Search

یکی از راه‏های غلبه بر کمبود منابع چوبی، کشت درختان صنعتی می‏باشد. در این بین برای سرمایه‏گذاری بهینه در بخش زراعت چوب باید به مواردی از قبیل میزان رشد سالیانه گونه مورد کشت، تطابق گونه با آب و هوای منطقه، سازگاری با خاک محل کشت و همچنین کیفیت چوب تولیدی و قابلیت آن به‏عنوان ماده اولیه مورد استفاده در صنایع لیگنوسلولزی توجه گردد. یکی از ارقام صنوبر با رشد فوق‏العاده سریع که به تازگی معرفی شده، صنوبر هیبرید مفید (Populus euphratica Oliv. × P. alba L.) می‏باشد. از آنجایی‏که چوب و ضایعات چوبی تولید شده درحین تبدیل مکانیکی چوب، به‏عنوان منبع اصلی مورد استفاده در تولید چندسازه چوب پلاستیک می‏باشد، در این پژوهش استفاده از آرد چوب درخت 4 ساله صنوبر هیبرید "مفید" به‏عنوان ماده پرکننده در تولید چوب پلاستیک پلی‏اتیلنی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که چندسازه‏های دارای پرکننده لیگنوسلولزی صنوبر مفید دارای خواص مکانیکی و فیزیکی قابل قبول و تقریباً مشابه با چندسازه‏های حاوی آرد چوب مخلوط پهن‏برگان (تیمار شاهد) بودند. نتایج نشان داد که در هردو آزمون کشش و خمش تغییر طول در حین اعمال نیرو در چندسازه‏های دارای پرکننده صنوبر کمتر بود، بنابراین مدول‏های کششی و خمشی نسبت به چندسازه‏های شاهد بیشتر بود. نتایج نشان داد که استفاده از آرد چوب صنوبر سبب افت میزان مقاومت به ضربه گردید. همچنین از بین تیمارهای 20، 30 و 40 درصد پرکننده، تیمار دارای 30 درصد پرکننده دارای بیشترین خواص مقاومتی بود. تمامی نمونه‏ها دارای خواص جذب آب و واکشیدگی ضخامت قابل قبولی بودند.

ویژگی‌های مکانیکی (مقاومت و مدول کششی، مقاومت و مدول خمشی)، رطوبتی (جذب آب و واکشیدگی ضخامت) و زیست‌تخریب‌پذیری چوب‌پلاستیک‌های تولید شده از پلی‌پروپیلن و آرد چوب صنوبر (آرد چوب در سه سطح صفر، بیست و بیست و پنج درصد) در حضور پودر نشاسته (در چهار سطح صفر، پنج، ده و پانزده درصد) به عنوان مقاومت‌دهنده زیستی بررسی شد. فرایند مخلوط سازی مواد در دو مرحله و ابتدا با استفاده از یک دستگاه اکسترودر و سپس با استفاده از یک دستگاه مخلوط کن داخلی هاکه انجام شد. عملیات تولید نهایی نمونه‌های آزمون‌های مکانیکی و رطوبتی با روش تزریق قالبی و نمونه‌های آزمون زیست‌تخریب‌پذیری با روش پرس گرم انجام شد. آزمون‌ها مطابق استانداردها و روش‌های اجرائی مدون انجام شد. نتایج آزمون های انجام شده نشان داد که با افزایش درصد وزنی آرد چوب در ترکیب، مقاومت‌های مکانیکی، جذب آب، واکشیدگی ضخامت و زیست‌تخریب‌پذیری چندسازه‌ها افزایش یافت. با افزایش درصد وزنی پودر نشاسته در ترکیب، مقاومت و مدول خمشی، مدول کششی، جذب آب، واکشیدگی ضخامت و زیست‌تخریب‌پذیری چندسازه‌ها افزایش یافت اما مقاومت به کشش کاهش یافت. مطالعات تکمیلی با میکروسکوپ الکترونی رویشی نشان داد که با افزودن آرد چوب و پودر نشاسته به ترکیب، شدت تخریب زیستی در سطح نمونه‌ها افزایش یافته. همچنین با افزودن پودر نشاسته در ترکیب، ذرات پودر نشاسته درون حفرات موجود در ساختار چندسازه قرار گرفته اند و بدین ترتیب میزان خلل و فرج در ساختار چندسازه‌ها کاهش یافته است.

در این تحقیق، تاثیرات فرایند بازیابی بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی چند سازه‌های چوب پلاستیک ساخته شده از آرد چوب- پلی-اتیلن دانسیته سنگین بررسی شد. مواد چند سازه‌ شامل آرد چوب، پلی‌اتیلن دانسیته سنگین و پلی‌اتیلن 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. روش‌های آنالیز متنوعی شامل آزمون خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت به ضربه و جذب آب بر طبق آزمون‌های استاندارد، اندازه‌گیری طول الیاف و نیز مطالعه مورفولوژی با میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) جهت شناخت تاثیرات بازیافت بر چند سازه‌های آرد چوب- پلی‌اتیلن انجام شد. نتایج نشان داد که چند سازه‌های بازیابی شده در مقایسه با چند سازه‌های اولیه دارای مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته‌ی کمتری بودند. ولی چند سازه‌های یک بار بازیافت شده، نسبت به سایر نمونه‌ها دارای مقاومت به ضربه‌ی بیشتری بودند. همچنین نتایج نشان داد که چند سازه‌های بازیافتی در مقایسه با چند سازه‌های اولیه دارای جذب آب کمتری بودند.

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 نمونه‌ها تهیه شد. از آنالیز گرما وزن سنجی به‌‌منظور مقایسة میزان پایداری حرارتی کامپوزیت‌ها 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 چند‎سازه چوب‎-پلاستیک ساخته‎شده با افزایش مقدار آرد چوب افزایش یافته، ولی واکشیدگی ضخامت چند‎سازه‎های ساخته‎شده، حتی بعد از 72 ساعت غوطه‎وری در آب، در حد صفر اندازه‌گیری 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 چند‎سازه‎های تهیه‎شده بالاتر بود و با افزایش مقدار آرد چوب مقاومت حرارتی چند‎سازه ساخته‎شده کاهش یافت. بیشترین مقدار پایداری حرارتی برای نمونه ساخته شده با پلی کربنات خالص به دست آمد.

چکیدهسابقه و هدف: سرامیک‌های متخلخل به دلیل برخی خواص رو به گسترش شان نظیر پایداری و استحکام در دمای بالا، فعالیت کاتالیتیکی، مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی در شرایط کاربردی سخت تری نسبت به فلزات، شیشه‌ها و پلیمرهای متخلخل مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف انجام این پژوهش بررسی امکان استفاده از آرد چوب به عنوان عامل ایجاد کننده تخلخل جهت ساخت فوم سرامیکی و نیز بررسی خواص مکانیکی و کارایی استفاده از سرامیک ساخته شده جهت حذف فلز کادمیوم از محلول آبی می‌باشد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش از آرد چوب مش 40 و 80، نهیه شده از پوشال گونه پالونیا استفاده شد. آرد چوب با نسبت های وزنی 5، 10 و 15 درصد با پودر سرامیک مخلوط شده و دوغاب تهیه شده داخل قالبی چوبی ریخته‌گری شد. پس از خشک شدن اولیه در محیط آزمایشگاه، عملیات پخت به وسیله کوره الکتریکی در دمای 1100 درجه سانتی گراد انجام شد. سرامیک متخلخل با بیشترین تخلخل جهت حذف فلز کادمیوم از محیط آبی انتخاب و اثر پارامترهای pH، زمان تماس، دما، غلظت فلز کادمیوم و دوز جاذب بر میزان جذب مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: افزودن آرد چوب به بستر سرامیکی سبب ایجاد تخلخل و کاهش دانسیته در نمونه های سرامیکی شد، ضمن آنکه تصاویر SEM نشان از حضور کربن فعال در حفره‌های ایجاد شده داشت. نتایج بدست آمده اختلاف معنی داری بین نمونه شاهد و سرامیک متخلخل در جذب فلز کادمیوم نشان می‌دهد. همچنین بر اساس نتایج به‌دست آمده بهترین pH برابر 6، غلظت فلز کادمیوم برابر 10 میلی‌گرم بر لیتر، مقدار دوز جاذب 3/0 گرم، دمای 35 درجه سانتی‌گراد و زمان 60 دقیقه را می‌توان به عنوان متغییرهای بهینه معرفی نمود. نتیجه گیری: استفاده از آرد چوب به عنوان عاملی جهت ایجاد تخلخل، نه تنها در تولید سرامیک‌های متخلخل موفق می‌نماید، بلکه به سبب تبدیل بافت چوب به کربن فغال درون حفرات برجای مانده، سرامیک متخلخل ساخته شده کارایی بالایی را در جذب فلز سنگین کادمیوم از خود نشان داد.یافته‌ها: افزودن آرد چوب به بستر سرامیکی سبب ایجاد تخلخل و کاهش دانسیته در نمونه های سرامیکی شد، ضمن آنکه تصاویر SEM نشان از حضور کربن فعال در حفره‌های ایجاد شده داشت. نتایج بدست آمده اختلاف معنی داری بین نمونه شاهد و سرامیک متخلخل در جذب فلز کادمیوم نشان می‌دهد. همچنین بر اساس نتایج به‌دست آمده بهترین pH برابر 6، غلظت فلز کادمیوم برابر 10 میلی‌گرم بر لیتر، مقدار دوز جاذب 3/0 گرم، دمای 35 درجه سانتی‌گراد و زمان 60 دقیقه را می‌توان به عنوان متغییرهای بهینه معرفی نمود. نتیجه گیری: استفاده از آرد چوب به عنوان عاملی جهت ایجاد تخلخل، نه تنها در تولید سرامیک‌های متخلخل موفق می‌نماید، بلکه به سبب تبدیل بافت چوب به کربن فغال درون حفرات برجای مانده، سرامیک متخلخل ساخته شده کارایی بالایی را در جذب فلز سنگین کادمیوم از خود نشان داد.