تأثیر نانوآلومینای عامل‌دارشده بر بهبود ویژگی‌های کاغذ ملامینه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد گروه مهندسی صنایع سلولزی، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران

2 استادیار گروه مهندسی صنایع سلولزی، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان ، بهبهان، ایران

چکیده

در این پژوهش اثر استفاده از نانوآلومینای عامل‌دارشده (اکسید آلومینیوم) در دو اندازۀ 20 و 50 نانومتر در ترکیب با رزین ملامین‌فرمالدهید بر شاخص‌های مقاومتی روکش کاغذ تزیینی از کاغذ پایۀ ویژۀ آغشته‌سازی بررسی شد. رزین ملامین‌فرمالدهید همراه با 1 درصد نانوسیلیکای عامل‌دارشدۀ 20 نانومتری و همچنین با افزودن نانوآلومینای عامل‌دار با ابعاد 20  و 50 نانومتر، در سه سطح وزنی 5/0، 1 و 5 درصد تیمار شد و سپس برای روکش کاغذ استفاده شد. بدین ترتیب ابتدا کاغذها به‌ رزین اوره‌فرمالدهید آغشته شده و پس از هواخشک شدن با رزین ملامین‌فرمالدهید تیمارشده به‌وسیلۀ برس مویی نقاشی اندود شدند. شاخص‌های مقاومتی روکش‌های آماده‌شده شامل مقاومت به سایش، مقاومت در برابر سوختن سیگار، مقاومت به ضربه، مقاومت به ترک و مقاومت به اثر لکه ارزیابی شد. نتایج نشان داد که ویژگی‌های مقاومت به سایش و ترک در روکش کاغذها با استفاده از نانوآلومینا بهبود می‌یابد و با استفاده از نانوآلومینای ریزتر در رزین ملامین‌فرمالدهید برای روکش کاغذهای ویژۀ آغشته‌سازی بهبود بیشتری در شاخص‌های مقاومت به سایش و ترک دیده می‌شود. نانوآلومینا در بهبود مقاومت به سوختن سیگار اثر معنی‌دار آماری نداشت؛ اگرچه مقایسۀ کیفی دلالت بر بهبود مقاومت به سوختن سیگار با نانوآلومینای 50 نانومتر داشت و استفاده از درصد بیشتر نانوآلومینا نیز از نظر آماری موجب بهبود مقاومت به سوختن سیگار شد. در مجموع، نانوآلومینا با ابعاد ریزتر و عامل‌دار بیشتر می‌تواند برای ملامینه کردن کاغذ تزیینی توصیه شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Influence of functionalized nano-alumina on improving melamine paper properties

نویسندگان [English]

  • Sohrab Erfani 1
  • Pejman Rezayati Charani 2
  • Mohammad Ali Saadatnia 2
1 MS Student, Department of Cellulose Technology Engineering, Faculty of Natural Resources, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, I.R. Iran
2 Assistant professor, Department of Cellulose Technology Engineering, Faculty of Natural Resources, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran.
چکیده [English]

In this study, the effects of using nan-oalumina (aluminum oxide) in combination with melamine formaldehyde resin on the mechanical properties of special impregnated decorative paper was investigated. Melamine formaldehyde resin was treated with 1% (w/w)  functionalized nano-silica with 20 nm particle dimensions in addition to functionalized nano-alumina with 20 and 50 nm particle dimensions at 3 weight levels of 0.5, 1 and 5% (w/w) and then, they were used to laminate the base papers. Papers were first impregnated with urea formaldehyde resin and air dried; then, they were laminated with melamine formaldehyde resin mixed with the desired nanoparticles using a painting hair brush. Characteristics of final prepared specimens including resistance to the wearing, cigarette  burns, staining, cracking and impacting were evaluated. The results showed that the resistance to wearing and cracking properties of the laminated papers improved by using nano-alumina, and the addition of finer nano-alumina in melamine formaldehyde resin for coatings of special impregnation papers resulted in a greater improvement in wear and crack resistance indices. Nano-alumina did not have a statistically significant effect on improving cigarette burning resistance, although qualitative comparisons indicated improved cigarette burn resistance with nano-alumina 50 nm and the use of higher percentage of nano-alumina also statistically improved cigarette burning resistance. All in all, nano-alumina with finer and more functional dimensions can be recommended for melamine decorative paper

کلیدواژه‌ها [English]

  • Decorative paper
  • impregnation
  • laminating
  • nano-alumina
  • nano-silica

مراجع

[1]. Istek, A., Aydemir, D., and Aksu, S. (2010). The effect of décor paper and resin type on the physical, mechanical, and surface quality properties of particleboards coated with impregnated décor papers. BioResources, 5(2): 1074-1083.
[2]. Kandelbauer, A., and Teischinger, A. (2010). Dynamic mechanical properties of decorative papers impregnated with melamine formaldehyde resin. European Journal of Wood and Wood Products, 68(2): 179-187.
[3]. Bardak, S., Sarı, B., Nemli, G., Kırcı, H., and Baharoğlu, M. (2011). The effect of decor paper properties and adhesive type on some properties of particleboard. International Journal of Adhesion and Adhesives, 31(6): 412-415.
[4]. Seller, T. (1996). Technical and market opportunities for glued wood products. Adhesive Age, 39(6): 6-9.
[5]. Roberts, R., and Evans, P.D. (2005). Effects of manufacturing variables on surface quality and distribution of melamine formaldehyde resin in paper laminates. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 36(1): 95-104.
[6]. Rafiei, Se., Kermanian, H., Rasooly Garmaroody, E., Ramezani, O. (2017). The effect of type and mixture of resin on the properties of impregnated paper. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 8(1): 25-38.
[7]. Moadeli, M., and Sefidruh, M. (2015). Improving Adhesives Characteristics with Nano-Reinforcement: A Review. Polymerization, 5(4): 43-53.
[8]. Zhang, R., Jin, X., Wen, X., Chen, Q., and Qin, D. (2018). Alumina nanoparticle modified phenol-formaldehyde resin as a wood adhesive. International Journal of Adhesion and Adhesives, 81: 79-82.
[9]. Hasehmpour, H., Atashgah, K.M., and Rezaei, M.K. (2014). An Investigation into the Role of Nano-Silica in Improving Strength of Lightweight Concrete. European Online Journal of Natural and Social Sciences, 3(4): 1058.
[10]. Hosseinpour, D., Guthrie, J.T., and Berg, J.C., (2008). The effect of α-alumina filler/acrylic–melamine polymer interfacial interactions on the abrasion resistance of an automotive topcoat layer. Progress in Organic Coatings, 62(2): 214-218.
[11]. Haghnazari, N., Abdollahifar, M., and Moradi. R. (2013).  Effects of synthesis condition on the characterization of AlOOH nano-particles. Iranian Journal of Ceramic Science & Engineering, 2(2): 73-84.
[12]. Dudkin, B.N., Krivoshapkin, V.P., and Krivoshapkina, E.F. (2006). Effect of aluminum oxide nanoparticles on the properties of urea-formaldehyde resin. Russian Journal of Applied Chemistry, 79(9): 1522-1525.
[13]. Kango, S., Kalia, S., Celli, A., Njuguna, J., Habibi, Y., and Kumar, R. (2013). Surface modification of inorganic nanoparticles for development of organic–inorganic nanocomposites- a review. Progress in Polymer Science, 38(8): 1232-1261.
[14]. Zhu, J., Wang, S., and Hao, Z. (2016). Synthesis of melamine-formaldehyde-resin microspheres hybridized with aluminum-hydroxide. In 2015 4th International Conference on Sustainable Energy and Environmental Engineering. Atlantis Press.
[15]. Kaboorani, A., and Riedl, B. (2011). Improving performance of polyvinyl acetate (PVA) as a binder for wood by combination with melamine-based adhesives. International Journal of Adhesion and Adhesives, 31(7): 605-611.
[16]. Cai, X., Riedl, B., Wan, H., Zhang, S., and Wang, X.-M. (2010). A study on the curing and viscoelastic characteristics of melamine–urea–formaldehyde resin in the presence of aluminium silicate nanoclays. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 41(5): 604-611.
[17]. Ewlad-Ahmed, A.M., Morris, M.A., Patwardhan, S.V., and Gibson, L.T. (2012). Removal of formaldehyde from air using functionalized silica supports. Environmental Science and Technology, 46(24): 13354-13360.
[18]. Hahn, H.L. (2017). Amino resin film and method of producing the same. U.S. Patent 9,592,649.
[19]. Sow, C., Riedl, B. and Blanchet, P. (2011). UV-waterborne polyurethane-acrylate nanocomposite coatings containing alumina and silica nanoparticles for wood: mechanical, optical, and thermal properties assessment. Journal of Coatings Technology and Research, 8(2): 211-221.
[20]. Chen, H.A. and Rufus, I.B., Mannington Mills Inc. (2001). Surface coverings containing aluminum oxide. U.S. Patent 6,291,078.
[21]. Nemli, G. and Kalaycıoğlu, H. (2006). The resistances of several types of overlaying materials against cigarette burn, scratch, and abrasion. Building and Environment, 41(5): 640-645.
[22]. Nemli, G. and Usta, M., 2004. Influences of some manufacturing factors on the important quality properties of melamine-impregnated papers. Building and Environment, 39(5): 567-570.
[23]. Voigt, B., Rychwalski, R.W., McCarthy, D.M.C., Den Adel, J.C. and Marissen, R. (2003). Carbon fiber reinforced melamine‐formaldehyde. Polymer Composites, 24(3): 380-390.
نشریه جنگل و فرآورده های چوب
دوره 73، شماره 2
شهریور 1399
صفحه 139-150

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار