فهرست مطالب

صنایع چوب و کاغذ ایران - سال هفتم شماره 3 (پاییز 1395)

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران
سال هفتم شماره 3 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/10/08
  • تعداد عناوین: 14
|
  • حسن مهدیخانی، حسین جلالی ترشیزی*، سیدرحمان جعفری پطرودی، سیداحمد میرشکرایی صفحات 311-321
    خمیر رنگبری شده سودای باگاس به عنوان الیاف غیرچوبی و خمیر جوهرزدائی شده کاغذهای باطله مخلوط اداری (DIP) به عنوان الیاف بازیافتی، در محیط قلیایی و با استفاده از مونوکلرو استیک اسید (MCA) به عنوان عامل اتری ساز و تحت شرایط مشخصی؛ کربوکسی متیل دار شدند. ترکیب شیمیایی خمیرها مشتمل بر میزان آلفاسلولز، همی سلولز، لیگنین، مواد استخراجی و خاکستر، ظرفیت نگهداری آب، گرانروی ذاتی، میزان گروه های کربوکسیل و pH تعیین گردید. میزان آلفاسلولز به عنوان مهمترین ویژگی مشتق سازی در خمیر DIP %66/84 و در خمیر باگاس %33/71 و ترکیبات غیرپلی ساکاریدی (شامل لیگنین، مواد استخراجی و خاکستر) در خمیر DIP %92/5 و در خمیر باگاس %36/2 اندازه گیری شد. کربوکسی متیل دار کردن سلولز انجام و درجه جایگزینی (DS)، گرانروی، خلوص، pH و بازده CMC تولیدی نیز تعیین و وابسته به منشا خمیر سلولزی تشخیص داده شد. ویسکوزیته و خلوص CMC تولیدی از خمیر DIP (به ترتیب981 سانتی پوآز و 93%) بیشتر از CMC تولیدی از خمیر باگاس (به ترتیب680 سانتی پوآز و %33/87) اندازه گیری شد که به میزان بالاتر آلفاسلولز آن نسبت داده شد. در حالیکه بازده و DS در CMC تولیدی از خمیر باگاس (به ترتیب %8/168 و 57/0) در مقایسه با CMC تولیدی از خمیر DIP (به ترتیب %155و 45/0) بالاتر ارزیابی گردید، که از درجه کریستالیته و جرم مولکولی پائین تر ترکیبات باگاس نشات می گیرد و منجر به ورود و جایگزین شدن بیشتر گروه های کربوکسیلی می گردد. در مجموع، منابع خمیرهای سلولزی بومی می توانند به عنوان گزینه های ممکن و در دسترس برای تولید مشتقات سلولزی مدنظر قرارگرفته و منجر به حل مشکلات ناشی از کمبود منابع الیاف گردد.
    کلیدواژگان: CMC، خمیر باگاس، خمیر جوهرزدائی
  • اصغر طارمیان*، سحر قریشی، علی کریمی، رضا اولادی صفحات 323-333
    در این تحقیق، اثر چوب کششی بر زبری چوب صنوبر در دو مقطع شعاعی و مماسی و نیز امکان کاهش زبری آن با روش بخار گرمایی در دمای 120 درجه سانتی گراد به مدت 30 و 60 دقیقه موردبررسی قرار گرفت. پتانسیل استفاده از تکنیک اندازه گیری زبری برای شناسایی ماکروسکوپی چوب کششی یکی از اهداف مهم این تحقیق بود. قبل از اندازه گیری زبری و به منظور نمونه برداری دقیق، شناسایی چوب کششی با استفاده از معرف هرزبرگ و مطالعات میکروسکوپی انجام شد. زبری نمونه ها در رطوبت تعادل 12 درصد به روش پروفیلومتر سوزنی اندازه گیری شده و کیفیت سطح نمونه ها نیز با استفاده از استریومیکروسکوپ، موردبررسی قرار گرفتند. نتایج اندازه گیری زبری نشان دادند که تفاوت معنی داری بین پارامترهای زبری چوب کششی و نرمال در هر دو مقطع شعاعی و مماسی موردمطالعه وجود ندارد. در مقابل، مطالعات با استریومیکروسکوپ به وضوح پرزدار بودن سطح چوب کششی را نشان داد. بخار گرمایی به مدت 30 دقیقه تاثیر منفی بر زبری سطح هر دو نوع چوب داشت ولی تیمار به مدت 60 دقیقه موجب کاهش زبری سطح هر دو نوع چوب شد. درمجموع، می توان نتیجه گیری کرد که اندازه گیری زبری سطح نمی تواند به عنوان یک روش مناسب برای شناسایی غیر مخرب چوب کششی در گونه صنوبر مورداستفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: زبری، چوب صنوبر، تیماربخارگرمایی، چوب کششی
  • افسانه شهرکی*، بابک نصرتی ششکل، رحیم محبی گرگری، مجید عبدوس صفحات 335-348
    این تحقیق، با هدف بررسی تاثیر نانو ذرات رس و مقدار ماده سازگار کننده روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چندسازه چوب پلاستیک حاصل از آرد چوب تاغ/ پلی پروپیلن انجام گردید. بدین منظور، آرد چوب تاغ با نسبت وزنی 50 درصد با پلی پروپیلن مخلوط گردید. مالئیک انیدرید پلی پروپیلنی به عنوان سازگار کننده در دو سطح 0 و 3 درصد و ذرات نانو رس در سه سطح 0، 2 و 4 درصد به عنوان پرکننده مورداستفاده قرار گرفتند. فرآیند اختلاط مواد در داخل دستگاه اکسترودر انجام شد و نمونه های آزمونی با استفاده از دستگاه قالب گیری تزریقی ساخته شدند. سپس آزمون های مکانیکی شامل خمش، کشش و ضربه و آزمون های فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت مطابق با استانداردهای ASTM بر روی نمونه ها انجام گرفت. جهت بررسی نحوه عملکرد ماده سازگار کننده از طیف سنجی (FTIR) استفاده گردید. مطالعه ریخت شناسی نانو چندسازه ها با استفاده از آزمون اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) انجام گردید. نتایج نشان داد که با افزودن مقدار نانو رس تا 4 درصد، خواص فیزیکی و مکانیکی بهبود یافت، اما مقاومت به ضربه کاهش یافت. همچنین با افزودن ماده سازگار کننده خصوصیات مکانیکی و فیزیکی بهبود یافت. نتایج طیف سنجی مادون قرمز نشان داد که با افزودن سازگار کننده مقدار گروه های هیدروکسیل در اثر پیوند با مالئیک انیدرید و تشکیل گروه های استری کاهش یافت. همچنین بررسی ریخت شناسی نانو چندسازه به کمک روش پراش اشعه ایکس نشان داد که توزیع ذرات نانو رس درزمینه پلیمری از نوع بین لایه ای بوده و با افزایش مقدار نانو رس، فاصله بین لایه ها افزایش می یابد. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی پویشی نیز حاکی از بهبود در فصل مشترک بین الیاف و ماتریس پلیمری با افزودن سازگار کننده بود.
    کلیدواژگان: انیدریدمالئیک پلی پروپیلنی، چوب تاغ، خواص مکانیکی و فیزیکی، نانو ذرات رس، چندسازه چوب پلاستیک
  • مریم الله دادی، سحاب حجازی *، مهدی جنوبی، علی عبدالخانی، لعیا جمالی راد صفحات 349-362
    در این تحقیق تاثیر تقویت کنندگی الیاف بکر و الیاف حاصل از خمیرسازی شیمیایی باگاس و به کارگیری جفت کننده MAPE بر خواص فیزیکی-مکانیکی چندسازه های چوب-پلاستیک بر پایه پلی اتیلن سبک موردبررسی قرار گرفت. الیاف باگاس از منطقه تحقیقاتی خوزستان تهیه شده و پس از بررسی خواص شیمیایی و آناتومی خمیرهای مختلف شیمیایی شامل خمیرکاغذهای مونواتانول آمین (MEA)، سولفیت قلیایی-آنتراکینون (AS)، سودا رنگبری نشده (UNS) و رنگبری شده (BS) از آن تهیه گردید. سپس چندسازه ها با مقدار 30% وزنی الیاف به وسیله اکسترودر دومارپیچ و قالب گیری پرسی ساخته شدند. ویژگی های فیزیکی-مکانیکی این چندسازه ها مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در طی خمیرکاغذسازی شیمیایی بخشی از لیگنین و همی سلولزها حل می شود بنابراین قابلیت اتصال و نسبت ابعاد الیاف باگاس بهبود یافته و درنتیجه الیاف خمیرکاغذ باگاس نسبت به الیاف باگاس خام دارای قابلیت تقویت کنندگی بهتری هستند. بهترین خواص به وسیله الیاف خمیرکاغذ مونو اتانول آمین و سولفیت قلیایی-آنتراکینون حاصل شد. افزودن 5% وزنی جفت کننده MAPE (مالدئیک انیدرید پلی اتیلن) به طور معنی داری مقاومت کششی، مدول کششی، مقاومت به ضربه و واکشیدگی ضخامت را بهبود می دهد که باعث انتقال موثر تنش از ماتریس به الیاف تقویت کننده محکم می شود.
    کلیدواژگان: چندسازه های چوب، پلاستیک، الیاف خمیر باگاس، پلی اتیلن سبک، ویژگی های مکانیکی
  • ندا اسماعیلی، مریم قربانی*، پوریا بی پروا صفحات 363-375
    در این پژوهش اثر کاتالیزورهای مختلف در اصلاح شیمیایی چوب صنوبر با گلوتارآلدئید و خواص فیزیکی فرآورده حاصل مورد بررسی قرار گرفتند. اسید هیدروکلریک و نمک های محلول در آب کلریدروی، کلریدکلسیم، کلریدآمونیوم، کلریدمنیزیم به میزان 5/12 درصد و نمک های اکسید آلومینیوم، اکسید سیلیس و نانوکسیدروی به میزان 1درصد برمبنای وزن گلوتارآلدئید استفاده شدند. پس از 48ساعت گرمادهی در آون، افزایش وزن ناشی از اصلاح برای کاتالیزورهای کلریدمنیزیم، نانوکسید روی، اکسید سیلیس، اکسیدآلومینیوم، کلریدروی، کلریدآمونیوم، کلریدکلسیم و اسیدهیدروکلریک به ترتیب 15/14، 57/12، 62/10، 69/8، 51/8، 19/7، 97/5 و 41/5درصد محاسبه شدند. خواص فیزیکی نمونه های اصلاح شده از جمله جذب آب، واکشیدگی حجمی و کارایی ضدواکشیدگی متعاقب 24 ساعت غوطه وری در آب محاسبه گردید. بیش ترین و کم ترین میزان حجیم کنندگی در سطح اصلاح شده با کلرید منیزیم به مقدار 98/6 و اسید هیدروکلریک با میانگین 37/2درصد اندازه گیری شد. دانسیته ی سطح حاوی کاتالیزور کلرید-منیزیم با میانگین g/cm3 55/0، بیشترین افزایش را نسبت به شاهد نشان داد. در مقایسه بین سطوح اصلاح، بیشترین و کمترین جذب آب در سطح اصلاح شده با کاتالیزور اسید هیدروکلریک به مقدار 61/79درصد و سطح حاوی کاتالیزور کلرید منیزیم با میانگین 32/45 درصد محاسبه گردید. اسیدهیدروکلریک به علت خاصیت اسیدی می تواند موجب شکسته شدن پیوندهای اتری ساختار همی-استال و حتی استال گردد. سطح اصلاح شده با کاتالیزور کلرید منیزیم در مقایسه با سایر کاتالیزورهای مورد استفاده، بهترین نتیجه را نشان داد. این احتمال وجود دارد که منیزیم طی تشکیل کمپلکس با اکسیژن، باعث فعال شدن گروه های کربونیل گلوتارآلدئید و تشکیل پیوندهای عرضی شود.
    کلیدواژگان: گلوتارآلدئید، اصلاح شیمیایی، کاتالیزور، خواص فیزیکی، افزایش وزن
  • سامان قهری، بهبود محبی *، سید احمد میرشکرایی، حمیدرضا منصوری صفحات 377-386
    در این پژوهش نقش دانه بندی آرد سویا و اسیدیته چسب حاصل از آرد سویا بر چسبندگی چسب حاصل از آن مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ذرات آرد سویا در سه سطح با اندازه های مش 60، 100 و 140 الک شدند. برای دست یابی به اسیدیته های گوناگون چسب سویا از هیدروکسید سدیم و اسید سولفوریک استفاده گردید. نتایج نشان دادند که دانه بندی ذرات آرد سویا بر مقاومت برشی تخته لایه موثر است. با کوچک تر شدن اندازه ذرات آرد سویا، مقاومت برشی نیز افزایش یافت. به نحوی که تخته لایه های ساخته شده با چسب سویا با ذرات آرد اندازه مش 140 نسبت به نمونه های دیگر از مقاومت برشی بالاتری برخوردار بودند. همچنین افزایش اسیدیته چسب آرد سویا با هیدروکسید سدیم سبب افزایش مقاومت برشی تخته لایه ها گردید. تخته لایه های ساخته شده با چسب سویا در مقایسه با تخته های ساخته شده با چسب اوره فرم آلدهید، از مقاومت برشی کمتری برخوردار بودند؛ ولی در مقایسه با استاندارد 314-EN مورد تایید قرار گرفتند.
    کلیدواژگان: چسب سویا، دانه بندی آرد سویا، مقاومت برشی، اوره فرم آلدهید، تخته لایه
  • ولی الله موسوی *، حبیب الله خادمی اسلام، بهزاد بازیار، عبدالله نجفی، محمد طلایی پور صفحات 387-399
    این تحقیق با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف ارتفاع از سطح دریا، بر رفتار خزش خمشی چوب ممرز انجام گرفت. بدین منظور 9 درخت در 3 کلاسه ارتفاعی 400، 800 و 1100 متری از سطح دریا از طرح جنگلداری ماشلک نوشهر انتخاب گردید. 54 نمونه کاملا سالم به ابعاد 41×5/2×5/2 سانتی متر از چوب بالغ گرده بینه های بریده شده در ارتفاع برابر سینه، تهیه و در اتاق کلیماتیزه با شرایط رطوبت نسبی 65 درصد و دمای 3 20 درجه سانتی گراد قرار داده شد. بعد از 3 هفته متعادل سازی، خزش نسبی و مدول خزش نمونه ها در 20 درصد حداکثر بار شکست با استفاده از آزمون خزش خمشی چهار نقطه ای در همان شرایط اتاق کلیماتیزه اندازه گیری شد. نتایج حاکی از آن بود که، تاثیر ارتفاع از سطح دریا بر پارامترهای خزش معنی دار است بطوریکه بالاترین و پائین ترین خزش نسبی به ترتیب در دو ارتفاع 800 و 400 متر و بالاترین و پائین ترین مدول خزش به ترتیب در دو کلاسه ارتفاعی 400 و 800 متری از سطح دریا مشاهده شد. نتایج آزمون تجزیه واریانس نشان داد که ارتفاع از سطح دریا تاثیر معنی داری بر مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته دارد، همچنین افزایش آنها موجب کاهش پارامترهای خزش گردید.
    کلیدواژگان: ممرز، ارتفاع از سطح دریا، خزش نسبی، مدول خزش
  • آیسونا طلایی، محمد صالح زارع، حمیده عبدل زاده* صفحات 400-411
    تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر فورفوریلاسیون بر جذب آب، واکشیدگی ضخامت، زاویه تماس و زبری سطح در دو گونه راش (Fagus orientalis) و نراد (Abies alba) انجام گرفت. بدین منظور فورفوریلاسیون آزمونه های چوب راش و نراد با دو مقدار متفاوت در دو سطح انجام شده و با آزمونه های شاهد مقایسه شدند. فورفوریلاسیون نمونه ها با اشباع تحت فشار و پلیمریزاسیون منومر فورفوریل الکل با کاتالیزور حرارت انجام شد. جهت بررسی جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه های آزمونی تحت غوطه وری طولانی مدت قرار گرفته و مقادیر تغییرات ابعادی آنها در زمان های مختلف تعیین گردید. همچنین آزمون های زبری سطح و زاویه تماس قطره انجام شد. نتایج نشان دادند که با افزایش سطح فورفوریلاسیون میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت کاهش یافت. همچنین نتایج نشان دادند با فورفوریلاسیون و افزایش سطح آن زاویه تماس قطره کاهش و زبری سطح افزایش یافتند.
    کلیدواژگان: فورفوریلاسیون، زاویه تماس، زبری سطح، جذب آب، واکشیدگی ضخامت
  • حمیدرضا رودی*، حسیبه سعیدی، حسین کرمانیان صفحات 413-423
    در این تحقیق، اصلاح الیاف وازده خمیرکاغذ نیمه شیمیایی سولفیت خنثی (NSSC) با استفاده از روش لایه نشانی لایه به لایه و با تشکیل چندلایه های پلیمری نشاسته انجام گرفت. پس از جداسازی الیاف و تهیه سوسپانسیون الیاف با درصد خشکی 5/0درصد و ایجاد هدایت الکتریکی حدود 437 μS/cm با افزودن محلول آبی یک میلی مول کلرید سدیم، آزمایش های تیمار الیاف برای تشکیل لایه های پلیمری (تا 5 لایه متوالی) انجام شد. در ادامه، شاخص نگهداری آب (WRV) در نمونه ها جهت ارزیابی تاثیر این روش بر میزان آب-دوستی الیاف اندازه گیری شد. سپس از این الیاف کاغذهای دست ساز استاندارد (3±60 گرم بر مترمربع) تهیه و ویژگی های فیزیکی و مقاومتی آنها به عنوان تابعی از تعداد لایه های لایه نشانی شده بر روی الیاف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با تیمار الیاف وازده خمیرکاغذ NSSC با روش لایه به لایه، به علت افزایش جذب الکترواستاتیکی نشاسته، شاخص نگهداری آب الیاف افزایش یافت. تغییرات متوالی بصورت افزایش دانسیته ظاهری و کاهش ضخامت کاغذ نیز تشکیل چندلایه های پلیمر نشاسته بر روی الیاف وازده را تایید می کند. تشکیل این چندلایه ها بر روی الیاف وازده سبب توسعه قابل ملاحظه شاخص های مقاومت به کشش (از N.m/g21/13 به N.m/g65/30) و مقاومت به ترکیدن (ازkPa.m2/g 1/23 به kPa.m2/g 36/2) شده است. تصاویر الکترونی تهیه شده نیز فشرده شدن بافت کاغذ و توسعه مقاومت های کاغذ را در اثر افزایش قابلیت پیوندیابی بین الیاف تایید می کند.
    کلیدواژگان: الیاف وازده، نشاسته، خمیرکاغذ NSSC، لایه های خودسامان، خواص کاغذ
  • ابراهیم لشکربلوکی، کامبیز پورطهماسی*، رضا اولادی، محسن کلاگری، حسن علیزاده صفحات 423-434

    با توجه به افزایش جمعیت، تقاضا برای مصرف چوب با اهداف گوناگونی که برای آن متصور است درحال افزایش است. سرعت شتابان پیشرفت علم و فناوری، افزایش مصرف چوب را به طور مضاعف در پیش رو قرار داد. تامین این نیاز در نگاه نخست، از دیر باز معطوف به جنگل ها بود. جنگل ها به دلایل عدیده با کاهش تولید روبرو شده و این نیاز فراوان به چوب، با کشت درختان تند رشد(صنوبر، اکالیپتوس، پائولونیا...) تحت عنوان زراعت چوب ممکن می باشد. یکی از صنایع پر مصرف چوب، صنعت کاغذ سازی است که سالیانه به منابع فراوان ماده اولیه چوبی نیاز دارند.این صنعت با رویکرد مصرف چوب صنوبر، می توانند به فعالیت های تولیدی ادامه دهند. این پژوهش با هدف ارزیابی خواص کاربردی چوب صنوبر با نمونه گیری به روش آزمون غیرمخرب در صنعت تولید کاغذ انجام شد. رویشگاه-های صنوبر در مناطقی از کشور که زراعت صنوبر رواج گسترده ای دارند، انتخاب شدند. برای جانمایی تولیدات رویشگاه های مختلف در صنعت کاغذ سازی، به روش فرآیند تحلیل سسله مراتبی (AHP) در نرم افزارExpertchoice 11 انجام گردید. جهت مطالعات میدانی این تحقیق، پرسشنامه ها برای کارشناسان و اساتید دانشگاه ها با تخصص ویژه در این صنعت تنظیم و ارسال گردید. نتایج این تحقیق نشان داد: در این صنعت از میان پنج شاخص اصلی تاثیر گذار در تولید خمیر و کاغذ، ویژگی مورفولوژی فیبر با درجه وزنی (0.435)، نخستین اولویت شناخته شد. جانمایی تولیدات با درجات وزنی آنها به ترتیب اولویت ساری (0.240)، فومن (0.236)، لشت نشاء (0.182)، ابهر (0.174) و زنجان (0.168) تعیین شدند.

    کلیدواژگان: زراعت چوب، بیومتری الیاف، درجه وزنی، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، مکان یابی چوب صنوبرها
  • سعید عظیمی، حسین رنگاور *، حمیدرضا تقی یاری صفحات 435-445
    در این پژوهش به بررسی رفتار خزشی صفحات فشرده چوبی استفاده شده در ساخت طبقات قفسه های کتابخانه پرداخته شده است. برای این منظور از دو نوع فرآورده مرکب چوبی (تخته فیبر با دانسیتیه متوسط و تخته خرده چوب) و سه نوع پوشش روی صفحات شامل: روکش مصنوعی (ملامینه)، روکش طبیعی و بدون روکش (خام) و دو نوع اتصال ثابت و جدا شدنی استفاده گردید. از ترکیب عوامل متغیر و سطوح آنها در مجموع 48 تخته تهیه گردید. ابعاد تخته ها مطابق اندازه واقعی قفسه کتابخانه و به اندازه 300×1000 میلیمتر در نظر گرفته شد. آزمون خزش خمشی با مقدار بار 5/23 کیلوگرم در وسط نمونه های تهیه شده اعمال گردید. مشاهدات خیز طی 155 روز در فواصل زمانی مختلف انجام گردید. نتایج حاکی از این بود که اثرات نوع فرآورده چوبی و نوع روکش بر روی رفتار خزشی کاملا محسوس بوده بطوریکه فرآورده چوبی از نوع MDF خزش کمتری نسبت به تخته خرده چوب داشت و میزان خزش در صفحات چوبی روکش شده با روکش طبیعی کمتر از دیگر تیمارها بود. همچنین اثر نوع اتصال بر روی رفتار خزشی محسوس بوده ولی این اثر کمتر از نوع تخته و نوع روکش ها بر روی خزش می باشد. با توجه به نتایج بدست آمده پیشنهاد می گردد که به منظور افزایش عمر قفسه های کتاب بهتر است طبقات آنها از جنس MDF روکش شده با روکش طبیعی ساخته شود و این طبقات به طور ثابت بر روی زیر سری چسبانده شود.
    کلیدواژگان: فراورده های چوبی، تخته خرده چوب، MDF، نوع روکش، خزش
  • سعید اسمعیلی مقدم *، مسیح مسعودی فر، محمد شمسیان، بابک نصرتی صفحات 447-460
    این تحقیق، با هدف بررسی تاثیر تیمار شیمیایی آرد چوب بر روی برخی از خواص فیزیکی، مکانیکی و مورفولوژیکی کامپوزیت چوب پلاستیک انجام گردید. تیمار شیمیایی آرد چوب در 7 سطح بدون تیمار، استیلاسیون، بنزیلاسیون، مرسریزاسیون، هیدروکسید منیزیم، هیدروکسید کلسیم و تیمار آب گرم به عنوان عامل متغیر در نظر گرفته شد. برای سنجیدن شدت واکنش آرد چوب با مواد شیمیایی، درصد تغیررات وزن (WPG) محاسبه گردید. پس از انجام تیمار شیمیایی، آرد چوب با نسبت وزنی 60 درصد با پلی پروپیلن به همراه phc 4 جفت کننده مالئیک انیدرید پلی پروپیلنی در داخل دستگاه اکسترودر مخلوط شد و نمونه های آزمونی با استفاده از دستگاه قالب گیری تزریقی ساخته شدند. سپس آزمون های مکانیکی شامل خمش، کشش و ضربه و آزمون های فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت بر روی نمونه ها مطابق با استاندارد (ASTM) انجام گرفت. همچنین به منظور بررسی ریخت شناسی کامپوزیت ها از میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) استفاده گردید. نتایج نشان داد که در اثر تیمار شیمیایی آرد چوب، خواص مکانیکی کامپوزیت های چوب پلاستیک افزایش یافتند در حالی که جذب آب و واکشیدگی ضخامت کاهش یافتند. در اثر انجام تیمار شیمیایی آرد چوب وزن آرد چوب افزایش یافت و بیشترین درصد تغییرات وزن مربوط به تیمار بنزیلاسیون بود. همچنین نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی پویشی حاکی از بهبود در فصل مشترک بین الیاف و ماتریس پلیمری در اثر تیمار شیمیایی بود، به طوری که در نمونه های تیمار شده بیرون زدگی الیاف از داخل ماتریس مشاهده نشد.
    کلیدواژگان: تیمار شیمیایی آرد چوب، درصد تغییرات وزن، مورفولوژی، چوب پلاستیک، اصلاح شیمیایی آرد چوب
  • فرشته فدوی*، علی عبدالخانی، یحیی همزه، هوبرت هتگر، توماس روزنااو صفحات 461-472
    اصلاح سطح پلیمر سلولز در زمینه شیمی ترکیبات تجدیدپذیر دارای نقشی بسیار مهم و اساسی می باشد. در این تحقیق، میکروکریستالین سلولز (آویسل) با استفاده از یک ترکیب آلکوکسی سیلان تحت شرایط ملایم، در دمای محیط، در آب و با استفاده از مقادیر کاتالیزوری هیدروکسید سدیم تحت تیمار قرار گرفت. (3-مرکپتوپروپیل)-تری متوکسی سیلان در سه غلظت μmol/mL 1614، 1074، 535 (به ترتیب معادل با μL 300، 200، 100 سیلان) بر روی سلولز پیوندزنی شد و ساختار سلولز اصلاح شده با استفاده از طیف سنجی FTIR، 13C NMR و 29Si NMR جامد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. افزایش غلظت آلکوکسی سیلان از μmol/mL 535 به μmol/mL 1074 سبب افزایش میزان تشکیل پل های سیلوکسان بین مولکول های سیلان با کربن های سلولز شده است در حالیکه با افزایش سیلان به مقدار بیشتر و از μmol/mL 1074 به μmol/mL 1614، نسبت میزان پل های سیلوکسان تشکیل شده بین مولکول های سیلان با یکدیگر در مقایسه با نسبت این پل ها با اتم های کربن سلولز، افزایش یافت، به نحوی که درصد آن از 34 درصد در میزان سیلان μL 200 به 66 درصد در میزان سیلان μL 300 افزایش یافت.
    کلیدواژگان: اصلاح سلولز، شیمی سطح سلولز، میکروکریستالین سلولز، شیمی آلکوکسی سیلان، 3، مرکپتوپروپیل تری متوکسی سیلان
  • هه ژار عباسی، حمید زارع حسین آبادی*، حسین موسی زاده صفحات 473-483
    صنعت مبلمان سالیانه باعث انتشار حجم زیادی مواد فرار آلی که ناشی از استفاده از انواع چسب ها، پارچه، رنگ ها و مواد پوششی است، به محیط زیست می شود. برای اندازه گیری میزان آلودگی چند روش وجود دارد که یکی از بهترین آنها ارزیابی چرخه حیات است. ارزیابی چرخه حیات تکنیکی است که در آن اثرات زیست محیطی مرتبط با یک محصول، در کل چرخه حیاتش ارزیابی شده و در نهایت برای بهبود فرآیند های تولید و جلوگیری از اثرات نامطلوب زیست محیطی آن مورد استفاده قرار می گیرد. به طور خلاصه، می توان بیان نمود که استفاده از این تکنیک، اساسی برای توسعه پایدار و بهبود شاخص های اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی می باشد. مطالعه حاضر با فراهم آوردن داده های سیاهه چرخه زندگی فرآیند تولید مبلمان راحتی در دو واحد تولیدی مجزا (B1 و B2) در استان تهران، به تجزیه و تحلیل زیست محیطی جریان تولید این فرآورده (به صورت دروازه تا دروازه ) می-پردازد. نتایج این تحقیق نشان داد که به طور کلی میزان انتشار آلودگی واحد تولیدی B1 بیشتر از واحد تولیدی B2 بوده است که علت آن انجام مراحل برش کاری و مونتاژ کلاف مبلمان در داخل همان واحد تولیدی می باشد. همچنین مشخص گردید بیشترین عامل اثر گذار مربوط به تولید و استفاده از پارچه و پس از آن تولید فوم پلی اورتان می باشد. علاوه بر این، نتایج نشان داد تولید مبلمان راحتی بیشترین تاثیر را روی کیفیت اکوسیستم و بعد از آن به ترتیب بر روی سلامت انسان و منابع (سوخت های فسیلی و معادن) می گذارد.
    کلیدواژگان: ارزیابی چرخه حیات، مبلمان راحتی، کیفیت اکوسیستم، سلامت انسان
|
  • Hasan Mehdikhani, Seyed Rahman Jafari Petroudi, Seyed Ahmad Mirshokrsyi, Hoseiin Jalali * Pages 311-321
    Carboxymethyl cellulose (CMC), one of the most important cellulose derivatives, is widely and increasingly used in industries as emulsifier, stabilizer, disperser, thickener, and gelling agent. The main raw material of the cellulose derivative is cellulose from wood and cotton linter. However, lack of the fiber resources, especially in Iran, gradually grown interest on other available fiber resources such as agricultural waste and recycled fibers, as alternative cellulose resources. Bagasse pulp as a non-wood fiber and mixed office wastepaper deinked pulp as a recycled fiber were carboxymethylated in aqueous alkaline medium using mono chloro acetic acid (MCA) as etherifying agent under identical conditions. Then, this paper explores the production feasibility of carboxymethylcellulose (CMC) from the unusual pulps combined with the comparison. The chemical composition of the pulps were determined; include α-cellulose, hemicellulose, lignin, extractives and ash content, water retention value, intrinsic viscosity, carboxyl group and pH. α-cellulose content as the most important character of the derivatization was 84.66% in DIP and 71.33% in bagasse pulp. DIP non-polysaccharide compound (lignin, Ext. and ash) was 5.92% compared to 2.36% for bagasse pulp. Cellulose carboxymethylated were done and the degree of substitution (DS), viscosity, purity, pH and yield of the prepared CMC was also determined and found to be dependent upon the source of the cellulose pulp. Viscosity and purity were higher in CMC produced from DIP (981 cPs and 93%, resp.) compared to the bagasse pulp (680 cPs and 87.33% resp.), which is attributed to its originally higher α-cellulose content. Yield and D.S were higher in CMC prepared from bagasse (168.8% and 0.57 resp.) compared to DIP (155% and 0.45 resp.), which are originated from lower crystallinity and molecular mass compound in bagasse, resulted in higher substitution of carboxymethyl groups.
    Keywords: Carboxymethylcellulose, Bagasse, MOW DIP
  • Asghar Taromiyan * Pages 323-333
    In this research, the effect of tension wood on the roughness of poplar wood in tangential and radial sections was investigated. Steaming at120 ̊C for 30 and 60 min was aslo applied to reduce the roughness. The potential use of roughness measurement technique for macroscopically detection of tension wood was one of the main objectives of this research. Before roughness measurement and for accurate sampling, the detection of tension wood was carried out using Herzberg reagent and microscopic studies. The roughness of samples was measured by stylus profilometer at 12 % moisture content and the surface quality was also studied by stereo-microscope. Results showed that there is no significant difference in the radial and tangential roughness between tension and normal wood. No difference was also observed between the roughness of tangential and radial sections of both types of woods. In contrast, stereo-microscopic studies clearly showed the higher roughness of tension wood. Steaming for 30 min increased the roughness but the treatment for 60 min had a decreasing effect on the roughness of both types of woods. Overall, it can be concluded that the roughness measurement technique cannot be used as a suitable method to nondestructively detect the poplar tension wood.
    Keywords: Roughness, Poplar wood, Steaming, Tension wood
  • Afsaneh Shahraki *, Babak Nosrati Sheshkel, Rahim Mohebi Gargari, Majid Abdouss Pages 335-348
    This study, with aim of investigation the effect of Nano clay particles and amount of compatibilizer on the physical and mechanical properties of wood-plastic composites from the polypropylene- Haloxylon wood flour was done. For this purpose, Haloxylon wood flour with 50% weight ratio with polypropylene were mixed. Maleic anhydride modified polypropylene maple to compatibilizer at two levels and Nano clay at three levels to filler were used. Mixed process of materials in extruding machine was done and test specimens were fabricated by using the injection molding machine. Then, the mechanical tests include bending, tension and impact and physical tests include water absorption and thickness swelling according to the ASTM standards was done on the samples. For investigation to how operation of compatibilizer from Fourier Transfer Infrared spectroscopy (FTIR) was used. Morphological study of Nano composites with X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) was done. The result showed that with addition of the amount of Nano clay particles to 4 percent, physical and mechanical properties were improved, but impact strength decreased. Also by adding the compatibilizer, physical and mechanical properties were improved. The results of Infrared spectroscopy showed that the amount of hydroxyl groups (OH) Due to linkage with Maleic Anhydride and the formation of ester groups decreased with adding the compatibilizer. Also, investigation the morphology of Nano composite by X-ray diffraction showed that the distribution of clay nanoparticles in polymeric matrix was intercalation and with adding of the amount Nano clay the distance between layers increases. The results of scanning electron microscopy was also showed improvement in the interface between the fibers and the polymer matrix with adding the compatibilizer.
    Keywords: Maleic Anhydride Polypropylene, Haloxylon Wood, Mechanical, Physical Properties, Nano, Clay Particles, Wood, Plastic Composite
  • Maryam Allahdadi, Sahab Hejazi *, Mahdi Jonoobi, Ali Abdolkhani, Laya Jamalirad Pages 349-362
    In this research, effect of reinforcing bagasse pulp and raw bagasse fibers and applying coupling agent MAPE (Maleic Anhydride Polyethylene) on physical-mechanical properties of low density polyethylene (LDPE) composites were studided. Fresh bagasse were collected from an experimental field in Khuzestan and after investigating anatomy and chemical properties of Different pulp fibers including monoethanolamine (MEA) bagasse pulp, alkaline sulfite-anthraquinone (AS) bagasse pulp, bleached soda (BS) bagasse pulp, unbleached soda (UNS) bagasse pulp and raw bagasse fibers (B) were prepared. Then, composites with 30wt.% fiber content were manufactured by twin-screw extrusion followed by compression molding processing. The mechanical and physical properties of these composites were analyzed and compared. Results revealed that the chemical pulping dissolved a fraction of lignin and hemicelluloses so that the linkage potential and aspect ratio of bagasse fibers was improved and consequently, as compared with the raw bagasse fibers, bagasse pulp fibers have better reinforcing capability. The best overall properties were achieved with MEA and AS/AQ fibers. Addition of 5% (wt/wt) of coupling agent MAPE resulted in a significant enhancement in the tensile strength, tensile modulus and impact strength in line with the improvement of the fiber-matrix interfacial adhesion making more effective the transfer of stress from the matrix to the rigid reinforcement.
    Keywords: Wood, plastic composites, Bagasse pulp fibers, Low density polyethylene (LDPE), Mechanical properties
  • Pouriya Beparva, Maryam Ghorbani * Pages 363-375
    In this study, the effect of different catalysts on chemical modification of poplar wood and physical properties of the resulting product was evaluated. 12.5% HCl and water soluble salts containing ZnCl2, CaCl2, AlCl3, MgCl2 (based on the weight of glutaraldehyde) and 1% Al2O3, SiO2 and ZnO nano particles (based on the weight of glutaraldehyde) were used. After heating in oven for 48 hour, modification with glutaraldehyde and MgCl2, ZnO nano particles, SiO2, Al2O3, ZnCl2, AlCl3, CaCl2 and HCl as catalysts were resulted to 14.5, 12.57, 10.62, 8.69, 8.51, 7.19, 5.97 and 5.41 % weight gain respectively. After 24h soaking in water, the physical properties of modified specimens, such as water absorption, volume swelling and ASE were measured. The highest and lowest bulking were calculated for Mgcl2 and Hcl catalysts with 6.98 and 2.37% respectively. The modification in presence of Mgcl2 catalyst was shown highest increase of density with average of 0.55 g/cm3. The highest and lowest water absorption was measured 79.61 and 45.32% in the modification with HCl and MgCl catalysts. Hcl with acidic quality, can break ether bonds in hemiacetal and even acetal structure. Modification with MgCl2 was shown best result in comparison with other catalysts. It is likely that the formation a complex of magnesium with oxygen, could resulted to activate carbonyl groups in glutaraldehyde and created the crosslink.
    Keywords: Glutaraldehyde, Chemical modification, Catalysts, Physical properties, Weight percent gain
  • Saman Ghahri, Behbood Mohebby *, Seyed Ahmad Mirshokraie, Hamidreza Mansouri Pages 377-386
    In this study the effect of soy flour mesh size and the change of adhesive’s acidity made from its on shear strength of plywood was evaluated. For this aim, soy flour particles classified in three levels mesh size (60, 100 and 140 mesh) by ASTM Sieves. Also, the acidity of soy adhesives changed by sodium hydroxide and sulfuric acid. Results showed that the mesh size of soy flour effected on shear strength of plywood made from soy flour adhesives. The shear strength of plywood made from soy flour with 140 mesh was higher than other specimens. Also, the increase of soy flour adhesive’s acidity by sodium hydroxide resulted in increase of shear strength of plywood. The shear strength of plywood made from soy adhesives compare to plywood made from urea formaldehyde resin was low but it was acceptable according to EN-314 standard.
    Keywords: Soy adhesive, Soy flour classifying, Shear strength, urea formaldehyde resin, Plywood
  • Valiallah Moosavi *, Habiballah Khademieslam, Bahzad Bazyar, Abdollah Najafi, Mohammad Talaeepoor Pages 387-399
    This study aimed to investigation the effect of altitude on the bending creep behavior of hornbeam lumber (Carpinus betuluse). For this purpose, 9 hornbeam trees from three different altitudes (400, 800 and 1100m) from forestry projects of Meshelak Nowshahr were selected. 54 Clear samples were cut at mature wood in diameter breast height (DBH). The prepared samples (dimensions: 2.5 × 2.5 × 41cm) in a room at temperature of 20 C and relative humidity (RH) 65 % were conditioned. Afterward 3 weeks conditioning, relative creep and creep modulus using the four points flexural creep test in 20% maximum of deflection load were measured. Results indicated that, the effects of altitude on creep parameters was significant so as the maximum and the minimum relative creep observed in 800 and 400m altitudes, and the maximum and the minimum creep modulus observed in 400 and 800m altitudes, respectively. Analysis of variance (ANOVA) results indicated that the altitude has significant effect on the flexural strength and modulus of elasticity, which in turn caused decreasing the creep parameters.
    Keywords: hornbeam, altitude, relative creep, creep modulus
  • Aysona Talai, Mohammadsaleh Zare, Hamideh Abdolzadeh* Pages 400-411
    The objective of this study was investigation of furfurylation effect on water absorption, thickness swelling, contact angle and surface roughness in two species such as beech (Fagus orientalis) and fir (Abies alba). In this regard, two different values of furfurylation of beech and fir wood specimens in the form of low level and high level were carried out and compared with control specimens. The furfurylation was carried out with impregnation under pressure and polymerization of furfuryl alcohol monomer with heat catalyst. For evaluating the water absorption and thickness swelling, specimens were subjected to long-term water immersion, and their dimension changes were determined at different times. The surface roughness and contact angle testes were also carried out. Results indicated that water absorption and thickness swelling were reduced. Results also indicated that drop contact angles were decreased and surface roughness were increased by increasing of furfurylation level.
    Keywords: Furfurylation, contact angle, Surface roughness, Water absorption, Thickness swelling
  • Hamidreza Rudi *, Hasibeh Saeedi, Hossein Kermanian Pages 413-423
    In the current study, modification of NSSC pulp broke fibers was done by forming starch polymeric multilayers, using Layer-by-Layer (LbL) layering method. After fiber slushing and preparation of pulp suspension with 0.5% consistency and conductivity formation of about 437 µS/cm, adding water solution of 1 mM NaCl, the experiments of fibers treatment were conducted to build the polymeric layers (up to 5 consecutive layers). Afterward, water retention value (WRV) of fibers was calculated in samples to evaluate the influence of this method on fibers hydrophilicity. The fibers were then used to prepare standard handsheets (60±3g/m2) and the physical and strength properties of sheets were evaluated as a function of the number of layers deposited on the fibers. The results showed that the WRV index of the fibers was improved by the LbL treatment of NSSC broke pulp fibers, due to the increase in starch electrostatic absorption. Successive variation in paper apparent density increase and paper thickness decrease confirmed the construction of starch multilayers on the surface of broke fibers. Formation of such multilayers on broke fibers has led to considerable improvement in tensile index (from 13.21 N.m/g to 30.65 N.m/g) and burst index (from 1.23 kPa.m2/g to 2.36 kPa.m2/g). Also, the prepared SEM micrographs approve the sheet web compaction and paper mechanical improvement resulted due to an increase in inter-fiber bonding.
    Keywords: Broke fibers, Starch, NSSC pulp, Fiber modification, Paper properties
  • Ebrahim Lashkarbolouki, Kambiz Pourtahmasi *, Reza Oladi, Mohsen Kalagari, Hasan Alizadeh Pages 423-434

    Considering the growth in population, the need for wood consumption also increases. The rapid progress of science and technology doubles the wood consumption. Supplying this need at a glance was focused on the forests. Forests for many reasons have faced decrease in production and this extreme need for wood, by planting fast growing trees (poplar, eucalypt, Paulownia …) makes it possible. One of industries plenty of the wood is paper industry that needs to huge primary wood material. This industry can continue their production activities by using the wood of poplar. This research was found out with the aim of assessing the practical characteristics of poplar wood by nondestructive test method in paper production industry. Poplar sites were selected in areas of country that poplar trees were planted widely. For locating the production of different site in paper industry found out Analytic Hierarchy Process (AHP) in Expert choice 11 software. For field studies of this research, the questionnaires were prepared and sent for expert and university professors with special expertise in this industry. The results showed that: Production of Pulp and paper industry: in this industry among of five main indexes influencing in pulp and paper production, fiber morphology trait recognized as first priority with weighting value (0.435). Production allocations with their weighting value are determined: Sari (0.240), Fouman (0.236), Lashtnasha (0.182), Abhar (0.174) and Zanjan (0.168), respectively.

    Keywords: Wood plantation, Wood fibers biometrical, weight value, analytic hierarchy process, location selection of poplars wood
  • Saeid Azimi, Hossein Rangavar *, Hamid Reza Taghiyari Pages 435-445
    In this study, the creep behaviors of composite panels used in library shelves were investigated. For this purpose, two types of wood-composite panels (medium density fiberboard and particleboard), and three types of covering including synthetic laminates, natural veneer, and without cove, and two types of wood joints (fixed and detachable) were used. Dimensions of the book-shelves were in actual shelf size, that is, 1,000 × 300 mm. Totally, 48 shelf specimens were prepared. For the creep test, a 23.5 kg loading level was applied in the center part of the shelves. Measurements on the creep behavior were carried out over 155 days at different intervals. Results indicated that the type of wood-composite as well as the type of veneer had statistically significant effect on the creep behaviors of panels. The lowest creep was observed in MDF panels. Moreover, those panels covered with natural veneer demonstrated significantly lower creep values. The type of joint also had a significant effect on the creeping behavior of the shelves, though not as conspicuous as the type of panels and veneers. Based on the results of the present research project, it is suggested that in order to increase the service life of library shelves it would be better to produce the shelves from MDF panels covered with natural veneers; these shelves should be fixed on supports.
    Keywords: Creep, MDF, particleboard, Veneer, Wood, composite panels
  • Saeed Ismaeilimoghadam *, Masih Masoudifar, Mohammad Shamsian, Babak Nosrati Pages 447-460
    This research aimed to investigate the effect of chemical treatment of wood flour on some of physical, mechanical and morphological properties of wood plastic composite. Chemical treatment of wood flour at 7 levels without treatment, acetylation, benzoylation, mercerization, magnesium hydroxide, calcium hydroxide and warm water treatment were considered as variable factors. For evaluate reaction of wood flour with chemical materials, weight percent gain (WPG) were calculated. After chemical treatment, Wood flour and polypropylene with weight ratio of 60 to 40 and 4 per hundred compound (phc) of coupling agent mixed in the extruder device and then the specimens were fabricated by injection molding method. Then mechanical tests Included tensile, flexural and impact strength and physical examination, including water absorption and thickness swelling was performed on specimens according to (ASTM) standard. Also to study the morphology of the composites, scanning electron microscopy (SEM) was used. The results showed that by chemical treatment the mechanical strength increased and physical properties such as water absorption and thickness swelling decreased. Also the highest chemical treatments of wood flour was related to the banzylation treatment. As well as obtained results of scanning electron microscopy was indicate improve in cross linking between fibers and polymeric matrix on effect of chemical treatment, so that in treatment samples exiting of fibers into the matrix not observed.
    Keywords: Chemical treatment of wood flour, Weight percent gain, morphology, Wood plastic composite, chemical modification of wood flour
  • Fereshteh Fadavi *, Ali Abdolkhani, Yahya Hamzeh, Hubert Hettegger, Thomas Rosenau Pages 461-472
    Surface modification of cellulose, as the world’s most abundant polymer, plays an important role in sustainable chemistry. Microcrystalline cellulose, Avicel, was modified by an alkoxysilane under mild conditions in water, at room temperature and with a catalytic amount of sodium hydroxide. (3-Mercaptopropyl)-trimethoxysilane in three concentrations 535, 1074, 1614 µmol/mL (100, 200, 300 µL of silane, respectively) was grafted onto cellulose, then the modified cellulose was characterized by FTIR spectroscopy as well as solid state 13C NMR and 29Si NMR spectroscopy. Increasing the concentration of the alkoxysilane from 353 to 1074 µmol/mL increased the ratio of siloxane bridges with the cellulose backbone, while by increasing the silane concentration from 1074 to 1614 µmol/mL, has inhanced the ratio of polysiloxane bridges relative to covalent links with the cellulose backbone from 34% to 66%.
    Keywords: Cellulose modification, cellulose surface chemistry, microcrystalline cellulose, alkoxysilane chemistry, (3, mercaptopropyl), trimethoxysilane
  • Hejhar Abbasi, Hamid Zarea Hosseinabadi *, Hossein Mousazadeh Pages 473-483
    Furniture industry releases annually a large amount of volatile organic compound to the environment due to the use of adhesives, textiles, paints and coating materials. There are some different methods to measure the load of pollutions and the environmental impacts. Life cycle assessment (LCA) is one of the best techniques. LCA is a technique in which all environmental impacts related to a product assessed all over its life cycle, from cradle to grave, and ultimately can be used to improve the production process and to prevent unsuitable environmental impacts. In summary, it can be concluded that the use of this technique is the basis for sustainable development and improving social, economic, and environmental indices. This study focused on the collecting of a comprehensive life cycle inventory data for comfortable furniture in two different production processes (B1 and B2) located in Tehran province, and analyzed the environmental impacts during the production process as gate to gate investigation. The results revealed that emissions in production process B1 were higher than that of production process B2. The reason for this is that basic operations such as sawing and frame assembling along with final operation have been done in the same unit for case B1. Textile production and usage, and polyurethane foam were identified as the main hotspots, respectively. Moreover, the results showed that comfortable furniture production process has the highest effects on ecosystem quality, human health, and resources (fossil fuels and mines), respectively.
    Keywords: Life Cycle Assessment, comfortable furniture, ecosystem quality, human health