle and the twisting angle by radius of the circle.
    Keywords: trigonometry, twisting angle of the handrail, rake angle of stair, wooden spiral stair
  • Hamideh Abdolzadeh *, Mohammad Layeghi, Ghanbar Ebrahimi, Mahdi Ghassemieh Pages 429-440
    In this study, a comprehensive experimental and numerical investigation concerning with structural performance of butted joints constructed with wood-polymer members (poly (furfuryl alcohol)) was carried out under combined stresses in comparison with control specimens. The aim of this research was to enhance performance of these joints in outdoor applications especially under combined stress. For investigation of this joints performance, specimens with two different values of furfurylation at 20% and 65% in comparison with control specimens were evaluated. Mechanical properties of specimens were determined according to ASTM D-143 and materials properties were defined by this properties for modeling. Proportional limit of loading value from experimental was compared with result of FEM model. Result of FEM model completely confirmed experimental results and the validation of model was performed well. To understand about joint behavior at FEM model and to predict the fracture reasons, some properties of fracture mechanics related to wood polymer were used.
    Keywords: finite element method, butted joint, combined stress, furfurylation, fracture mechanics
  • Seyed Javad Tabatabaii, Vahid Vaziri *, Farshid Faraji, Ehsan Kabiri Pages 441-452
    In this study, physical and mechanical properties of three-layer particleboard produced by recycled polyethylene powder and wood particles is investigated. For this purpose, recycled polyethylene powder in different levels (0, 10, 20, 30, 40 and 50%) and urea - formaldehyde resin in two levels of 5 and 10% were used. Mechanical and physical properties including density, water absorption and thickness swelling after 2 and 24 hours immersion in the water, bending strength, modulus of elasticity and internal bonding were measured. The results showed that with increasing of recycled polyethylene, bending strength, modulus of elasticity and internal bonding in comparison with control sample (without polyethylene) considerably improved. Adding urea formaldehyde resin had significant effect on the bending strength, modulus of elasticity and internal bonding. Water absorption and thickness swelling after 2 and 24 hours immersion in water decreased with increasing of recycled polyethylene content, so that the highest and lowest content related to lack of using recycled polyethylene and 50% of recycled polyethylene respectively were. With increasing of urea formaldehyde resin from 5 to 10%, bending strength, modulus of elasticity and internal bonding increased and water absorption and thickness swelling after 2 and 24 hours decreased. The urea-formaldehyde resin content can be reduced in the particleboard as good function of polyethylene powder in improving strengths. On the basis of results of this study can be offered 40% recycled polyethylene and 5% urea-formaldehyde resin treatment.
    Keywords: Three-layer particleboard, Recycled polyethylene, Urea formaldehyde resin
  • S. Behnam Hosseini, Sahab Hejazi *, Loya Jamalirad, Mina Fatahi Amin, Soheila Izadyar Pages 453-469
    This study investigated the effects of lignocellulosic materials (bagasse and rice straw) and four pulping processes as fiber’s treatment on physical and mechanical properties of natural fiber reinforced composites. lignocellulosic material in form of pulp flour (alkaline sulfite anthraquinone, soda anthraquinone, monoethanolamine, and chemical–mechanical pulping), 5 wt.% maleic anhydride polyethylene as coupling agent and High-density polyethylene (HDPE) were used to produce bio-composites by injection molding process. Polymer-to-fibers ratio for all reinforced composites was 60:40 wt.%. Mechanical properties including tensile properties, flexural properties, notched Izod impact strength and physical properties such as water absorption and thickness swelling were evaluated according to ASTM standards. The results showed that treated fibers compared to untreated fibers led to increase and decrease of flexural modulus in bagasse and rice straw reinforced composites, respectively. On the other hand, these treatments increased tensile modulus of both bagasse and rice straw reinforced composites. The results indicated that flexural and tensile strength of bagasse composites were significantly higher than rice straw composite. In contrast, rice straw composites showed higher impact strength, water absorption (WA), and thickness swelling (TS) in comparison with bagasse reinforced composites. The four pulping processes decreased WA and TS of both lignocellulosic composites.
    Keywords: Pulp, bagasse, rice straw, Composite, HDPE
  • Ghasem Javadzadeh, Mohammadmahdi Faezipour, Yahya Hamzeh *, Mahdi Jonoobi, Soheila Izadyar Pages 471-481
    The vast accumulation of materials and synthetic polymers, which can remain as contaminants in the environment and cannot be decomposed for a long time, is one of the problems in the plastic industry. The present study shows how synthetic polymers are replaced by natural ones through semi-industrial production method. Firstly, a masterbatch was prepared by mixing zein, nanocellulose and chitosan in a ratio of 3: 2: 5. A solution of chitosan and zein was prepared. Then nanocellulose was added to the suspension and the ternary mixture and composite was prepared. Then the masterbatch was dried and grinded and films were prepared by adding zein matrix in 1, 3 and 5 percent nanocellulose to 1.5 and 4.5 and 7.5 percent of chitosan by extruding and pressing. Storage and loss modulus and loss factor of the treatments were studied out by (assessing) Dynamic Mechanical Analysis (DMA) / Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA). It was observed that thermal properties was improved by increasing nanocellulose and chitosan to 3 and 4.5 percent, respectively. The glass transition temperature in this treatment was 88.3 °C. It was higher, in comparison with 5 and 1 percent nanocellulose and pure zein treatments, which were 85.6, 79.01 and 64.9, respectively. The peak of loss factor or the glass transition temperature of composites depends on the distribution of nanocellulose and better interaction of nanocellulose and chitosan and zein matrix. The glass transition temperature decreased in more and less than 3 percent nanocellulose that shows its lower thermal properties.
    Keywords: Chitosan, Composite, Packaging, Nanocellulose, Zein