مجله صنایع چوب و کاغذ ایران
سال دهم شماره 2 (تابستان 1398)

مقدار ظرفیت حرارتی ویژه چوب برای فرایندهایی که در آنها نیاز به انتقال حرارت در چوب است و نیز در طراحی سازه های چوبی که متحمل تغییرات دمایی زیاد طی روز می شوند، مهم است. در این تحقیق، ظرفیت حرارتی ویژه چوب بلوط اصلاح حرارتی شده در مقایسه با چوب معمولی آن با استفاده از تکنیک گرماسنجی روبشی تفاضلی در دامنه دمایی 20- الی 20 درجه سانتی گراد و تحت شرایط خشک و تر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین ظرفیت حرارتی ویژه دو نوع چوب در شرایط خشک وجود ندارد و مقدار میانگین آن در دماهای 20 و 20- درجه سانتی گراد به ترتیب برابر با 1/47 و 0/84 ژول بر گرم کلوین بود. در مقابل، در دمای 20- درجه سانتی گراد، ظرفیت حرارتی ویژه چوب اصلاح شده تحت شرایط تر بیشتر از چوب معمولی بود و شار حرارتی بیشتری برای ذوب یخ موجود در آن مصرف شد. برخلاف رابطه خطی بین ظرفیت حرارتی ویژه خشک و دما در دامنه دمایی 0 تا 20 درجه سانتی-گراد، در هر دو نوع چوب در دمای کمتر از صفر درجه سانتی گراد این رابطه به صورت غیرخطی بود

در این پروژه برای سنتز و تولید نیتروسلولز با حساسیت پائین از روش استیلاسیون استفاده گردید. ابتدا نیاز به نیتروسلولزهایی با درصد ازت های مختلف 9/50، 11/50، 12/40و 12/80بود. با استفاده از متغیرهای تاثیر گذار در مقدار ازت از قبیل درصد اسید مخلوط(به علت حجیم بودن در متن اشاره شده است)، زمان نیتراسیون 35، 45، 55 و60، نسبت اسید به آلفا سلولز 60 و 75 نیتروسلولزهای مورد نظر تولید شد. سپس با استفاده از شرایط ثابت مختلف واکنش استیلاسیون از قیبل مقدار اسید استیک، انیدرید استیک و شرایط متغیر از قبیل استفاده یا عدم استفاده از تولوئن (رقیق کننده بی اثر) و درصد کاتالیزور پرکلریک اسید 0/03 و 0/04 درصد سلولز نیترات- استات (CNA) تولید شد. نتایج نشان داد که در اثر عدم استفاده از حلال بی اثر بجای محصول فیبری شکل محصولی ژله مانند تشکیل شد که غیر قابل خشک کردن بود. همچنین با درصد کاتالیزور 0/03 می توان به الیاف سفید رنگ سلولز نیترات- استات دست یافت و در اثر افزایش مقدار کاتالیزور محصول سیاه رنگ بدست می آید. همچنین منحنی های IR نشان داد که وقتی نیتروسلولز به سلولز نیترات - استات تبدیل می شود با استفاده از واکنش استیلاسیون، گروه های استیل جایگزین گروه های هیدروکسیل آزاد اشغال نشده نیتروسلولز می شوند. با مشاهده نتایج حاصل از IR برای نمونه های مختلف، مشخص شد که با تبدیل نیتروسلولز به CNA ، پیک باقی مانده گروه هیدروکسیل (OH)، با افزایش درصد ازت کاهش می یابد. به گونه ای که در نیتروسلولزهای با درصد ازت بالاتر از 12.80% کاملا حذف می شود. بدین ترتیب طیف IR می تواند ملاک مناسبی برای اطمینان از استیلاسیون باشد.همچنین نتایج نشان داد که با استیلاسیون نیتروسلولز حلالیت، مقاومت حرارتی، پایداری محصول افزایش یافته و سرعت سوزش و کالری آن کاهش می یابد.

بیست و هفت درصد از جنگل های استان گیلان با مساحت حدود 150 هزار هکتار تحت پوشش شرکت سهامی جنگل شفارود است که تاکنون در چارچوب 73 طرح جنگلداری از آن بهره برداری شده است. از طرفی با توجه به شرایط اکولوژیکی منطقه، گونه های قابل کاشت، ظرفیت و توانایی شرکت جنگل شفارود، سه گونه صنوبر، توسکا و کاج تدا جهت تعیین محصول بهینه، شناسایی بازارهای هدف و درنهایت اولویت بندی جهت سرمایه گذاری آتی به منظور طرح های زراعت چوب و مدیریت پایدار جنگل مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور پس از مطالعات و بررسی پژوهش های انجام شده و مصاحبه با کارشناسان متخصص، شاخص های موثر برروی تعیین محصول بهینه و بازارهای هدف به 6 گروه اصلی و 49 زیر شاخص تقسیم شدند. درجه اهمیت شاخص ها و زیر شاخص ها پس از اخذ آرای کارشناسان با بکارگیری فرآیند تحلیل سلسله مراتبی تعیین شد. نتایج نشان داد که گونه های کاج تدا (0/470)، توسکا (0/299) و صنوبر (0/230) به ترتیب دارای بیشترین اهمیت می باشند و بر این اساس جهت زراعت چوب و سایر طرح های جنگلداری پیشنهاد می شوند. در میان شاخص های سطح اصلی (صنایع مصرف کننده چوب)، صنایع خمیر و کاغذ، مبلمان، فرآورده های چوبی، ساختمان، لوازم و ابزار و حمل و نقل به ترتیب دارای بالاترین ارزش وزنی بودند. از میان زیر شاخص ها (محصولات) دستمال کاغذی نسبت به سایر محصولات دارای بالاترین اولویت بوده و پس از آن مبلمان اداری، راحتی و استیل و نیمه استیل به ترتیب بالاترین اولویت ها را به خود اختصاص دادند.

به منظور خردکردن مواد اولیه در این کارخانجات از انواع گوناگون دستگاه های خردکن و آسیاب استفاده می شود. فاکتورهای بسیاری در نتایج چیپس کردن چوب موثرند که بر کل فرآیند نیز اثرگذارند. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی تاثیر پارامترهای موثر بر کیفیت پوشال تولیدی و مصرف انرژی در آسیاب تیغه ای بود که در دانشگاه روزنهایم (آلمان) انجام گرفت. برای انجام این تحقیق از دو گونه صنوبر(Poplus Termula) و بلوط (Quercus Robur) استفاده شد. ابتدا از گرده بینه ها به کمک اره نواری الوار تهیه شد. سپس چیپس های تولیدی بر اساس جدول طرح آزمایشات به آسیاب تیغه ای تغذیه شدند. به منظور ارزیابی دقیق مصرف انرژی در هریک از شرایط آزمونی میزان حجم برابر چیپس در زمان برابر به پوشال تبدیل گردید. همچنین فاکتورهای مربوط به آسیاب تیغه ای در تمام آزمون ها ثابت بود. در هر آزمون میزان انرژی مصرفی حین فرآیند بوسیله دستگاه چند کاناله اندازه گیری مصرف انرژی اندازه گیری شد. سپس پوشال تولیدی به کمک الک چند طیقه بر اساس استاندارد EN 151491دانه بندی شدند. نتایج نشان داد، با تغییر گونه از صنوبر به بلوط مقدار مصرف انرژی افزایش می یابد. همچنین افزایش رطوبت از سطح 12% به 30% منجر به افزایش مصرف انرژی در آسیاب تیغه ای گردید، که این تفاوت در مصرف انرژی می تواند ناشی از تفاوت در بافت چوبی دو گونه باشد، چنانچه گونه صنوبر پراکنده آوند تا بخش نیمه روزنه ای است در حالی که گونه بلوط بخش روزنه ای است. نمودار اثرات متقابل گونه و رطوبت بر مصرف انرژی در آسیاب تیغه ای نیز نشان داد در هر دو سطح رطوبتی تغییر گونه از صنوبر به بلوط با افزایش مصرف انرژی همراه بود. همچنین نتایج نشان داد، سطح رطوبتی 30% واجد پوشال با کیفیت بالاتری در مقایسه با رطوبت 12% بود و نیز گونه بلوط در مقایسه با گونه صنوبر پوشال با کیفیت بالاتری تولید کرد.

با توجه به شرایط آب و هوایی و روند نابودی و تخریب جنگل ها، جنگل کاری جهت حفاظت از خاک و آب و تامین نیاز های بشر، یک امر ضروری است. جنگل کاری‎ با گونه صنوبر افزون بر تولید چوب، سودمندی های محیط‎زیستی و اجتماعی فراوانی به همراه دارند که اغلب آنها بدون بازار می باشند. در این مطالعه 2 مورد از خدمات اکوسیستمی صنوبر کاری ها از منظر اقتصادی موردتوجه قرار گرفت و با رویکردهای گوناگون ارزش گذاری شد. در این بررسی از روش های ارزش گذاری مستقیم بازار و روش هزینه جایگزین به ترتیب برای تعیین ارزش فرآورده های چوبی و غیرچوبی استفاده شد. نتایج نشان داد که ارزش کارکردهای تنظیم گاز و تولیدی به ترتیب معادل 1/41 میلیارد ریال و 1/54 میلیون ریال در سال در سطح 14 هکتاری منطقه مورد مطالعه، برآورد شد. لذا کارکرد تنظیم گاز سهم بیشتری از ارزش های برآورد شده را به خود اختصاص داد. این نتیجه بیانگر آن است که به طورکلی ارزش اقتصادی منطقه جنگل کاری‎شده مورد مطالعه از جنبه محیط‎زیستی بیشتر از جنبه تولیدی می باشد.

این تحقیق با هدف مقایسه اثر تترااتوکسی سیلان و وینیل تری اتوکسی سیلان بر ساختار شیمیایی و ویژگی های فیزیکی چوب صنوبر انجام شد. نمونه های آزمونی به شاهد، اصلاح با ترکیبات سیلانی، سیلان وینیلی/آغازگر بنزوئیل پراکساید و تلفیق سیلان/بنزوئیل پراکساید تفکیک شدند. واکنش ماده اصلاح کننده به تغییر ساختار شیمیایی، افزایش دانسیته و حجیم شدگی انجامید. افزایش وزن در اصلاح وینیل تری اتوکسی سیلان بیش از تترااتوکسی سیلان بود. حضور آغازگر به کاهش معنی دار جذب آب و تغییرات ابعاد در اصلاح با ترکیب سیلانی انجامید. در خاتمه آزمون غوطه وری-خشک کردن، کاهش وزن و ضریب حجیم کنندگی در حضور تترااتوکسی سیلان بیش از وینیل تری اتوکسی سیلان بود. کمترین افت وزن و حجیم شدگی به ترتیب در نمونه های وینیل تری اتوکسی سیلان/ بنزوئیل پراکساید و تلفیقی محاسبه شد. در مرحله اول، جذب آب نمونه های اصلاح شده با وینیل تری اتوکسی سیلان بیش از تترااتوکسی سیلان بود و از مرحله دوم، این روند معکوس گردید. پلیمریزاسیون ترکیب وینیلی در حضور آغازگر، به کاهش محسوس تر جذب آب و واکشیدگی حجمی در آزمون دوره ای انجامید.

کی از منابع مهم لیگنین، مایع پخت سیاه موجود در کارخانه های خمیرکاغذ سازی است که با توجه به حجم بالای مایع پخت تولید شده تیمار آن هم از نظر اقتصادی و هم از نظر محیط زیستی اهمیت زیادی دارد. لیگنین قلیایی به دلیل نامحلول بودن در آب و عدم واکنش پذیری، کاربرد های صنعتی محدودی دارد. بنابراین برای افزایش دامنه کاربردهایش نیازمند اصلاح شیمیایی است.. این تحقیق با هدف بررسی اصلاح شیمیایی لیگنین و تبدیل آن به فرآورده های محلول در آب انجام گرفته است. در این تحقیق ابتدا لیگنین موجود در مایع پخت سودای باگاس با فرآیند لیگنوبوست جدا شد و سپس فرآیند سولفونیشن با استفاده از سولفیت سدیم در سه شرایط واکنشی متفاوت (دمای 75 درجه سانتیگراد و زمان 6 ساعت، دمای 90 درجه سانتیگراد و زمان 6 ساعت و دمای 90 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعت) انجام شد. تغییرات ساختاری لیگنین با استفاده از دستگاه طیف سنج مادون قرمز (FTIR)، وزن مولکولی با استفاده از کروماتوگرافی اندازه طردی (SEC) ، رفتار حرارتی توسط آنالیز گرما وزن سنجی (TGA) و عناصر مشتقات محلول در آب از طریق دستگاه آنالیز عنصری (CHNS) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که لیگنین های سولفونه شده از نظر مقدار گروه های سولفونات با لیگنین اصلاح نشده متفاوت هستند و دارای مقادیر بیشتری از گروه سولفانات هستند. همچنین وزن مولکولی ، انحلال پذیری و پایداری حرارتی لیگنین های سولفونه شده به دلیل وجود گروه های سولفوانات نسبت به لیگنین اصلاح نشده افزایش یافت.

این تحقیق با هدف بررسی یک سیستم تجربی (اسپری) برای پوشش دهی نانوفیبرسلولز / نانوکیتوزان بر روی کاغذهای چاپ و تحریر به منظور بهبود ویژگی های ممانعتی و مکانیکی انجام شده است. نتایج آنالیزهای FE-SEM نشان داد که قطر متوسط نانوفیبرسلولز و نانوکیتوزان به ترتیب 10±28 و 10±40 نانومتر می باشد. جهت پوشش دهی کاغذ از نانوفیبرسلولز در 2 سطح (2 و 4 درصد) و نانوکیتوزان در 2 سطح (0/5 و 1 درصد) استفاده و با شرایط ثابت اسپری مانند زمان اسپری (20 ثانیه) و فاصله اسپری (20 سانتی متر) بر روی کاغذها اعمال و برخی ویژگی های آن طبق آئین نامه TAPPI اندازه گیری شد. نتایج نشان داد پوشش دهی نانوفیبرسلولز/ نانوکیتوزان به روش اسپری می تواند ویژگی های ممانعتی و مکانیکی کاغذ چاپ و تحریر را بهبود دهد. به طور کلی استفاده از این سیستم پوشش دهی می تواند با داشتن مزایای بهتر از روش پوشش دهی میله ای در ارتقاء کاغذهای چاپ و تحریر دارای قابلیت-های بالقوه باشد.

در این پژوهش ویژگی های مکانیکی و فیزیکی چندسازه پلی لاکتیک اسید- آرد ساقه کلزا ساخته شده با استفاده از تکنیک قالب-گیری فشاری مطابق با استانداردهای ASTM مورد بررسی قرار گرفت. طبق مشاهدات به دست آمده مشخص شد که با افزایش مقدار آرد ساقه کلزا، مدول گسیختگی، مقاومت کششی و مقاومت به ضربه بدون فاق چندسازه در مقایسه با PLA خالص کاهش و در مقابل ویژگی های الاستیک شامل مدول یانگ، مدول الاستیسیته خمشی و سختی سطح افزایش یافتند. همچنین، افزودن آرد ساقه کلزا موجب جذب آب و واکشیدگی ضخامت این چندسازه گردید. بعلاوه، در مطالعه ویژگی های حرارتی توسط آزمون DSC افزایش معنی داری در درجه کریستالیته چندسازه ساخته شده مشاهده شد. با توجه به نتایج به دست آمده می توان بیان داشت که استفاده از ساقه کلزا به عنوان یک منبع لیگنوسلولزی ارزان قیمت و تجدیدپذیر می تواند علاوه بر نقش پرکننده در ساخت محصولات چندسازه، موجب بهبود برخی خواص مکانیکی آن گردد.

هدف این تحقیق بهبود خواص کاغذهای پوشش شده در اثر اتوزنی بود. دو کاغذ چاپ و تحریر 75 و 125 گرمی و پنج ترکیب پوشش دهی (ترکیب اول با درصد اتصال دهنده های 22/9% و مواد جامد 50%، ترکیب دوم با درصد اتصال دهنده های 24/37% و مواد جامد 50%، ترکیب 3 با درصد اتصال دهنده های 9/22% و مواد جامد 30%، ترکیب 4 با درصد اتصال دهنده های 24/37% و مواد جامد 30% و سوسپانسیون پنجم با درصد اتصال دهنده های 3/42% و مواد جامد50%) استفاده گردید. پوشش ها شامل 80٪ خاک رس، 20٪ کربنات کلسیم آسیابی، پراکنده ساز و مقادیر متفاوت پلی وینیل استات و لاکتیک اسید بود. کاغذهای پایه و پوشش دهی شده پس از پوشش دهی خشک شدند. تیمار اتوزنی با دمای 55 درجه سانتیگراد و فشار خطی 60 کیلوگرم بر سانتی متر بر روی نمونه ها انجام گرفت. آزمون های ضخامت، جذب آب، مقاومت به عبور هوا، مقاومت به پارگی و مقاومت به ترکیدن در نمونه های شاهد و اتوزنی شده اجرا شد. عملیات اتوزنی در کاهش ضخامت و افزایش مقاومت به عبور هوا موثر بود. کاهش جذب آب فقط در نمونه های 75 گرمی رخ داد. در اثر اتوزنی مقاومت های مکانیکی کمی بهبود یافت، ولی در اغلب موارد شاخص مقاومت ها کاهش یافت.

هدف این مطالعه ساخت داربست دولایه حاوی نانوالیاف سلولز/پلی ونیل الکل (CNF/PVA) برای ارزیابی قابلیت استفاده آن در مهندسی بافت پوست است. یک روش پیوسته برای اضافه کردن لایه ها با دو غلظت مختلف از پلیمرها توسط روش خشک کردن انجمادی مورد استفاده قرار گرفت. آنالیز FE-SEM نشان داد که داربست های بدست آمده تخلخل به هم پیوسته و اندازه منافذی دارند که در غلظت کمتر پلیمرها، افزایش می یابند. همچنین داربست ها براساس جذب آب، ویژگی های مکانیکی و آزمون MTT طبقه بندی شدند. غلظت کمتر پلیمرها، جذب آب را افزایش و مقاومت مکانیکی را کاهش داد. نتایج MTT نیز نشان داد که این داربست های نانوفیبری الزامات مورد نیاز برای یک ماده ی زیست تخریب پذیر برای بازسازی پوست را دارند.

کاربرد لیگنین کرافت صنعتی در تهیه محصولات با ارزش افزوده، به دلیل ناهمگنی ذاتی لیگنین که طی فرآیند پخت شیمیایی تشدید می شود، با محدودیت روبرو است. فرآیند جزءجزءسازی لیگنین با استفاده از حلال های آلی برای دست یابی به لیگنین با ویژگی های مناسب برای تهیه محصولات با ارزش افزوده بسیار مورد توجه است. در این تحقیق، دو نوع لیگنین کرافت صنعتی سوزنی برگان با فرآیند جزءجزءسازی به روش تک مرحله ای توسط استون به دو بخش محلول و نامحلول تفکیک شد. ویژگی های هر دو لیگنین اولیه و اجزاء محلول و نامحلول حاصل از آنها، به وسیله آزمون های کروماتوگرافی تراوش ژلی (GPC)، طیف سنجی مافوق قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، طیف سنجی 31P NMR و گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) مطالعه شد. نتایج نشان داد بخش های حاصل دارای وزن مولکولی، گروه های هیدروکسیل عاملی و دمای انتقال شیشه ای متفاوت هستند. بخش محلول که دارای وزن مولکولی و بسپاشیدگی کمتری بود، گروه های هیدروکسیل آلیفاتیک کمتر، هیدروکسیل فنولی بیشتر و دمای انتقال شیشه ای کمتر را نسبت به بخش نامحلول نشان داد. همچنین، مشخص شد که به وسیله استخراج تک مرحله ای با حلال، به راحتی می توان به اجزایی از لیگنین صنعتی با خصوصیات ویژه دست یافت که فهم همبستگی بین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آنها می تواند ابزاری مناسب برای شناسایی و معرفی لیگنین مناسب در کاربردهای بالقوه مختلف باشد.

پوشش های شفاف استفاده شده در محیط های بیرونی مانند رنگ های شفاف آکریلیکی معمولا دارای عمر کوتاهی هستند زیرا امواج نور خورشید به راحتی از این نوع پوشش ها عبور کرده و به سطح چوب می رسند و موجب تخریب دیواره سلولی بافت چوب می شوند. با استفاده از مواد جاذب نور فرابنفش مناسب در ساختار رنگ ها می توان این پدیده را کاهش داد. به همین منظور در این تحقیق، ساختار رنگ آکریلیکی شفاف بوسیله نانوسلولز (1درصد) و نانو اکسیدروی (0 و 0/5 درصد) اصلاح و به کمک قلم مو روی نمونه های چوب راش اعمال گردید. سپس این نمونه ها به مدت شش ماه در معرض هوازدگی طبیعی قرار داده شدند. نتایج حاصل از اندازه گیری مقاومت چسبندگی رنگ، زاویه تماس، رنگ سنجی، طیف سنجی ATR-FTIR و تصاویر میکروسکوپی نشان داد که استفاده از نانو سلولز در کنار نانو اکسید روی توانسته مقاومت به هوازدگی چوب های پوشش داده شده را افزایش دهد به طوری که این نمونه ها تخریب کمتری را در طی هوازدگی از خود نشان دادند.