
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,625,721 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,218,549 |
ویژگیهای فیزیکی-شیمیایی و ریزساختاری چوبپلیمر اصلاح شده با ترکیبات سیلانی | ||
پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
دوره 28، شماره 2، شهریور 1400، صفحه 59-73 اصل مقاله (1018.36 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2021.18478.1894 | ||
نویسندگان | ||
زهرا عباسی1؛ مریم قربانی کوکنده2؛ رئوفه عابدینی* 3؛ مجتبی امینی نسب4 | ||
1دانشآموخته کارشناسیارشد ، گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران، | ||
2دانشیار ، گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران، | ||
3استادیار ، گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران، | ||
4استادیار، گروه شیمی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران | ||
چکیده | ||
چکیده سابقه و هدف: یکی از انواع روشهای بهبود خواص زیستی و مکانیکی چوب، اشباع آن با مونومر است. متیلمتاکریلات یکی از متداولترین مونومرهای وینیلی است که کاربرد گستردهای در تهیه کامپوزیتهای چوبپلیمر دارد. اما برخی مونومرهای وینیلی، غیرقطبی هستند و بدون اثر محسوس بر گروههای هیدروکسیل چوب، صرفاً حفراتسلولی و دیگر فضاهای خالی چوب را بهصورت فیزیکی پر میکنند. بنابراین، چوبپلیمر حاصل علیرغم کاهش سرعت جذب آب، همچنان آبدوست باقی میماند. تشکیل پیوند بین مونومرهای غیرقطبی و گروههای هیدروکسیل چوب از طریق اعمال اصلاح ترکیبی و تأثیر بر ساختار شیمیایی چوب، بهبود ویژگیهای فیزیکی را محسوستر خواهد نمود. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر اصلاح دیوارهای با ترکیبات سیلانی (تترااتوکسیسیلان و وینیلتریاتوکسی-سیلان) بر خواص فیزیکی، ساختار شیمیایی و آناتومی چوب اصلاحشده با پلیمر متیلمتاکریلات انجام شد. مواد و روشها: اشباع چوب صنوبر در یک فرایند خلاء-فشار دومرحلهای، نخست با ترکیب سیلانی و متعاقباً مونومر متیلمتاکریلات در حضور آغازگر بنزوئیلپراکساید انجام شد. برای اصلاح دیوارهای، نمونههای اشباعشده با تترااتوکسیسیلان در دمای 120 درجه سانتی-گراد قرارگرفتند. سپس نمونههای اصلاح دیوارهای شده با متیلمتاکریلات اشباع شدند. در خصوص نمونههای حاوی سیلانوینیلی، اصلاح با ترکیب سیلانی و مونومر وینیلی همزمان انجام شد. جذب آب و تغییرات ابعاد، ساختار شیمیایی و آناتومی چوبپلیمر حاصل بهترتیب طی آزمون غوطهوری در آب، طیفسنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی بررسی گردید. یافتهها: تغییرات طیفزیرقرمزتبدیل فوریه مؤید اصلاح دیواره سلولی چوب توسط ترکیبات سیلانی بود. اصلاح چوب با تلفیق تترااتوکسیسیلان/وینیلتریاتوکسیسیلان/متیلمتاکریلات به بیشترین افزایش در شدت پیک گروه کربونیل انجامید. حضور پلیمر متیل-متاکریلات در حفرات سلولی و افزایش مقدار آن در ساختار چوب اصلاح دیوارهایشده بهوسیله تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی تأیید شد. اصلاح با ترکیب سیلانی به بهبود نرخ تبدیل مونومر به پلیمر انجامید که این بهبود در اصلاح با ترکیب وینیلی سیلان محسوستر بود. سطح حاوی وینیلتریاتوکسیسیلان، علیرغم واکنشپذیری کمتر، بهدلیل امکان بسپارش و برقراری پیوند با متیل-متاکریلات، افزایش وزن بیشتری را در نمونهی اصلاح تلفیقی نشان داد. کارایی آبگریزی نمونههای حاوی متیلمتاکریلات با افزایش زمان غوطهوری در آب کاهش یافت، که این تنزل در تلفیق با اصلاح دیوارهای کمتر شد. بیشترین اثر ضدواکشیدگی در نمونههای اصلاح تلفیقی تترااتوکسیسیلان/ وینیلتریاتوکسیسیلان/ متیلمتاکریلات بدست آمد. نتیجهگیری: تلفیق اصلاح دیوارهای چوب با ترکیبات سیلانی و اشباع حفرات سلولی با متیلمتاکریلات سبب افزایش سازگاری پلیمر با دیواره سلول، و همچنین اشغال حفرات و فضاهای خالی درون چوب توسط پلیمر گردید. اصلاح با هر دو ترکیب سیلانی/ پلیمر متیل-متاکریلات بیشترین بهبود را در ویژگیهای فیزیکی چوبپلیمر ایجاد کرد. وینیلتریاتوکسیسیلان در مقایسه با تترااتوکسیسیلان به بهبود محسوستر خواص فرآورده چوبپلیمر حاصل انجامید. | ||
کلیدواژهها | ||
کامپوزیت چوبپلیمر؛ اصلاح چوب؛ ترکیبات سیلانی؛ متیلمتاکریلات | ||
مراجع | ||
1.Abbasi, Z., Ghorbani, M., Abedini, R., and Amininasab, S.M. 2019. Comparing the effect of modification with different silane compounds on the chemical structure and physical properties of poplar wood. Iranian J. of Wood and Paper Industries. 10: 2. 223-235. (In Persian)
2.Devi, R.R., Ali, I., and Maji, T.K.2003. Chemical modification of rubber wood with styrene in combination with a cross linker: effect on dimensional stability and strength property. BioResource Technology. 88: 3. 185-188.
3.Donath, S., Militz, H., and Mai, C. 2004. Wood modification with alkoxysilanes. Wood Science and Technology.38: 7. 555-566.
4.Devi, R.R., and Maji, T.K. 2007. Effect of glycidyl methacrylate on the physical properties of wood-polymer composites. J. of Polymer Composites. 28: 1-5.
5.Donath, S., Militz, H., and Mai, C. 2006. Creating water-repellent effects on wood by treatment with silanes. Holzforschung. 60: 1. 40-46.
6.Ellis, W.D. 1994. Moisture sorption and swelling of wood-polymer composites. Wood and Fiber Science. 26: 3. 33-341.
7.Ellis, D.W. 2000. Wood-polymer composites: review of processes and properties, molecular crystals and liquid crystals science and technology. Section A. Molecular Crystals and Liquid Crystals. 353: 1. 75-84.
8.Ghorbani, M., Nikkhah Shahmirzadi,A., and Amininasab, S.M. 2017. Physical and morphological properties of combined treated wood polymer composites by maleic anhydride and methyl methacrylate. Wood Chemistry and Technology. 37: 6. 443-450.
9.Ghorbani, M., Asghari Aghmashadi, Z., Amininasab, S.M., and Abedini. R. 2019a. Effect of different coupling agents on chemical structure and physical properties of vinyl acetate/wood polymer composites. J. of Applied Polymer Science. 136: 1-6.
10.Ghorbani, M., Asghari Aghmashadi, Z., Amininasab, S.M., and Abedini. R. 2019b. Effect of different coupling agents on the thermal, mechanical and biological behavior of vinyl acetate-wood polymer composite. Holzforschung. 73: 10. 967-973.
11.Ghorbani, M., Poorzahed, N., and Amininasab, S.M. 2020. Morphological, physical, and mechanical properties of silanized wood-polymer composite. J. of Composite Materials. 54: 11. 1403-1412.
12.Heydari, F., Ghorbani, M., and Zabihzadeh, S.M. 2016. Effects of maleic anhydride and glycidyl methacrylate on morphological and physical properties of styrene wood-polymer. Forest and wood products.69: 2. 361-374. (In Persian)
13.Jani, M., Rozman, D., and Rahim, S. 2007. Rubber wood-polymer composites: the effect of chemical impregnation on the mechanical and physical properties. Malaysian Polymer J. 2: 2. 1-11.
14.Li, Y.F., Liu, Y.X., Wang, X.M.,Wu, Q.L., Yu, H.P., and Li, J. 2010b. Wood-polymer composites prepared by the in situ polymerization of monomers within wood. Applied Polymer Science. 119: 6. 3207-3216.
15.Li, Y., Liu, Y., Li, J., Lv, D., and Fan, X. 2010c. Fabrication of a novel wood-based composite by in-situ polymerization of functional monomers. In: Proceedings of the 2010 international conference on measuring technology and mechatronics automation, Changsha, China, pp. 208-211.
16.Li, Y. 2011. Wood-polymer composites. In: P. Tesinova (eds). Advances in composite materials-analysis of natural and man-made materials. InTech Publication. Croatia, pp. 229-284.
17.Li, Y., Wu, Q., Li, J., Liu, Y., Wang, X.M., and Liu, ZH. 2012. Improvement of dimensional stability of wood via combination treatment: swelling with maleic anhydride and grafting with glycidyl methacrylate and methyl methacrylate. Holzforschung. 66: 1. 59-66.
18.Mai, C., and Militz, H., 2004. Modification of wood with silicon compounds. Inorganic silicon compounds and sol-gel systems: a review. Wood Science and Technology. 37: 5. 339-348.
19.Nachtigall, S.M., Cerveira, G.S., and Rosa, S.M. 2007. New polymeric-coupling agent for polypropylene/wood-flour composites. Polymer Testing J.26: 5. 619-628.
20.Omidvar, A. 2010. Wood polymer composite. Gorgan Agricultural Sciences and Natural Resources University press. 127p. (In Persian)
21.Shah, G.B., Fuzail, M., and Anwar,J. 2004. Aspects of the cross linking of polyethylene with vinyl Silane.J. of Applied Polymer Science.92: 6. 3796-3803.
22.Siuda, J., Perdoch, W., Mazela, B., and Zborowska, M. 2019. Catalyzed reaction of cellulose and lignin with methyltrimethoxysilane FT-IR, 13C NMR and 29Si NMR studies. Materials. 12: 12. 1-15.
23.Sobhani Oskouie, F., Ghorbani, M.,and Amininasab, S.M. 2016. The effects of modification with silan compound on physical properties of poplar wood (Popolus Deltoids). Iranian J. of Wood and Paper Science Research.31: 3. 458-471. 24.Yap, M.C.S., Que, Y.T., and Chiaz. L.H.L. 1991. FTIR characterization of tropical wood-polymer composites.J. of Applied Polymer Science.43: 2083-2090. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 286 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 226 |