اساس استاندارد EN317 و DIN-68763 انجامشد. در جدول 3-3 ابعاد و تعداد نمونههاي آزموني مربوط به اين خواص ذکر شدهاست.
جدول3-2- ابعاد و تعداد نمونههاي آزموني در هر تکرار و تيمار

مشخصات
نوع آزمون

ابعاد(mm)

تعداد نمونه در هر تکرار

تعداد نمونه در هر تيمار

طول
عرض
ضخامت

واکشيدگي ضخامت
50
50
15
3
9
چسبندگي داخلي
50
50
15
3
9
مقاومت خمشي
350
50
15
3
9

3-10- اندازهگيري خواص فيزيکي تختهها
نمونههاي آزموني براي آزمون جذب آب و واکشيدگي ضخامت طبق استاندارد EN317 بهصورت قطعات مکعبي و در ابعاد 50×50×15ميليمتر تهيهشدند. نمونهها بهمدت 24 ساعت در دماي2 ± 103 درجه سانتي گراد درون آون قرارگرفتند. توزين نمونهها با ترازوي آزمايشگاهي با دقت 001/0 گرم و اندازهگيري ابعاد با کوليس بدقت mm01/0 بهمنظور محاسبه وزن و ضخامت خشک قبل از غوطهوري انجامشد. سپس نمونهها به مدت 2 و 24 ساعت در آب غوطهور شدند. نمونهها مجدداً توزين و تعيين ابعاد شدند.
3-10-1- محاسبه تغييرات وزن و ميزان ماندگاري نانو روي خردهچوب راش
تغييرات وزن ناشي از پيروليز گرمآبي و نانو-گرمآبي و افزايش وزن نمونهها در اثر ماندگاري نانو پس از عمل اصلاح با توزين خردهچوبهاي خشک پس ازتيمار از طريق رابطه 3-1 محاسبه گرديد:
(3-1)

WL: کاهش وزن (%)،:W1 وزن خشک خردهچوب تيمار شده (gr)، W0: وزن خشک خردهچوب تيمار نشده (gr)
بهمنظور تعيين ميزان ماندگاري نانو روي خردهچوب راش مقدار جذب نانو و غلظت محلول در نظر گرفته شد که از رابطه 3-2 قابل محاسبه ميباشد.
(3-2)
R = Ab × C
:Rماندگاري (%)،Ab : جذب (%)، :Cغلظت محلول (ppm)
جذب نانو در اثر نفوذ نانو نقره كلوئيدي به خردهچوب از طريق رابطه 3-3 تعيين گرديد:
(3-3)

Ab: جذب (%)،:W2 وزن تر خردهچوب تيمار شده (gr)، W0: وزن خشک خردهچوب تيمار نشده (gr)
3-10-2- محاسبه واکشيدگي ضخامت و جذب آب
ميزان واکشيدگي ضخامت نمونهها و جذب آب پس از 2 و 24 ساعت با استفاده از روابط زير تعيين گرديد:
(3-4)
61TS= واکشيدگي ضخامت (درصد)، T1= ضخامت ثانويه پس از غوطهوري (mm)، T0= ضخامت اوليه پس از غوطهوري (mm)
جذب آب نمونهها از رابطه زير محاسبه گرديد.
(3-5)
62WA= جذب آب (درصد)، W1= وزن ثانويه پس از غوطهوري (gr)، W0= وزن خشک اوليه (gr)
3-11- اندازهگيري خواص مکانيکي
در آزمون مکانيکي اين پژوهش مقاومتهاي مورد اندازهگيري شامل: مدولگسيختگي (MOR)، مدولالاستيسيته (MOE)، چسبندگيداخلي (IB) ميباشد. برش نمونههاي چوبي براي آزمونهاي مقاومتخمشي بر اساس استاندارد DIN-68763 صورت گرفت. براي انجام آزمون مکانيکي از دستگاه تعيين مقاومتهاي مکانيکي Instron آزمايشگاه مکانيک چوب دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبيعي کرج استفاده شد.
3-11-1- خواصخمشي
3-11-1-1- مدولگسيختگي (MOR)
نمونههاي آزموني براي تعيين مدولگسيختگي (MOR) در آزمون مقاومتخمشي مطابق استاندارد ذکر شده در ابعاد 350×50×15 ميليمتر تهيهشد. براي محاسبه مدولخمشي از فرمول زير استفادهشد.
(3-6)
MOR: مدولگسيختگي (MPa)، P: حداکثر بارگسيختگي(N)، L: طولدهانه (mm)، B: عرضنمونه (mm)، H: ضخامتنمونه (mm)
3-11-1-2- مدولالاستيسيته (MOE)
نمونههاي آزموني براي تعيين مدولالاستيسيته (MOE) در ابعاد 350×50×15 ميليمتر تهيهشد. براي محاسبه مدولالاستيسيته از فرمول زير استفادهشد.
(3-7)
MOE: مدولالاستيسيته (MPa)، PL: بار درحدتناسب (N)، L: طولدهانه (mm)، B: عرضنمونه (mm)، H: ضخامتنمونه (mm)، YL: تغيير طول درحدتناسب
3-11-2- چسبندگيداخلي (IB)
نمونههاي آزموني براي تعيين چسبندگي داخلي (IB) در ابعاد 50×50×15 ميليمتر تهيه شد. نيروي گسيختگي توسط دستگاه آزمايش اعمال شد. براي محاسبه چسبندگيداخلي (IB) از فرمول زير استفادهشد.
(3-8)
IB: چسبندگيداخلي (MPa)، Pmax: بارگسيختگي (N)، A: سطح نمونه (2mm)
3-12- تجزيه تحليل آماري
در پژوهش حاضر، تحليل نتايج و تعيين حدود معنيداري،‌ از طريق طرح کاملاً تصادفي و به وسيله‌ي نرم‌افزار SPSS انجامشد. همچنين گروه‌بندي ميانگينها نيز با آزمون چند دامنهاي دانکن (63DMRT) انجام گرديد.

بخش چهارم: نتايج
4-1- شناسايي و بررسي ساختاري خردهچوب (SEM و EDS)
در اين تحقيق به منظور اطمينان از نانو نقره کلوئيدي توليد شده، اندازه نانونقره موجود در خردهچوب، حضور نانو ذرات در خردهچوب و چگونگي پراكنش آن‌ها از تصويربرداري SEMاستفادهگرديد. تصوير 4-1 توزيع مناسب و محدوده‌ي اندازهي نانو نقره (4/97-5/35 نانومتر) را مشخص نمودهاست. همانطور كه در شكل 4-2 مشاهده ميشود، تصوير نشاندهندهي حضور نانوذرات كلوئيدي نقره در بين ساختار خردهچوبهاي اشباع شده ميباشد. شکل 4-3 نيز نشاندهندهي ساختار دروني خردهچوب شاهد ميباشد.

شكل 4-1- تصوير SEM محلول کلوئيدي نانونقره توليد شده

شكل 4-2- تصوير SEM خردهچوب اشباع شده با نانو ذرات نقره

شكل 4-3- تصوير SEM خردهچوب شاهد
طيفEDS به منظور تاييد وجود عناصر در ساختار خردهچوب مورد آناليز ميباشد. اين طيف نشاندهنده حضور نقره در خردهچوب ميباشد. همانطور که در جدول 4-1 مشاهده ميشود علاوه بر عنصر نقره، عناصر کربن، اکسيژن و طلا نيز يافت شد.

شکل 4-4- طيف EDS خردهچوب اشباعشده با نانو
جدول 4-1- نتايج کمي طيف EDS

4-2- طيف سنجي مادون قرمز (FTIR)
طيفهاي FTIR نمونههاي آرد چوب تيمار شده با نانو نقره، گرمآبي، نانو نقره-گرمآبي و تيمار نشده در طول موج بين 1- cm 4000-500 تهيه گرديد. بهمنظور تسهيل مقايسه، طيفهاي FTIRنمونههاي شاهد، اشباع شده با نانو نقره و نمونههاي تيمار شده به روش گرمآبي و نانو-گرمآبي در دماي 150 و 170 درجهسانتيگراد و مدت زمان 30 دقيقه در شکل (4-5) و مدت زمان 45 دقيقه در شکل (4-6) آمدهاست. نتايج نشان داد که با افزايش دما و زمان تيمار گرمآبي شدت جذب در باندهاي1- cm 25/3422، 1- cm 38/2922، 1- cm 55/1740، 1- cm 50/1330، 1- cm 39/1243و 1- cm 05/1053 کاهش يافت. کاهش اين مقادير در نمونههاي تيمار شده به روش نانو-گرمآبي نسبت به گرمآبي بيشتر ميباشد.
جذب کششي قوي گروه هيدروکسيل موجود در چوب در طول موج 1- cm 3500-3400 و ارتعاش کششي مهم آليفاتيک C-H در طول موج 1- cm 38/2922 متمرکز شدهاست که در اثر تيمار نانو-گرمآبي و گرمآبي کاهش پيدا کرد.
طول موج 1- cm 1740 مربوط به جذب کششي غيرمزدوج C=O گروههاي کربونيل و استيل هميسلولزها ميباشد. شدت جذب اين طول موج در نمونههاي گرمآبي و نانو-گرمآبي نسبت به شدت جذب در نمونههاي تيمار نشده كاهش يافتهاست. اين نتيجه تاًييد کننده اعمال تيمار گرمآبي و نانو-گرمآبي است.
باند جذب در طول موج 1- cm 22/1507 به کربن حلقه آروماتيک کششي ليگنين C=C نسبت دادهشد. تغييرات اين طول موج در دماي 150 درجهسانتيگراد محسوس نبود، اما در درجه حرارت 170 درجه سانتيگراد کمي کاهش يافت. جذب کششي مزدوج C-O مربوط به بخش گواياسيل و سيرينجيل ليگنين به ترتيب در طول موج 1- cm 39/1243 و1- cm 50/1330 ميباشد و طول موج 1- cm 1053 مربوط به خمش C-OH در اترها ميباشد که در نمونههاي تيمار گرمآبي و نانو-گرمآبي شده کاهش يافتهاست.

شکل 4-5- طيفهاي FTIR نمونه شاهد و اصلاح شده در مدت زمان تيمار گرمابي 30 دقيقه
شکل 4-6- طيفهاي FTIR نمونه شاهد و اصلاح شده در مدت زمان تيمار گرمابي 45دقيقه

4-3- اثر اصلاح ترکيبي نانو-گرمآبي بر روند انتقال حرارت
در اين بخش به منظور بررسي تاثير اصلاح ترکيبي نانو-گرمآبي بر دماي لايه مياني کيک تختهخردهچوب و زمان پليمر شدن چسب در خردهچوبها، دماي مغز کيک در بازههاي زماني 30 ثانيه ثبت شد.
جدول 4-2- اثر تيمارهاي مختلف بر انتقال حرارت طي فرآيند پرس گرم
نانوگرمابي
گرمابي
گرمابي نشده
تيمار

زمان پرس
170 ?
150 ?
170 ?
150 ?
نانو
شاهد

45دقيقه
30دقيقه
45دقيقه
30دقيقه
45دقيقه
30دقيقه
45دقيقه
30دقيقه

33/16
(b)
66/26
(ab)
33/29
(a)
32
(a)
33/31
(a)
22
(ab)
26
(ab)
32
(a)
27
(ab)
29
(*a)
0
35
(cd)
66/54
(a)
66/48
(abc)
51
(abc)
33/49
(abc)
37
(bcd)
33/41
(abcd)
52
(ab)
66/32
(d)
66/40
(abcd)
30
67/69
(a)
3/84
(a)
78
(a)
67/77
(a)
3/62
(a)
3/67
(a)
3/68
(a)
74
(a)
3/66
(a)
6/61
(a)
60
85
(a)
95
(a)
33/94
(a)
66/92
(a)
82
(a)
66/92
(a)
33/93
(a)
66/83
(a)
95
(a)
66/88
(a)
90
92
(bc)
67/95
(bc)
67/94
(bc)
95
(bc)
3/87
(c)
3/93
(bc)
3/95
(bc)
97
(b)
3/105
(a)
3/95
(bc)
120
66/99
(ab)
97
(bc)
66/96
(bc)
96
(bc)
33/89
(c)
94
(bc)
66/95
(bc)
66/97
(b)
6/106
(a)
97
(bc)
150
101
(ab)
67/97
(bc)
67/97
(bc)
67/96
(bc)
91
(c)
33/94
(bc)
66/95
(bc)
98
(bc)
67/106
(a)
97
(bc)
180
33/101
(ab)
66/98
(bc)
99
(bc)
98
(bc)
33/92
(c)
66/94
(bc)
66/95
(bc)
33/98
(bc)
33/107
(a)
33/97
(bc)
210
67/102
(ab)
3/100
(bc)
100
(bc)
66/99 (bc)
66/93
(c)
95
(bc)
33/96
(bc)
99
(bc)
33/108 (a)
98
(bc)
240
104
(ab)
66/101
(bc)
66/101
(bc)
100
(bc)
33/94
(c)
66/95
(bc)
97
(bc)
66/99
(bc)
111
(a)
66/98
(bc)
270
105
(ab)
33/104
(ab)
33/103
(bc)
33/101
(bcd)
66/94
(d)
66/95
(cd)
33/97
(bcd)
101
(bcd)
111
(a)
101
(bcd)
300
*معرف گروهبندي دانکن ميباشد.

جدول 4-2 نشان ميدهد اصلاح ترکيبي نانو-گرمآبي خردهچوبها منجر به تسريع انتقال حرارت به لايه مياني کيک ميشود. بهبود انتقال حرارت در تختههاي ساختهشده از خردهچوبهاي تيمار شده در دماي بالاي 170 درجهسانتيگراد نسبت به نمونههاي شاهد و گرمآبي اثر معنيداري نشان داد. اصلاح ترکيبي نانو-گرمآبي بر دماي مغز تختهها روند افزايشي داشت به طوري که با افزايش دما و زمان تيمار دماي مغز کيک زودتر به 100 درجه سانتيگراد رسيد (شکل4-7). همانطور که در جدول 4-2 مشاهده ميشود، اصلاح گرمآبي (بجز تختههاي ساختهشده از خردهچوبهاي تيمار شده در دماي 150 درجهسانتيگراد و زمان 30 دقيقه) بر دماي مغز تختهها روند کاهشي داشت به طوري که با افزايش دما و زمان تيمار دماي مغز ديرتر به مرحله پليمر شدن رسيد. همچنين تأثير حضور نانوذرات نقره بر بهبود انتقال حرارت مشهود است. تختههاي ساخته شده از خردهچوبهاي اشباع شده با نانونقره نسبت به ساير سطوح تيمار در زمان کوتاهتري (92 ثانيه) به دماي پليمريزاسيون رزين، 100 درجهسانتيگراد، رسيد (شکل4-7).
همان طور كه مشاهده ميشود تختههاي ساختهشده از خردهچوبهاي اشباع شده با نانوكلوئيد نقره داراي هدايت

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید