بررسی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی چوب صنوبر اشباع‌شده با رزین ملامین فرمالدهید

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استاد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

روش‌های مختلفی برای بهبود ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی چوب وجود دارد که یکی از آنها اشباع چوب با انواع تک‌پار و سپس تبدیل آنها به بسپار در داخل چوب است که به تولید محصولی جدید به نام چوب‌بسپار منجر می‌شود. یکی از انواع تک‌پار که برای اشباع چوب استفاده می‌شود، رزین‌های آمینی از قبیل اوره فرمالدهید و ملامین فرمالدهید (MF) است. در این تحقیق از رزین MF برای اشباع چوب صنوبر به‌منظور بهبود واکشیدگی ابعاد و مقاومت‌های مکانیکی چوب استفاده شد. رزین استفاده‌شده در آزمایشگاه با نسبت مولی (F:M) 1: 5/1 ساخته شد که دارای فرمالدهید آزاد و گرانروی کمتری نسبت به رزین صنعتی بود. نمونه‌های چوبی با غلظت‌های مختلفی (7، 15، 27 و 35 درصد) از MF سنتزشده در آزمایشگاه و همچنین رزین صنعتی (27 درصد)، به روش سلول پر اشباع شدند. نتایج نشان داد که با زیاد شدن غلظت رزین، مقادیر درصد افزایش وزن (WPG) چوب به‌طور معنی‌داری افزایش می‌یابد. با افزایش مقادیر WPG واکشیدگی حجمی و همچنین مقادیر جذب آب نمونه‌ها حتی پس از غوطه‌وری بلندمدت در آب کاهش معنی‌داری داشت. مقاومت‌های مکانیکی شامل مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته، سختی و فشار موازی الیاف با افزایش WPG نمونه‌ها نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت، درحالی‌که مقاومت به ضربۀ نمونه‌های تیمار‌شده نسبت به تیمار شاهد کمتر بود که به نظر می‌رسد به‌دلیل چقرمگی زیاد کریستال‌های ملامین تشکیل‌شده داخل چوب باشد. براساس یافته‌های این تحقیق رزین MF پتانسیل زیادی برای بهبود ویژگی‌های فیزیکی-مکانیکی چوب صنوبر دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The investigation of physico-mechanical characteristics of poplar wood impregnated with melamine formaldehyde resin

نویسندگان [English]

  • Peyman Ahmadi 1
  • Davood Efhamisisi 2
  • Kambiz Pourtahmasi 3
  • Soheyla Izadyar 2
1 M.Sc. Student, Wood and paper science and engineering, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
2 Assist. Prof., Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
3 Prof., Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

There are several methods for improving wood properties; one of them is the impregnation of wood with a variety of monomers, and converting them into a polymer inside the wood. This leads to the production of a new product called wood polymer. One of the monomers used for wood impregnation is amino resins such as urea formaldehyde as well as melamine formaldehyde (MF). In this research, MF resin was used for the impregnation of poplar wood in order to improve the dimensional stability and mechanical properties. MF was synthesized experimentally with a molar ratio of 1.5:1 (F: M) which had lower free F and viscosity than industrial resin. The samples were impregnated using vacuum/pressure method with different concentrations (7, 15, 27 and 35%) of experimental MF as well as industrial ones with concentration of 27%. The results showed that the percentage of weight gain (WPG) of samples significantly increased by increasing the amount of resin concentration. The volumetric swelling and the water absorption of samples significantly decreased even after long-term immersion in water according to the WPG values. The mechanical resistances including modulus of rupture, modulus of elasticity, hardness and pressure parallel to the grain increased by an increase in WPG values compared to the that of controls. However, the impact bending in the treated samples were lower than the controls, this seems to be due to the high toughness of the melamine crystals formed inside the wood. The experimental MF resin produced in this study with low formaldehyde content showed high potential for improving the physico-mechanical properties of poplar wood.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Melamine formaldehyde
  • molar ratio
  • impregnation
  • dimensional stability
  • mechanical resistance