پژوهش های علوم و فناوری چوب و جنگل (Feb 2021)
مطالعه رفتار حرارتی و زاویه تماس قطره در چوب‌پلیمر فورفوریله شده صنوبر
Abstract
چکیدهسابقه و هدف: چوب پلیمرهای مختلف، ویژگی‌های متفاوتی را در مقایسه با چوب ماسیو دارند، تحقیقات انجام شده تا کنون بیشتر به بررسی تغییرات فیزیکی و مکانیکی ایجاد شده در این فراورده ها پرداخته است از این رو این پژوهش به منظور بررسی رفتار حرارتی و زاویه تماس قطره در چوب پلیمر فورفوریله شده صنوبر انجام گرفت.مواد و روش ها: نمونه‌های چوب پلیمر با اشباع تحت فشار و پلیمریزاسیون منومر فورفوریل الکل با کاتالیزور حرارت ساخته شدند. نمونه‌های چوبی در دو سطح فورفوریلاسیون کم و زیاد با افزایش درصد وزنی به ترتیب 08/25% و 83/58% آماده و ساخته شدند. ثبات ابعاد نمونه ها با غوطه وری طولانی مدت در آب طبق استاندارد ASTM D-4442، زاویه تماس قطره با روش قطره گذاری آب دیونیزه و رفتار حرارتی نمونه‌ها نیز با تکنیک‌های TGA (آنالیز وزن سنجی حرارتی) و DTG (مشتق توزین حرارتی) بررسی شدند. یافته ها: نتایج نشان داد که واکشیدگی حجمی و جذب آب نمونه‌های فورفوریله شده نسبت به نمونه‌های شاهد کاهش می یابد. زاویه تماس قطره نیزدر نمونه های فورفوریله شده نسبت به نمونه‌های شاهد افزایش نشان داد و بیشترین زاویه تماس قطره در فورفوریلاسیون سطح زیاد به‌دست آمد. با محدود شدن فضاهای جذب رطوبت و نفوذ کمتر آب در داخل خلل و فرج چوب زاویه تماس قطره و خاصیت ترشوندگی چوب پلیمرحاصل کاهش یابد. نتایج آنالیز گرمایی (DTG) نمونه های فورفوریله شده نشان داد در فاز اول مقدار انرژی آزاد شده با توجه به بالا بودن دمای سوختن سلولز و پایداری نمونه‌ها کمتر است. در فاز دوم چوب پلیمر فورفوریله شده پایداری حرارتی بیشتری را نسبت به شاهد از خود نشان داده و با افزایش سطح فورفوریلاسیون این پایداری افزایش یافت. در فاز سوم، ترکیباتی که حاصل از تخریب حرارتی سلولز است، کاهش پیدا کرده و ماده قابل اشتعال کمتری تولید شده و انرژی آزاد شده نیز کاهش یافته است. در فاز سوم انرژی لازم برای شکستن پیوندها فراهم شده و صرف مشتعل کردن گازها و قطران می‌شود.نتیجه گیری: بر اساس یافته ها، چوب صنوبر فورفوریله شده نسبت به آزمونه‌های شاهد جذب آب و واکشیدگی حجمی کمتر داشته و دچار تغییرات فیزیکی کمتری می‌شود و بنابراین می‌توان همچنین این فراورده دارای ثبات حرارتی بالاتری نسبت به چوب ماسیو است که کاربرد آن را در مواردی که در معرض دماهای بالاتر هستند ایمن تر می سازد.انتظار داشت در ساخت محصولات چوبی و مبلمان شهری، در ناحیه اتصالات نیز کمتر تحت تاثیر تغییرات شرایط جوی دچار گسیختگی شود.
Keywords
