بررسی تأثیر پلی پروپیلن بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی تخته خرده چوب ساخته شده از کلش برنج- خرده چوب صنعتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد فرآورده های چند سازه چوبی

2 دانشگاه گنبد کاووس- استادیار گروه صنایع چوب و کاغذ

3 استادیار گروه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه گنبد کاووس

4 عضو هیئت علمی دانشگاه گنبدکاووس

چکیده

سابقه و هدف: تولید محصولات فرآورده چوبی از پسماندهای کشاورزی با افزایش کمبود الیاف چوبی در جهان از اهمیت زیادی برخوردار شده است. پسماندهای کشاورزی، که با مقادیر زیادی سالانه در سرتاسر جهان تولید می‌شوند منابع اصلی قابل تجدید پذیر هستند. در مقایسه با الیاف سنتزی از قبیل شیشه، الیاف طبیعی کلش برنج فوایدی از قبیل قیمت کم، دانسیته پایین، فراوانی و توزیع گسترده، قابلیت بازیابی و زیست تخریب پذیری دارند. در مواجهه با کمبود جهانی منابع جنگلی، آلودگی‌های زیست محیطی و از بین رفتن منابع بیولوژیکی ناشی از سوزاندن پسماندهای کشاورزی از جمله کلش برنج، تحقیقات قابل توجهی در زمینه استفاده از کلش برنج و پسماندهای کشاورزی دیگر به منظور تولید فرآورده‌های چند سازه چوبی انجام شده است. در این تحقیق خواص فیزیکی و مکانیکی تخته خرده چوب ساخته شده از کلش برنج - خرده چوب صنعتی با پودر پلی پروپیلن مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق نسبت وزنی کلش برنج به خرده چوب در چهار سطح (0 به 100 ، 15 به 85، 30 به 70، 45 به 55) و پلی-پروپیلن در سه سطح (0، 5، 10 درصد) به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب گردید. خرده‌چوب صنعتی از شرکت صنعت چوب شمال تهیه شد. از چسب اوره فرم آلدهید به میزان 10 درصد وزن خشک ماده اولیه و کلرید آمونیوم به عنوان هاردنر به میزان 2 درصد وزن خشک چسب استفاده شد. پس از فرآیند مخلوط کردن مواد اولیه با یکدیگر، کیک خرده چوب در دمای 170 درجه سانتی‌گراد به مدت زمان 5 دقیقه تحت پرس گرم قرار گرفت. پس از ساخت تخته خرده چوب، خصوصیات فیزیکی و مکانیکی تخته‌ها با استفاده از آنالیز واریانس در سطح اطمینان 5 درصد مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزایش کلش برنج به خرده چوب باعث افزایش جذب آب و واکشیدگی ضخامت، کاهش مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی تخته‌های ساخته شده گردید. در حالی‌که با افزایش درصد پلی پروپیلن، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی تخته‌ها افزایش یافت. همچنین جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه‌ها بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب بهبود پیدا کرد. زیرا پلی پروپیلن با ذوب شدن در طی مراحل پرس گرم به عنوان یک ماده چسبنده غیر قطبی باعث اتصال ذرات به یکدیگر می‌شود.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد، قابلیت به‌کارگیری کلش برنج در سطح 30 درصد و پلی پروپیلن در سطح 10 درصد برای تخته‌های با اهداف عمومی (نجاری) به منظور استفاده در شرایط خشک وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of polypropylene on physical and mechanical properties of particleboard produced from rice straw and industrial wood particles

نویسندگان [English]

  • vahid vaziri 2
  • Hedayatollah Aminian 4
چکیده [English]

Background and objective: The main lignocellulosic raw material used in the particleboard industry is wood. The production of panel products from agricultural residues is important considering the increasing worldwide wood fiber shortage. Agricultural residues, which are produced with large quantities annually throughout the world, are the main renewable resources. Compared with synthetic fibers such as glass, natural straw fibers have more advantages such as low cost, low density, abundant and wide distribution, recyclability and biodegradability. Rice is the primary food for more than 40% of the worlďs population, with about 596 million tons of rice and 570 million tons of rice straw produced annually in the world. At present, most of these residues are burnt in situ after harvest. The field burning of rice straw and other agriculture residues in wide areas not only results in serious environment issues, but also wastes precious resources. Faced with worldwide shortages of forest resources, environmental pollution and waste of biological resources resulting from field burning of rice straw and other agricultural residues, there has been a revival of interest in using rice straw and other agriculture residues to produce composite panels. This research investigated the use of the rice straw –industrial particle wood with polypropylene powder on the mechanical and physical properties of single layer particleboard.
Materials and methods: The variable in this research were the ratio of rice straw to industrial wood particle (at four levels; 0:100, 15:85, 30:70, 45:55) and polypropylene powder (at three levels; 0, 5, 10%). Industrial wood particles from Sanate Choube Shomal Company were used. Urea formaldehyde resin used at 10 percent level of dry weight of raw material as well as ammonium chloride was used as a catalyst at 2 percent level of the dry weight of adhesive. After the mixing process raw material together, mat at temperature of 170°c for 5 minutes under hot press was placed. After making particleboard, physical and mechanical properties of panels analyzed using variance analysis in 5% probability level.
Results: The results showed, increasing polypropylene percent resulted in increasing the bending strength, modulus of elasticity and internal bonding of the boards. The results also indicated that water absorption and thickness swelling after 2 and 24h in water decreased with increased polypropylene percent.
Conclusion: Results showed, there was usability of the rice straw up to 30 percent and polypropylene up to 10 percent for general purpose boards for use in dry conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice straw
  • Polypropylene
  • Industrial wood particle
  • Particleboard
  • Physical and mechanical properties
1.Ahmadi, K., Gholizadeh, H., and Ebadzadeh, H. 2016. Agricultural Iran statistics. Ministry of
Agricultural Jahad Press, 163p. (In Persian)
2.Faezipour, M., Kabourani, A., and Parsapajouh, D. 2002. Paper and composites from agrobased
resources. Tehran University Press, 573p. (In Persian)
3.Fathy, L., Faezipour, M., and Bahmani, M. 2010. Effect of UF and MUF resins on the
practical properties of particleboard produced from rice straw and aspen particles. Iranian
Journal of Wood and Paper Science Research, 25(2): 321-331. (In Persian)
4.Han, S., Dae, J., and Hyun, J. 2003. Rice straw- wood particle composite for sound absorbing
wooden construction materials. Bioresource Technology, 86: 117-121.
5.Johnson, A., and Yunus, N. 2009. Particleboard from rice husk: a brief introduction to
renewable material of construction. Jurutera, 3: 12-15.
6.Kalia, S., Kaith, B., and Kaur, I. 2001. Cellulose fibers: Bio and nano-polymer composites:
green chemistry and technology. Heidelberg, Dordrechl: Springer, 16: 350-360.
7.Luduena, L., Fasce, D., Alvarez, V., and Stefani, P. 2011. Nanocellulose from rice husk
following alkaline treatment to remove silica. Bioresources, 6: 1440-1453.
8.Mohdy, F., Abdel, E., Ayana, Y., and Sawy, S. 2009. Rice straw as a new resource for some
beneficial uses. Carbohydrate Polymers, 75: 44-51.
9.Rangavar, H., Rassam, Gh., and Aghagolpour, V. 2011. Investigation on the possibility of
using canola stem residues for particleboard manufacturing. Journal of Wood and Forest
Science and Technology, 18(1): 91-104. (In Persian)
10.Sarzare, M. 1996. Investigation the effect of polyethylene on particleboard properties. M.Sc
thesis, University of Tehran, 91p. (In Persian)
11.Tabarsa, T., and Alaee, A. 2001. Investigation on the possibility of using rice straw and
wood for particleboard manufacturing. Journal of Agricultural Sciences and Natural
Resources, 8(2): 133-144. (In Persian)
12.Yahyavidizaj, M., and Khazaeian, A. 2014. Improving the mechanical and physical of wheat
straw particleboard using polypropylene powder. Iranian Journal of Wood and Paper Science
Research, 29(3): 464-473. (In Persian)