بررسی ویژگی‌های رزین طبیعی تانن- فورفورال برای اصلاح چوب صنوبر

Abstract

سابقه و هدف: تانن یک بسپار طبیعی است که اخیراً برای حفاظت چوب پیشنهاد شده است، اما این پلیمر به‌تنهایی در برابر آب مقاومت چندانی نداشته و به‌آسانی هیدرولیز می‌شود. استفاده از آلدهیدهای مختلف برای ساخت رزین­های بر پایه تانن برای بهبود خواص این رزین‌ بارها مورد مطالعه قرار گرفته است. فورفورال یک آلدهید طبیعی است که از هیدرولیز اسیدی ضایعات کشاورزی ازجمله تفاله نیشکر تولید می‌شود. در این پژوهش ابتدا اثر افزودن فورفورال به‌عنوان یک آلدهید طبیعی بر روی ویژگی‌های شبکه تانن بررسی شد. سپس قابلیت رزین طبیعی تانن/فورفورال برای اصلاح آغشتگی چوب صنوبر به‌منظور بهبود خواص فیزیکی آن ارزیابی شد.مواد و روش‌ها: محلول‌های آبی تانن با غلظت 20 درصد و نسبت‌های مختلف فورفورال (5/2، 5، 10، 15، 20، 25، 40 و 50 درصد وزن خشک تانن) در pH های متفاوت (2، 5/4، 7 و 9) ساخته شدند. سپس ویژگی‌های مختلف رزین‌ها ازجمله مقاومت به آبشویی، ویسکوزیته، دانسیته و زمان ژله‌ای شدن ارزیابی شده و در ادامه با روش فاکتوریل کامل به‌وسیله نرم‌افزار مینی تب در سطح اطمینان 95 درصد شرایط بهینه برای ساخت رزین مناسب اشباع چوب انتخاب شد. رزین ساخته‌شده در شرایط بهینه برای اشباع چوب صنوبر با استفاده از روش خلأ/فشار مورداستفاده قرار گرفت. برای پخت رزین و تبدیل آن‌ها به بسپار در داخل چوب از حرارت‌دهی استفاده شد. سپس ویژگی­های فیزیکی چوب طبق استانداردهای سری (2020) ISO 13061 اندازه‌گیری شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش نسبت فورفورال دانسیته رزین‌ها افزایش پیدا کرد. زمان ژله‌ای شدن و گرانروی رزین‌ها با افزایش نسبت فورفورال روند افزایشی داشت. رزین ساخته‌شده با نسبت فورفورال 50 درصد بالاترین مقاومت به آبشویی را داشت. بررسی میکروسکوپی نشان داد که رزین‌های حاوی فورفورال دارای ساختار متخلخل‌تری بودند. مطالعات وزن‌سنجی حرارتی نشان داد که تا دمای 580 درجه سانتی‌گراد پلیمر تانن/فوفورال اصلاح‌شده دارای ثبات حرارتی بیش‌تری بود. بر اساس روش فاکتوریل کامل، شرایط بهینه برای ساخت رزین، نسبت فورفورال 50 درصد در اسیدیته 5/4 بود. نمونه‌های چوب صنوبر اشباع‌شده با رزین منتخب دارای جذب آب واکشیدگی حجمی کم‌تری نسبت به نمونه تیمار نشده بودند. با افزایش غلظت رزین، میزان جذب آب واکشیدگی ابعاد نمونه‌های تیمار شده کاهش قابل‌ملاحظه‌ای داشت.نتیجه‌گیری: مطالعات وسیعی در سطح جهانی برای استفاده از پلیمرهای طبیعی به‌منظور حفاظت و اصلاح چوب در حال اجرا است. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از رزین طبیعی تانن/فورفورال دورنمای نویدبخشی برای اصلاح ویژگی‌های فیزیکی چوب را دارد. با تنظیم درست شرایط ساخت رزین و پیش تیمار تانن-فورفورال می‌توان به رزینی با گرانروی مناسب و مقاوم به آبشویی برای استفاده در صنعت اشباع چوب دست‌یافت.

Keywords

• تانن
• فورفورال
• ثبات ابعاد
• آبشویی
• چوب صنوبر