بررسی ترکیب فورفورال-اوره برای بهبود ویژگی های فیزیکی مکانیکی چوب توس

اشباع چوب با انواع تک پار و تبدیل آن به یک بسپار غیرقابل آبشویی موجب دست یابی به یک محصول جدید به نام چوب بسپار می شود. ترکیبات فورانی مانند الکل فورفوریل به طور تجاری برای اصلاح چوب و ساخت چوب بسپار استفاده می شوند. چوب با الکل فورفوریل اشباع شده و سپس با حرارت دهی تبدیل به پلی الکل فورفوریل می شود. در ایران مقدار زیادی فورفورال از ضایعات ساقه نیشکر تولید می شود که در واقع ماده اولیه ساخت الکل فورفوریل است. فورفورال مانند الکل فورفوریل به تنهایی قابلیت تبدیل به بسپار را ندارد، اما این ماده یک آلدهید است و می تواند با اوره واکنش داده و ساختار پلیمری تشکیل دهد. در این مطالعه امکان بهبود ویژگی های فیزیکی-مکانیکی چوب توس با استفاده از ترکیب فورفورال+اوره و یک کاتالیزور اسیدی (انیدرید مالئیک) بررسی شد. چوب توس (Betula sp.) وارداتی از کشور روسیه برای انجام مطالعات استفاده شد. ترکیب فورفورال+اوره/ انیدرید مالئیک به صورت تیمار دو مرحله ای و با استفاده ار روش خلاء/فشار به چوب تزریق شد، مرحله اول: فورفورال رقیق شده در آب و متانول، مرحله دوم: محلول آبی اوره/ انیدرید مالئیک. همچنین برای مقایسه نتایج از فرمول تجاری سازی شده بر پایه الکل فورفوریل نیز برای اشباع و تیمار چوب استفاده شد. برای پخت مواد و تبدیل آنها به بسپار، چوب های اشباع شده حرارتی دهی شدند. ویژگی-های فیزیکی و مکانیکی نمونه ها طبق روش ها و استانداردهای سری ISO 13061 اندازه گیری و گزارش شد. نسبت موجود بین فورفورال+اوره/ انیدرید مالئیک مناسب بوده و به طور میانگین 80-60 درصد ترکیبات طی فرآیند پخت رزین تبدیل به بسپار شدند. نرخ آبشویی مواد از چوب در حدود 4 درصد بود که قابل مقایسه با فرمول تجاری بر پایه الکل فورفوریل است. مقادیر افزایش وزن نمونه ها (WPG) با توجه به غلظت فورفورال از 27 تا 57 درصد متفاوت بود. با وجود اثر حجیم کنندگی، چگالی نمونه ها پس از تیمار افزایش محسوس داشت. نتایج اندازه گیری جذب آب نمونه ها پس از غوطه وری در آب نشان داد که میزان جذب آب بستگی به مقدار WPG دارد و با افزایش آن کاهش می یابد. واکشیدگی ابعاد نمونه های تیمار شده با ترکیب فورفورال+اوره/انیدرید مالئیک نیز با افزایش WPG کاهش یافت، اما کمترین مقدار واکشیدگی ابعاد مربوط به تیمار الکل فورفوریل بود. بررسی مقاومت های مکانیکی نشان داد که تیمار چوب با ترکیب فورفورال+اوره/ انیدرید مالئیک باعث کاهش مقاومت به سختی و مقاومت به ضربه چوب می شود، در حالی که مقاومت های استاتیکی مانند مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته و فشار موازی الیاف افزایش یافتند. تیمار با الکل فورفوریل نیز موجب کاهش مقاومت به ضربه چوب شد. تیمار چوب با ترکیب فورفورال+اوره/انیدرید مالئیک بویژه در مقادیر WPG بالا پتانسیل خوبی برای بهبود اغلب ویژگی-های چوب را دارد. اسیدیته بالای محلول های اشباع بر پایه فورفورال یکی از مواردی است که نیاز به مطالعات تکمیلی دارد. در صورت استفاده از pH قلیایی گیرائی رزین دچار اختلال شده و نرخ آبشویی مواد افزایش می یابد. از طرفی دیگر pH اسیدی نیز اثر تخریبی بر روی چوب دارد.