| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شماره‌ها | 3,262 |
| تعداد مقالات | 36,057 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,177,526 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 94,177,056 |
تأثیر تیمار حرارتی بر ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی تخته خردهچوب ساخته‌شده از سرشاخه‌های درختان باغی- خرده چوب صنعتی | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقاله 5، دوره 40، شماره 2 - شماره پیاپی 91، تیر 1404، صفحه 124-137 اصل مقاله (1.38 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2025.367890.1789 | ||
| نویسندگان | ||
| مرتضی قنبری1؛ وحید وزیری* 2؛ فرشید فرجی2؛ لعیا جمالی راد3 | ||
| 1فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، فرآورده‌های چند سازه چوبی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران | ||
| 2استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران | ||
| 3دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: چوب به‌عنوان یک ماده طبیعی و تجدیدپذیر علاوه بر مزایای متعدد دارای برخی از معایب مانند تخریب آن در برابر شرایط بیرونی و بی‌ثباتی ابعادی به‌عنوان تابعی از نوسان رطوبت نسبی در محیط اطراف خود است. تیمار حرارتی میتواند باعث بهبود پایداری ابعادی چوب و فراوردههای چندسازه چوبی از قبیل تخته خردهچوب، تخته فیبر و تخته تراشه جهت‌دار شود؛ زیرا تیمار حرارتی سبب تغییر شیمیایی چوب ازجمله کاهش همی‌سلولز و تعداد گروههای هیدروکسیل میگردد. هدف اصلی این تحقیق، ارزیابی ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی تخته خرده چوب ساخته شده از سرشاخه درختان باغی - خرده چوب صنعتی تیمار شده با بخار آب بود. مواد و روشها: خردهچوب صنعتی از شرکت صنعت چوب شمال تهیه شد. از نسبت اختلاط خرده چوب به سرشاخه درختان باغی در سطح 70 : 30 استفاده شد. تیمار حرارتی خردههای چوب در دمای 180 درجه سانتی‌گراد و در سه سطح زمان (15، 30 و 45 دقیقه) انجام شد. از رزین اوره فرمآلدهید به میزان 10 درصد وزن خشک ماده اولیه و از کلرید آمونیوم به‌عنوان هاردنر به میزان 2 درصد وزن خشک رزین استفاده شد. پس از فرایند تیمار حرارتی و مخلوط کردن مواد اولیه با یکدیگر، کیک خرده چوب در دمای 160 درجه سانتی‌گراد به مدت زمان 5 دقیقه تحت پرس گرم قرار گرفت. برای انجام آزمونهای فیزیکی و مکانیکی از استانداردهای اروپایی مجموعه EN استفاده شد. خصوصیات فیزیکی و مکانیکی تختهها با استفاده از آنالیز واریانس در سطح اطمینان 95 درصد مورد تجزیه‌وتحلیل آماری قرار گرفت. نتایج: نتایج نشان داد که تختههای ساخته شده از خرده چوبهای تیمار شده با زمان 45 دقیقه دارای بیشترین مقاومت خمشی، مدول‌الاستیسیته و چسبندگی داخلی بودند؛ زیرا در اثر اعمال تیمار حرارتی، لیگنین نرم و منشعب شده و نسبت کریستالیته سلولز بیشتر شده و مقاومتهای تخته بهبود پیدا کرده است. واکشیدگی ضخامت و جذب آب تختهها نیز با افزایش مدت زمان تیمار در حد معنیداری بهبود پیدا کرد. دلیل اصلی پایداری ابعاد را میتوان به کاهش مقدار همیسلولزهای چوب و گروههای هیدروکسیل موجود در چوب نسبت داد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، تیمار حرارتی به‌طور معنیداری پایداری ابعاد تختهها را افزایش داد. مقاومت خمشی، مدول‌الاستیسیته و چسبندگی داخلی در نمونههای تیمارشده بیشترین مقدار را داشت. در مقایسه با خواص تختههای تولید شده با استاندارد EN، تختههای تیمار شده با مدت زمان 30 و 45 دقیقه میتوانند برای تختههای استاندارد از نوع تیپ 2، مورد استفاده قرار گیرند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سرشاخه درختان باغی؛ خرده چوب صنعتی؛ تیمار حرارتی؛ خواص فیزیکی و مکانیکی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The effect of heat treatment on physical and mechanical properties of particleboard produced from orchard trees pruning - industrial wood particles | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Morteza Ghanbari1؛ vahid vaziri2؛ Farshid Faraji2؛ loya jamalirad3 | ||
| 1M.Sc. Graduated of Wood Composite Products, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran | ||
| 2Assistant Prof., Wood and Paper Science and Technology, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran | ||
| 3Associate Prof., Wood and Paper Science and Technology, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and objective: Wood, as a natural and renewable material, in addition to its numerous advantages, possess some disadvantages, including its deterioration when exposed to outdoor conditions and its dimensional instability due to fluctuations in relative humidity in the surrounding environment. Heat treatment can enhance the dimensional stability of panel products, such as particleboard, fiberboard, and OSB. Because heat treatment causes chemical changes in wood, including decrease in hemicellulose and the number of hydroxyl groups. The main objective of this research was to assess the effect of steam pretreatment of orchid tree pruning - wood particles on the physical and mechanical properties of particleboard. Materials and methods: Industrial wood particles from Sanate Choube Shomal Company were used. The ratio of wood chips to orchid tree pruning was used at the level of 70:30. Heat pretreatment was conducted on the wood particles at the temperature of 180 °C with three different retention times (15, 30, and 45 minutes). Urea formaldehyde resin was applied at 10 percent level based on the dry weight of the raw material as well as ammonium chloride was used as a catalyst at a 2 percent level of the dry weight of the adhesive. After the heat treatment and the mixing processes, the raw materials were formed into a mat and then pressed at temperature of 160 °C for 5 minutes. The physical and mechanical properties of the boards were evaluated according to European standards test methods (EN326-1). The analysis of the physical and mechanical properties of the panels were performed using variance analysis at a 95% probability level. Results: The results showed that the boards made from treated particles with a 45-minute treatment duration exhibited the highest bending strength, modulus of elasticity, and internal bonding. Since heat treatment softens and ramified the lignin and increased the crystallization of cellulose, which improves the strength of the board. Thickness swelling and water absorption of the boards were significantly improved with increased treatment duration. The main reason for dimensional stability can be attributed reduction of hemicellulose content and hydroxyl groups within the wood component. Conclusion: Based on the findings of this research, heat treatment significantly improved the dimensional stability of the boards. Bending strength, modulus of elasticity, and internal bonding in the treated samples displayed the highest measured values. In comparison to the properties of the treated boards at 30-minute and 45-minute duration demonstrated the potential to produce particleboards with desirable attributes suitable for interior application (Type P2) for application in dry conditions. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Orchard trees pruning, Industrial wood particles, Heat treatment, Physical and mechanical properties | ||
| مراجع | ||
|
-Abasi, M., Vaziri, V., Faraji, F. and Aminian, H., 2018. Study on physical and mechanical properties of particleboard made of wood particles-waste tire powder. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 25(2): 165-176. 10.22069/jwfst.2018. 14320.1722
-Avarand, M., Jamalirad, L., Aminian, H. and Vaziri, V., 2018. Physical and mechanical properties of particleboard made from mixing corn stalk, wheat straw and industrial wood particles. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 25(4): 103-115. 10.22069/jwfst.2018.14859.1740
-Awoyemi, L. and Westermark, U., 2005. Effects of borate impregnation on the response of wood strength to heat treatment. Wood Science Technology, 39: 484-491.https://doi.org/10.1007/s00226-005-0001-5
-Boonstra, M. J., Van Acker, J., Kegel, E. and Stevens, M., 2006. Optimization of a two-stage heat treatment process: durability aspects. Wood Science Technology, 41: 31-57. https://doi.org/10.1007/ s00226-006-0087-4
-Doosthosseini, K. and Khademi Eslam, H., 1993. Investigating the use of fruit trees in the particleboard industry. Iranian Natural Resources Journal, 1(46): 63-77.
-Enayati, A. A., Reisi, M. and Edalat, H. R., 2009. Investigation of physical and mechanical properties of particleboard made from apricot pruning and industrial wood particles. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 24(2): 244-253. https://doi.org/10.22092/ijwpr.2009.117379
-EN 310:1993 Wood based panel. Determination of modulus of elasticity in bending and of bending strength.The European Committee for Standardization. Brussels, Belgium. https://doi.org/ 10.3403/00299457
- EN 312. 2010. Particleboard – Specification. Re- quirements for general purpose boards for use in dry conditions. The European Committee for Standardization. Brussels, Belgium.
- EN 317. 1993. Particleboard and fiberboards. Determination of swelling in thickness after immersion in water. The European Committee for Standardization. Brussels, Belgium.
- EN 319. 1993. Determination of tensile strength perpendicular to the plane of the board. The European Committee for Standardization. Brussels, Belgium.
-EN 326-1. 1994. Wood-based panels sampling, cutting and inspection sampling and cutting of test pieces and expression of test results. The European Committee for Standardization. Brussels, Belgium. https://doi.org/10.3403/00332747
-Follrich, J., Muller, U. and Gindl, W., 2006. Effects of thermal modification on the adhesion between spruce wood (Picea abies) and a thermoplastic polymer. Holzroh-Werkst, 64: 373-376. https://doi.org/10. 1007/s00107-006-0107-y
-Hemmasi, A.H., Alvandi, H., Bazyar, B. and Kargarfard, A., 2017. Survey on the effects of pre-heat treatment on the mechanical and physical properties of particleboard. Journal of Renewable Natural Resources Research, 7(1): 11-22.
-Hatefnia, H., Enayati, A.A., Doosthosseini, K. and Azadfallah, M., 2012. Evaluation of steam pretreatment of poplar wood particles on the mechanical and physical properties of particleboard. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 26(4): 682-698. https://doi.org/10.22092/ijwpr.2011. 117255
-Hill, C., 2006. Wood modification: chemical, thermal, and other processes. Wiley Series in Renewable Resources, NJ. 239p. 10.1002/0470021748
-Kakaras, L. A. and Paoadopoulos, A. N., 2000. The effects of drying temperature of wood chips upon the internal bond strength of particleboard. Technological Educational institute of Karditsa, Department of Wood and Furnit Technology-design, 43100, Kardisa Greece.
-Kargarfard, A., Hosseinzadeh, A., Nourbakhsh, A., Doosthosseini, K. and Niknam, F., 2006. Utilization of apple wood pruning in particleboard production. Journal of Pajouhesh and Sazandegi, 3(73): 27-32.
- Kargarfard, A., Nourbakhsh, A. and Hosseinkhani, H., 2007. Investigation on medium density fiber board from horn beam wood. Pajouhesh & Sazandegi, 68: 38-47.
-Kartal, S. N., Hwang, W. J. and Imamura, Y., 2007. Water absorption of boron-treated and heat- modified wood. Wood Science and Technology, 53: 454-457. https://doi.org/10.1007/s10086-007-0877-9
-Kocaefe, D., Poncsak, S. and Boluk, Y., 2008. Effect of thermal treatment on the chemical composition and mechanical properties of birch and aspen. Bioresources, 3(2): 517-537. https://doi.org/ 10.15376/biores.3.2.517-537
- Kocaefe, D., Poncsak, S. and Tang, J., 2010. Effect of heat treatment on the mechanical properties of North American jack pine: thermogravimetric study. J Mater Sic, 45: 681-687. https://doi.org/ 10.1007/s10853-009-3985-7
-Metsa-Kortelainen, S., Antikainen, T. and Vitanieni, P., 2006. The water absorption of sapwood and heartwood of Scots pine and Norway spruce heat-treated at different temperatures. Holzroh-Werkst, 64: 192-197. https://doi.org/10.1007/s00107-005-0063-y
-Mohebby, B., Ilbeighi, F. and Kazemi-Najafi, S., 2008. Influence of hydrothermal modification of fibers on some physical and mechanical properties of medium density fiberboard (MDF). Holz alsroh-und Werkstoff , 66: 213-218. https://doi.org/10.1007/ s00107-008-0231-y
-Obataya, E. and Tomita, B., 2002. Hygroscopicity of heat-treated wood Reversible and irreversible reductions in the hygroscopicity of wood due to heating. Mokuzai Gakkaishi, 48: 288-295.
-Ohlmeyer, M. and Lukowsky, D., 2004. Wood-passed panels produced from thermal treated wood-properties and perspectives. In Wood-frames housing durability and dister issues conference. October 4-6, las Vegas, USA:pp: 127-131.
-Ozcan, S., Ozcifci, A., Hiziroglu, S. and Toker, H., 2012. Effects of heat treatment and surface roughness
on bonding strength. Constr Build Mater, 33: 7-13. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.01.008
-Pesarakloo, A., Dehghani, M., Kargarfard, A. and Tabarsa, T., 2013. The effects of thermal treatment
and resin type on physical and mechanical properties of kenaf stalk particleboard. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 28(2): 313-328.
-Taghiyari, H.R. (2010). Study on the effect of nano-silver impregnation on mechanical properties of heat-treated Populus nigra. Wood Science Technology, 45(2): 399-440. https://doi.org/10.1007/s00226-010-0343-5
-Udaka, E. and Furuno, T., 2003. Change in crystalline structure of compressed wood by treatment with a
closed heating system. Mokuzai Gakkaishi, 49: 1-6.
-Won, K. R., Kim, T. H., Hwang, K., Chong, S. H., Hon, N. E. and Byeon, H. S., 2012. Effect of heat treatment on the bending strength and hardness of wood. Journal of Korean Wood Science and Technology, 40(5): 303-310. https://doi.org/10.5658/wood. 2012.40.5.303
-Yarifirouzabadi, Z., Vaziri, V., Kord, B. and Jamalirad, L., 2020. Investigation the effect of nanographene particles on physical and mechanical properties of high density polyethylene-rapeseed of stalk flour composites. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 10(4): 629-641.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 484 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 401 |
||