تجاري را داشتهاست (تقيياري، 2010) که به عنوان يک روش بالقوه براي بهبود ثبات ابعادي چوب و افزايش مقاومت در برابر پوسيدگي (هيل، 2006) به رسميت شناختهشدهاست. هدف از تيمار حرارتي چوب کاهش رفتار جذب آب از طريق اصلاح برخي از ترکيبات سازنده چوب در شرايط کنترلشده ميباشد که منجر به تجزيه حرارتي اندک آن ميشود. هدف از اين نوع تيمارها برقراري تعادلي بين اصلاح ويژگي جذب رطوبت و مشکل کاهش مقاومت مکانيکي با توجه به نوع کاربرد فرآورده ميباشد.
درجه حرارت بيش از 150 درجهسانتيگراد خواص فيزيکي و شيميايي چوب را به طور دائم تغيير ميدهد. در اثر تيمار حرارتي و با کاهش مکانهاي آبدوست چوب، خاصيت نمپذيري آن کم ميشود و جذب آب و واکشيدگي چوب تيمار حرارتيشده کاهش مييابد (کارتال24 و همکاران، 2007). اصلاح حرارتي با تيره رنگ کردن چوب، بهبود رطوبت تعادل و مقاومت به پوسيدگي، کاهش مقاومت چوب را به همراه دارد (سيرجانن25، 2001).
1-4-3-2- تيمار گرمآبي26
تيمار گرمآبي يکي از روشهاي متداول اصلاح حرارتي چوب با اعمال حرارت در محيط آب ميباشد. طي تيمار گرمآبي، آب ناقل گرما است و حضور آب باعث افزايش واکنشپذيري ترکيبات چوب ميشود. گرما سبب انجام واكنشهاي تخريبي هميسلولزها، كريستالي شدن سلولز و انجام واكنشهاي تراكمي ليگنين و همچنين تشكيل پيوندهاي عرضي ليگنين ميشود (تجيردسما و ميليتز27، 2005؛ گروت28 و همکاران، 2001؛ گروت و همکاران، 1999؛ ايلديز و گوموسکايا29، 2007).
در اثر تيمار گرمآبي، بهبود خواص فيزيکي (محبي و ثنايي، 2005؛ تجيردسما و ميليتز، 2005؛ آب? و ياماموتا30، 2006) و کاهش خواص مکانيکي چوب و فرآوردههاي آن (طلايي و همکاران، 1390؛ سانکويست31 و همکاران، 2006؛ محبي و همکاران، 2007) مشاهده ميگردد. مقاومت در برابر عوامل مخرب زيستي (ميليتز، 2002)، تغيير ساختار شيميايي چوب (تجيردسما و همکاران، 1998؛ تجيردسما و ميليتز، 2005؛ گروت و همکاران، 2001؛ بونسترا و تجيردسما، 2006) و تغيير رنگ چوب (سانکويست، 2002؛ سانکويست و همکاران، 2006) از نتايج ديگر اين تيمار ميباشد.
1-5- فناوري نانو
نانو تکنولوژي عبارت است از فناوري در سطوح اتمها، مولکولها، و ابر مولکولها در محدوده 1 تا 100 نانومتر (سليمي، 1387؛ ديداري وهمکاران، 1390). طي سالهاي اخير فناوري جديد نانو در ايران و كشورهاي مختلف جهان وارد عرصههاي مختلف علمي و صنعتي شدهاست. نانو تکنولوژي يک فرصت فوقالعاده و علم مدرن براي حفاظت چوب از طريق آفتکشهاي فلزي منحصر بهفرد است. نانو ذرات با اندازه کوچک بهراحتي به منافذ موجود در چوب دسترسي پيدا ميکنند و موجب بهبود ويژگيهاي چندسازه ميشود (بات32 و همکاران، 2008).
چوبهايى که با استفاده از فناورى نانو اصلاح مىشوند بسيار مستحکمتر از محصولات روشهاى سنتى خواهندبود. بهطور خلاصه مي‌توان گفت با به کاربردن تکنولوژي نانو خواص فيزيکي، مکانيکي و بيولوژيکي چوب بهبود مييابد (سياهپشت، 1390). در اين راستا اخيراً اشباع چوب‌الات با نانو ذرات فلزي و متعاقباً، تيمار گرمايي نمونه‌ها مورد بررسي قرار گرفتهاست (سياهپشت، 1390؛ دهقانيان، 1391؛ مرادي، 1391؛ تقيياري، 2010).
1-5-1- نانو ذرات
اولين و مهمترين عنصر پايه در فناوري نانو، نانوذره است. منظور از نانوذره ذراتي با ابعاد نانومتري در هر سه بعد ميباشد. نانوذرات ميتوانند از مواد مختلفي تشکيل شوند، مانند نانوذرات فلزي، سراميکي و … . يک نانوذره، ذره‌اي است که ابعاد آن در حدود ? تا ??? نانومتر باشد. نانوذرات به دليل اندازه بسيار ريز و سطح ويژه بسيار زياد، به شدت واکنشپذير هستند. نانو مواد عنصري متداول شامل نانونقره (Nano Ag)، نانوطلا (Nano Au)، نانومس (Nano Cu)، نانوآهن (Nano Fe)، نانونيکل (Nano Ni)، نانوسيليس (Nano Si)، نانوتيتانيوم (Nano Ti)، نانوروي (Nano Zn) و … ميباشند. نانومحلولها نيز دستهاي ديگر از نانومواد هستند که از ترکيب نانوذرات عنصري (مانند نانو نقره)، اکسيدي يا غيراکسيدي در يک حلال تهيه ميشوند. اين حلال ميتواند آب مقطر، انواع الکل مانند اتانول، متانول، پروپانول و … باشد.
1-5-1-1- فرآيندهاي توليد نانو ذرات:
روشهاي ساخت مواد نانويي را ميتوان در دو مقوله کلي دستهبندي کرد:
1) بالا به پايين: عبارتست از روش خردکردن يک تکه از ماده بوسيله بريدن، تراشيدن و کوچک کردن آن به ابعادي که ميخواهيم. در واقع اين امکان وجود دارد که مواد را آنقدر تجزيه کنيم تا در حد نانومتري برسند. امروزه اين عمل توسط شکست فيزيکي و شيميايي انجام پذير ميباشد.
2) پايين به بالا: در طي اين روش ساخت ، اتمها و مولکولها بطور خيلي دقيق کنار هم قرار داده ميشوند تا به يک ساختار نانويي برسيم، که اين بواسطه خاصيت خودآرايي قابل حصول ميباشد.
روش توليد پايين به بالا را فقط ميتوان براي ساخت مواد در مقياس نانو متري استفاده کرد، اما روشهاي توليد بالا به پايين هم براي توليد مواد نانو و هم ميکرو و … کاربرد دارند.
نانو ذرات، را ميتوان از روشهاي متنوعي تهيه کرد. روشهاي متفاوت به منظور بدست آوردن خواص ويژه بهينه مواد استفاده ميشوند. اين خواص شامل اما نه محدود به، سايز (قطر، طول و حجم)، توزيع اندازه ذرات، تقارن خواص سطحي، پوششهاي سطحي، خلوص، کاربري راحت و مناسب براي توليد انبوه ميباشند. روشهاي استفاده شده براي اهداف تجاري يا توليد نانو ذرات به 4 گروه عمده تقسيم بندي ميشوند که عبارتند از:
1. پروسههاي فاز گازي شامل توليد با پيروليز شعله، تبخير در دماي بالا و پلاسما.
2. رسوبدهي فاز بخار.
3. روشهاي فاز مايع يا کلوئيد که در آن واکنشهاي شيميايي در حلال، باعث تشکيل کلوئيد ميشود.
4. پروسههاي مکانيکي شامل سايش، آسيابکردن و آلياژسازي.

1-5-1-2- نانو نقره
در سالهاي اخير با كشف تكنولوژي نانو، اميدهاي فراواني جهت کاهش مصرف مواد شيميايي و داشتن محيط زيستي سالمتر بوجود آمدهاست (عبدالهي و همکاران، 1389). نانو نقره يكي از پركاربردترين محصولات نانوتكنولوژي است كه با خاصيت ضدميکروبي قادر است بيش از 650 گونه باكتري، ويروس و قارچ را از بين ببرد. 56 درصد نانوي توليد شده در سطح جهان را به خود اختصاص ميدهد (سالاري جو و همکاران، 1391).
نانو نقره توان جذب آب چوب را کاهش ميدهد و اين امکان وجود دارد که اين ذرات با گروههاي هيدروکسيل آزاد اجزاي چوب پيوند تشکيل دهد (رسام و همکاران، 2010). نقره خالص داراي بالاترين هدايت الکتريکي و گرمايي در بين تمامي عناصر ميباشد. نانو ذرات نقره به علت اندازهکوچک در ابعاد، سطح موثر در چوب به حجم ذرات افزايش يافته و براحتي به منافذ موجود در چوب دسترسي پيدا ميکنند، و موجب بهبود ويژگيهاي چوب ميشود (تقي ياري، 2010).
مزاياي استفاده از نانو نقره :
1- غير سمي، 2- غيرشيميائي (محلول در آب)، 3- سازگاري با محيط زيست، 4- غير محرک براي بدن، 5- فاقد حساسيت زائي، 6- مقاوم در برابر حرارت، 7- وسيع الطيف بودن در کاربرد، 8- تاثير بسيار بالا و سريع حتي در غلظتهاي کم، 9- ماندگاري بسيار بالا در سطوح مورد مصرف، 10- افزايش مقاومت و سازگاري در ميکروارگانيسم.
1-5-2- انتقال حرارت نانو ذرات فلزي
ذرات معلق فوقريز، انتقال حرارت نانوسيالها را تغيير داده و انتفال حرارت را بهبود ميدهند (ايمن و ويلفرد33، 2000) .به طوريكه اين افزايش قابل توجه حتي در غلظتهاي پايين نانوسيال نيز مشاهده ميشود (تقيياري، 2010، تقيياري، a2011، تقيياري و همکاران، a2011، تقيياري و همکاران، a2012). نتايج تجربي نشان داد كه هدايت حرارتي نانوفلزات بيشتر از هدايت حرارتي فلز پايه است (ژيانگ و آرون34، 2007). افزايش هدايت حرارتي نانوذره به اندازه مناسب ذرات و پخش به صورت ذرات ريز نسبت داده ميشود (زمزميان، 1388). در کل افزايش ضريب رسانش گرمايي نانوسيالات به جزء حجمي ذره، اندازه و شکل نانوذرات، نوع سيال پايه و نانوذرات، مقدار اسيديته نانوسيالات و نوع پوشش ذره بستگي دارد (حميدي، 1388). تيمارحرارتي بعد از اشباع چوب با نانوذرات فلزي با قابليت هدايت حرارتي، حرارت را سريعتر به درون چوب انتقال ميدهد و باعث تغييرات بيشتري در ويژگيهاي چوب ميشود (تقيياري، 2010). کاهش تجمع حرارت در يک نقطه نکتهاي مهم است که در نتيجه آن ممکن است تخريب حرارتي چوب، کربونيزه شدن و پيروليز به تاخير بيفتد.
1-6-کلوئيدها
اصطلاح کلوئيد از ترکيب دو کلمه يوناني Kolla (به معني چسب) و eidos (به معناي شبيه) بدست آمدهاست که اولين بار توسط دانشمند انگليسي بنام توماس گراهام در سال 1861 بکار بردهشد. اين دانشمند عبور مواد مختلف را از درون غشاي 1 تراوا آزمايش کرد. او دريافت که گروهي از اجسام به‌آساني از درون غشا عبور مي‌کنند و گروه ديگر به هيچ وجه از آن نمي‌گذرند. اجسام گروه اول را کريستالوئيد (شبهبلور) وگروه دوم را کلوييد (شبهچسب) ناميد. يکي از مهمترين خواص ذرات پراکنده کلوئيدي، باردار بودن آنهاست. ذرات کلوئيدي با بار الکتريکي يکسان يکديگر را دفع ميکنند و مانع از لخته شدن و تجمع ذرات کلوئيدي ميشوند، اين خصوصيت باعث پايداري سيستم کلوئيدي ميشود.
ميتوان گفت علم کلوئيدها، علمخواص و فرآيند سيستمهاي همگن ميباشد. روشهاي کلوئيدي يک روش ساده براي سنتز نانوذرات فراهم آوردهاند. اين روش قادر است که توليد نسبتاً مستقيمي با کميت مناسب براي نانوذرات فلزي با قيمت عالي فراهم آورد. يکي از مشکلات اساسي روش کلوئيدي اين است که در اغلب محلولهاي کلوئيدي پديده پير سختي رخ ميدهد، که اين امر موجب افزايش اندازه ذرات با گذشت زمان ميشود. لذا به منظور جلوگيري از افزايش اندازه ذرات، محلول کلوئيدي ساخته شده در زمان کوتاهي بايد مورد استفاده قرار گيرد.
1-7- ميکروسکوپ الکتروني35 (SEM)
قدرت تفکيک تصاوير ميکروسکوپي با توجه به نوع پرتوي مورد استفاده مشخص ميشود. به عنوان مثال، استفاده از ميکروسکوپهاي نوري، قدرت تفکيکي در حدود ميکرومتر را نشان ميدهد در حالي که استفاده از ميکروسکوپهاي الکتروني، قدرت تفکيکي در حدود يک نانومتر تا چند انگستروم را نشان ميدهد. با استفاده از ميکروسکوپهاي الکتروني، تصاوير با بزرگنمايي بالا از ماده به دست ميآيد تا بتوان جزئيات آن را با دقت مطالعه نمود. بنابراين ميتوان گفت ميکروسکوپهاي الکتروني بهدليل محدوديت ميکروسکوپهاي نوري توسعه پيدا کردهاست. در ميکروسکوپهاي الکتروني بجاي نور از پرتوي الکتروني استفاده مي‌شود. از آنجايي که طول موج الکترون ميتواند بسيار کوتاه باشد، پس در ميکروسکوپهاي الکتروني ميتوان به بزرگنمائي بسيار بالا دست يافت. در واقع ميکروسکوپ‌ الکتروني براساس قوانين امواج الکترومغناطيس کار ميکند و مانند تمام ميکروسکوپها از لنزهاي شيئ و چشمي تشکيل شده، با اين تفاوت که در ميکروسکوپ‌ الکتروني، به جاي نور از پرتوهاي الکتروني پرانرژي استفاده ميگردد. علاوه بر اين، لنزها نيز در اين نوع ميکروسکوپ‌ از نوع لنزهاي الکترومغناطيس ميباشند که با لنزهاي نوري متفاوت ميباشند (مرعشي و همکاران، 1389).

بخش دوم: پيشينه تحقيق
2-1- اثر تيمار گرمايي بر خواص کاربردي چوب و فرآوردههاي آن
2-1-1- خواص فيزيکي
ميرزايي و همکاران (1391) ويژگيهاي ترشوندگي، چينخوردگي36 و قابليت جذب آب چوبهاي راش و پالونيا تيمار گرمآبي شده در دماهاي 130 و 150 درجه سانتيگراد و مدت زمان 30 دقيقه را بررسي کردند. آنها به اين نتيجه رسيدند كه در دماي بالا (150 درجه سانتيگراد) چگالي نمونهها افزايش يافت و پديده چينخوردگي در همه ابعاد چوب مشاهده شد و ميزان چينخوردگي در جهت مماسي بيش از ديگر

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید