تقيياري و همکاران (a2012) به مطالعه اثر تيمار حرارتي با يخ خشک59 در دماي 5/78- سانتيگراد روي دو گونه چوب صنوبر نيگرا (Populus nigra) و راش (Fagus orientalis) اشباع شده با نانوذراتنقره در غلظت ppm200 پرداختند. مدولالاستيسيته، مدولگسيختگي و مقاومتفشارموازيالياف اندازهگيري شد. در نمونههايي که تنها با يخخشک تيمار شدند مدولگسيختگي به ترتيب در صنوبر و راش 5/31% و 6% کاهش يافت. تحت تيمار ترکيبي نانو يخ خشک کاهش 8/4% مدولگسيختگي در راش و افزايش 7/1% در صنوبر مشاهده شد. همچنين تيمار يخخشک و نانويخخشک باعث کاهش مدولالاستيسيته و مقاومتفشارموازيالياف شد. نتيجتاً يخخشک به عنوان عامل انتقال حرارت در نانوذراتفلزي به کاهش بيشتر مقاومتهاي چوب منجر شد.
تقيياري و همکاران (b2012) تاثير تيمار حرارتي در دماي 135 درجهسانتيگراد بهمدت 24 ساعت بر مقاومت به خارج کردنميخ و پيچ چوبهاي صنوبر، راش و نراد اشباعشده با نانونقره در غلظتppm 200 را بررسي کردند. اشباع نمونهها با نانو نقره، اثر تيمارحرارتي بر مقاومتبهخارج کردن ميخ و پيچ را در پهنبرگان تشديد کرد (بيشترين افزايش در صنوبر و بيشترين کاهش در راش)، در گونهي نراد نيز اين مقاومت کاهش مييابد.
رَ??سام و همکاران (a2012) در پژوهشي خواص مکانيکي چوبهاي راش ايراني (Fagus orientalis) و نوئل روسي (Picea abies) تيمار شده به روش ترکيبي نانو-بخارآب را مورد مطالعه قرار دادند. آنها اظهار داشتند که نمونههاي اشباع شده در دماي پايين (120 درجه سانتيگراد) نسبت به شاهد (تيمار با بخارآب) استحکام کمتري نشان داد، اما در حرارتهاي بالا براي هر دو نمونه (نانو-بخارآب و بخارآب) اين مقادير يکسان اندازهگيري شدهبود.
رسام و همکاران (b2012) اثر تيمار نانونقره بر مقاومت مکانيکي چوب نوئل(Picea abies) فشردهشده را مورد بررسي قرار دادند. نتايج نشان داد که تيمار نانونقره مدولگسيختگي، مدولالاستيسيته و مقاومتبه ضربه را بهبود بخشد.
تقيياري و همکاران (b2011) شکنندگي گونه‌هاي چوبي صنوبر دلتوئيدس، نيگرا و راش اشباع شده با نانونقره را طي تيمار حرارتي در دماهاي 135 و 185 درجه سانتي‌گراد مورد ارزيابي قرار دادند. نتايج نشان داد که در اثر تيمار گرمايي شکنندگي نمونه‌هاي اشباع‌شده با نانونقره افزايش يافت که اين افزايش در حرارت‌هاي بالاتر تشديد شد.
تقيياري و همکاران (a2011) به بررسي خواص مکانيکي تختهخردهچوب ساختهشده از خردهچوبهاي اشباع شده توسط نانونقره در دو سطح ماندگاري 100 و 150 ميليليتر/کيلوگرم (بر اساس وزن خشک خردهچوب) پرداختند و دريافتند که در دو سطح ماندگاري نانوي مورد استفاده، کليه خواص مکانيکي (مدولالاستيسيته، مدولگسيختگي، چسبندگيداخلي) بهبود يافتند، گرچه در بعضي موارد اين تفاوتها معنيدار نبود. همچنين کليه خواص مکانيکي (به جز چسبندگيداخلي) در نمونههاي تيمار شده در سطح ماندگاري 150 ميليليتر/کيلوگرم بهبود بيشتري نشان دادند.
رسام و همکاران (2011) به بررسي خواص مکانيکي (مقاومتبهضربه، مقاومت فشاري و سختي) چوب صنوبر (Popolus alba) اشباع شده با محلول نانونقره و فشردهشده در دماي 150 و 175 درجهسانتيگراد و مدت زمان 1 و 4 ساعت پرداختند. طي تيمارترکيبي چوب با نانو و سپس فشردهسازي آن مقاومت فشاري و مقاومتبهضربه بهبود يافتند که بيشترين مقدار مقاومت فشاري در نمونههاي حاوي نانو و فشردهشده تحت دماي 175 درجهسانتيگراد به مدت 4 ساعت مشاهده گرديد. بيشترين مقدار مقاومتبهضربه نيز در نمونههاي اشباعشده و سپس فشردهشده در دماي 175 درجهسانتيگراد و مدت زمان 4 ساعت مشاهده گرديد. همچنين بيشترين مقدار سختي مربوط به نمونههاي تيمار نشده و فشرده شده در دماي 175 درجهسانتيگراد بهمدت 4 ساعت بود.
تقيياري (2010) طي تيمار حرارتي صنوبر اشباع شده با نانو نقره ppm200، در دماي 145درجهسانتيگراد به مدت 24 ساعت و 185 درجهسانتيگراد در زمان 4 ساعت، مشاهده کرد که در نمونههاي تيمار حرارتي مقاومتخمشي کاهش، مدولالاستيسيته و فشارموازيالياف بهبود پيدا کردند. مقايسه بين تيمار حرارتي و نانوحرارتي، کاهش بيشتر در مقاومتخمشي، مدولالاستيسيته و افزايش فشارموازيالياف نمونههاي نانوحرارتي را نشان داد.

بخش سوم: مواد و روشها
3-1- عوامل متغير
در اين مطالعه از تيمارترکيبي نانو-گرمآبي براي اصلاح خردهچوبهاي گونه راش استفادهشد که دما و زمان تيمار گرمآبي و نانوگرمآبي به عنوان عوامل متغير انتخاب گرديدند. همچنين در اين پژوهش تيمار خردهچوب با نانو نقره نيز انجام شد. تيمار گرمآبي و نانو گرمآبي در 2 سطح دمايي 150 و 170 درجه سانتيگراد و 2 زمان 30 و 45 دقيقه انجام شد.
در اين تحقيق سطوح تيمار به 4 گروه اصلي تقسيمشد: شاهد، نانو، گرمآبي و نانو-گرمآبي. تيمار گرمآبي و نانو-گرمآبي در 2 سطح دمايي و زماني انجامشد. اين تحقيق در مجموع 10 سطح تيمار را در برداشت و براي هر تيمار 3 تکرار در نظر گرفته شد و در مجموع 30 تخته آزمايشگاهي ساختهشد.
3-2- عوامل ثابت
عوامل ثابت به شرح زير در نظر گرفتهشدند:
– گونه چوبي: راش ايراني
– ماده اصلاح کننده: نانو نقره با غلظت ppm100
– نوع و مقدار مصرف چسب: چسب اورهفرمالدهيد به ميزان 10 درصد بر اساس وزنخشک خردهچوب
– فشار پرس: 30 کيلوگرم بر سانتيمتر مربع
– دماي پرس: 180 درجه سانتيگراد
– زمان پرس: 5 دقيقه
– وزن مخصوص تخته: 7/ . گرم بر سانتيمتر مکعب
– رطوبت کيک خردهچوب: 12درصد
– ضخامت اسمي تخته: 15 ميليمتر
– نوع و مقدار کاتاليزور مصرفي: 1 درصد کلرورآمونيوم به عنوان کاتاليزور (سختکننده)
3-3- تهيه مواد اوليه
3-3-1- تهيه خردهچوب
چوب گونه راش به صورت چيپس از کارخانه چوب و کاغذ مازندران تهيه و به موسسه تحقيقات جنگلها و مراتع البرز انتقال دادهشد. سپس، با استفاده از يک آسياب حلقوي60 آزمايشگاهي، چيپس راش به خردهچوب مورد نياز براي ساخت تخته تبديلگرديد. به منظور خشک کردن خردهچوبها از خشککن گردان با درجه حرارت2 ±120 درجه سانتيگراد موجود در موسسه استفادهشد و خردهچوبهاي خشک شده در کيسههاي پلاستيکي بستهبنديگرديدند.
3-3-2- تهيه مواد شيميايي
مواد شيميايي نيترات نقره (AgNO3)، سديم بور هيدريد (NaBH4) و دي سديم سيترات C6H5Na3O7)) جهت توليد نانونفرهکلوئيدي از شرکت صنايع شيميايي دايجون کره جنوبي خريداريگرديد.
3-3-3- تهيه چسب مصرفي
در اين بررسي از چسب اورهفرمالدئيد (UF) (10 درصد بر اساس وزن خشک خردهچوب) و 1 درصد کلريد آمونيوم (NH4Cl) (بر اساس وزن خشک چسب مصرفي) به عنوان سختکننده استفاده شد. چسب مورد نظر از کارخانه چسبساز ساري تهيهگرديد.
جدول 3-1- مشخصات فني چسب مورد استفاده
نوع رزين
مواد جامد (درصد)
دانسيته (gr/ml)
شکل ظاهري
اسيديته
ويسکوزيته (CP)
زمان ژلهاي شدن با کاتاليزور (S)
اورهفرمالدهيد
65
225/1
زرد
8/7
360
67

3-4- آمادهسازي ترکيبات آزموني
3-4-1- نانو نقره کلوئيدي
در تهيه نانونقره با غلظتppm 100 از سه ماده شيميايي نيتراتنقره (AgNO3)، سديم بوروهيدريد (NaBH4) و ديسديمسيترات ( C6H5Na3O7) استفادهشد. بهعلت مخلوط شدن کامل محلولها، در تمامي مراحل توليد نانونقرهکلوئيدي از يک همزن استفادهگرديد. به منظور توليد نانو، ابتدا مقدار 16/0 گرم نيتراتنقره 001/0 مولار در يک ليتر آب مقطر حل شد سپس، 5 ميليليتر محلول ديسديمسيترات 017/0 مولار (ترکيب 4/4 گرم ديسديمسيترات در 1 ليتر آبمقطر) را به ا ليتر محلول محتوي نيتراتنقره اضافه گرديد و در نهايت 30 ميليليتر محلول سديم بوروهيدريد 01/0 مولار (ترکيب 38/0 گرم سديم بوروهيدريد در 1 ليتر آبمقطر) را توسط پيپت و به صورت قطرهاي و تدريجي به محلول اضافه شدهاست. محلول نهايي با رنگ زرد تيره نشاندهنده حضور نانوذراتنقرهکلوئيدي است.

شکل 3-1- نانو نقره توليد شده
3-5- فرآيند اصلاح
فرآيند اصلاح در 4 سطح اعمالگرديد: شاهد، نانو، گرمآبي و تيمار ترکيبي نانو-گرمآبي

3-5-1 تيمار نانونقره
براي اشباع نمونههاي مورد نظر، از سيلندر تحت فشار آزمايشگاه حفاظت و اصلاح دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبيعي ساري استفادهگرديد. خردهچوبها براي اشباع در محلول نانونقرهكلوئيدي با غلظت ppm100 در فشار 4 بار و مدت زمان 30 دقيقه اشباع شدند.
3-5-2- تيمار گرمآبي و نانو-گرمآبي
جهت اعمال تيمار گرمآبي، نمونههاي خردهچوب خشک در سيلندر اشباع واقع در آزمايشگاه حفاظت چوب دانشکده منابعطبيعي دانشگاه کشاورزي ساري که از آب پر شده بود قرار دادهشد. خردهچوبهاي مورد نظر در دماهاي 150 و 170 درجهسانتيگراد و مدت زمان 30 و 45 دقيقه تيمار شدند. حرارتدهي نمونهها پس از حذف کامل فشار 4 بار به مدت 30 دقيقه، آغاز گرديد. زمان تيمار به محض رسيدن به دماي مشخصشده ثبتگرديد. در پايان دستگاه خاموش و نمونهها از دستگاه خارج شدند.
جهت اعمال تيمار نانو-گرمآبي نمونهها داخل ظرف استيل ريختهشد و درون سيلندر اشباع قرار گرفت. سپس محلول نانونقرهکلوئيدي به آن اضافهگرديد و نمونههاي غوطهورشده در محلول نانونقره تحت فشار 4 بار بهمدت 30 دقيقه اشباعشدند و پس از قطع فشار و بهمنظور اعمال حرارت همانند تيمار گرمآبي نمونهها تحت دماي 150 و 170 درجهسانتيگراد و در همان زمان 30 و 45 دقيقه اصلاحشدند.

شکل 3-2- دستگاه اشباع مجهز به المنت حرارتي
3-6- طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR)
جهت تهيه طيف، از کليه نمونههاي تيمار شده و شاهد پودر چوب با اندازه کوچکتر از mesh 80 تهيه شد. سپس قرصهاي کوچکي از آرد خشک چوب و برميدپتاسيم (KBr)تهيه گرديد. در نهايت قرصهاي تهيهشده توسط دستگاه اسپكتروسكوپي مدل Nexus 670, Thermo nicolet ساخت کشور آمريکا مورد بررسي قرار گرفتند و نتايج در طول موجcm-1 500-4000 ثبت شد.
3-7- ميكروسكوپ الكتروني (SEM)
در اين پژوهش، تصويربرداري ميكروسكوپي از نانو ذرات کلوئيدي نقره و تاًييد حضور نانوذرات در خردهچوبها توسط دستگاه ميکروسکوپ الکتروني (SEM) مدل EM 3200 ساخت شرکت KYKYچين در آزمايشگاه ميکروسکوپ الکتروني رضايي واقع در تهران و دستگاه VEGA/TESCAN ساخت شرکت Brno چک در پژوهشگاه متالوژي رازي کرج انجام گرديد. مقطع عرضي خردهچوبهاي تهبه شده پس از روكش شدن با نانوذرات طلا براي تصويربرداري استفاده شد. با نشاندن لايه نازکي از طلا، سطوح نمونههاي غيرهادي هدايت الکتريکي پيدا کرد و الکترونهاي سطحي دفع شدند و وضوح تصاوير بهبود يافت.
.
شکل 3-3- نمايي از دستگاه ميکروسکوپ الکتروني (SEM) واقع در آزمايشگاه رضايي
3-8- ساخت تخته و ثبت دما در ضخامت کيک
خردهچوبهاي تيمار شده بهمنظور ساخت تخته توزين شده و سپس توسط دستگاه چسبزن استوانهاي آزمايشگاهي، چسبزني آنها انجام گرديد. خردهچوبها پس از چسبزني در قالبي به ابعاد 15×40×40 سانتيمتر ريخته شدند. در اين بررسي بهمنظور ثبت تغييرات دما از ترموکوپل متصل به ترمومترها استفاده شد. پس از قرار دادن ترموکوپل در لايه مياني، کيک داخل پرس گرم قرارگرفت. جهت تهيه تختهخردهچوب از دستگاه پرس آزمايشگاهي هيدروليکي از نوع Burkle L100 استفاده شد. به منظور ثبت دما، با شروع زمان پرس، در بازههاي زماني 30 ثانيه دماي لايهي مياني کيک ثبت شد. ضخامت تختهها به کمک شابلونهاي فلزي در حد 15 ميليمتر کنترل گرديد. پس از پايان مرحلهي پرس، به منظور متعادلسازي تختهها و کاهش تنشهاي داخلي در هنگام برش، تختهها به مدت 15 روز در شرايط محيط نگهداري شدند.
3-9- تهيه نمونههاي آزموني
اندازهگيري خواص فيزيکي و مکانيکي بهترتيب بر

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید