تاثیر هوازدگی تسریع شده بر مقاومت به سایش گونه های چوبی پوشش داده شده با روغن بزرک

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

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

چکیده

سابقه و هدف: چوب ماده‌ طبیعی است که در ساخت انواع سازه‌های چوبی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سازه‌های چوبی در اثر قرارگیری در فضای باز، دچار هوازدگی و تخریب سطحی می‌شوند. با توجه به استفاده از چوب به عنوان مبلمان فضای باز، کف‌پوش‌ها، پارکت‌ها و لمبه‌کوبی‌ها خانه‌های چوبی، خواصی نظیر میزان سختی، مقاومت به خراش و سایش مورد اهمیت قرار می‌‌گیرد. در این مطالعه تاثیر هوازدگی تسریع شده بر مقاومت به سایش گونه‌های چوبی صنوبر، راش و بلوط پوشش داده شده با روغن گیاهی بزرک بررسی شد.
مواد و روش‌ها: بدین منظور ، نمونه‌های چوبی به ابعاد استاندارد 2×10× 15 (L×R×T) سانتی متر بریده شده و سطوح آنها با استفاده از روغن بزرک به نسبت 3ml/m 100 پوشش داده شدند. نمونه‌های پوشش داده به مدت 2 هفته در دستگاه هوازدگی تسریع شده نگه‌داری شدند و سپس توسط دستگاه سایش خراشان تابر و میکروسکوپ لیزری هم کانون مقاومت به سایش و توپوگرافی سطوح چوب قبل و بعد از هوازدگی مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد در اثر هوازدگی میزان مقاومت به سایش تمامی گونه‌های چوبی کاهش یافته است و بیشترین مقاومت در بین آنها مربوط به گونه چوبی بلوط با مقدار کاهش وزن 7/1 گرم می‌باشد. همچنین نمونه‌های پوشش‌داده با روغن بزرک، میزان پارامتر سایش برای گونه‌های صنوبر، راش و بلوط به ترتیب 28 ، 38 و 18 درصد کاهش یافت. کمترین و بیشترین مقاومت به سایش بعد از هوازدگی مربوط به گونه چوبی صنوبر و بلوط بود و نتایج میکروسکوپ لیزری هم کانون نشان داد به ترتیب در گونه‌های صنوبر، راش و بلوط بعد از هوازدگی عمق سایشی به میزان 201، 183 و 136 میکرون ایجاد شده است. نتایج همچنین بیانگر این بود که اختلاف معنی‌‌داری میان نمونه‌های پوشش‌داده شده و نشده وجود دارد.
نتیجه‌گیری: افزایش مقاومت به سایش چوب بلوط نسبت به گونه‌های دیگر می‌تواند به دلیل وزن مخصوص بالاتر آن باشد. استفاده از پوشش روغن بزرک از یک سو منجر به کاهش میزان جذب آب و از سوی دیگر باعث کاهش اصطکاک و روان‌تر شدن سطح چوب گردیده است. همچنین افزایش کاهش وزن پس از هوازدگی، در اثر جذب بیشتر رطوبت نمونه‌های پوشش‌داده نشده نسبت به نمونه‌های پوشش داده شده است که باعث تخریب سریعتر و آسانتر بافت چوب شده است. بر اساس نتایج میکروسکوپ لیزری و بررسی عمق سایش، پوشش‌دهی با روغن بزرک توانسته است میزان کاهش عمق سایش را کاهش و مقاومت به سایش را افزایش دهد. با توجه به نتایج این مطالعه می‌توان از روغن گیاهی بزرک برای افزایش مقاومت سازه‌های چوبی در برابر سایش استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of accelerated weathering on the abrasion resistance of wood-species coated with linseed oil

نویسندگان [English]

  • Hadi Gholamiyan
  • Payam Moradpour
Assistant Professor, Department of Wood and Paper Science & Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Wood is a natural material used in the construction of various wooden structures. Due to the presence of wooden structures in the outdoor, wooden structures are weathering and surface degradation. Regarding the use of wood as outdoor furniture, flooring, parquet and wooden houses, some properties such as hardness, scratch resistance and abrasion are important. In this study, the effect of accelerated weathering on the abrasion resistance of Populus nigra, Fagus orientalis and Quercus castaneifolia was studied.
Materials and methods: For this purpose, wood samples were cut to standard dimensions of 2×10×15 cm (L × R × T) and the surfaces of wood samples coated with linseed oil (100 ml\m3) and for 2 weeks were kept in accelerated weathering. Then, by Taber test and Confocal laser microscope, the abrasion resistance and topography of the wood surfaces before and after weathering were investigated.
Results: The results of this study showed that, due to weathering, the wear resistance of all wooden species decreased and the more resistance among them was related to oak with the weight loss of 1.7 grams. Also, the results showed that the amount of abrasion index reduced by 28, 38 and 18 percent for poplar, beech and oak, respectively. The lowest and highest abrasion resistance after weathering was related to the poplar and oak and the results of the laser microscopy showed that, in the poplar, beech and oak the abrasion depth was 201, 183, and 136 (μ), respectively. The results also showed that, there was a significant difference between coated and uncoated samples.
Conclusion: The increase in oak wear resistance to other species can be due to higher specific gravity. In addition, the use of linseed oil coating reduces water absorption and, on the other hand, reduces friction and makes the surface of the wood lubricate. Also, the increase in weight loss after weathering is due to the higher absorption of uncoated samples than the coated samples, which causes faster and easier destruction of the wood structure. Based on the results of the laser microscope, the coating with linseed oil has been able to reduce the wear depth and reduce wear resistance. According to the results of this study, linseed oil can be used to increase the resistance of wood structures to abrasion.Based on the results of the laser microscope, the coating with linseed oil has been able to reduce the wear depth and reduce wear resistance. According to the results of this study, linseed oil can be used to increase the resistance of wood structures to abrasion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Abrasion
  • weathering
  • confocal laser microscopy
  • wood
  • linseed oil

مراجع

1.Achachluei, M., Ahmadi, H., and Pourtahmasi, K. 2014. Study of linseed oil on white poplar wood (Populus alba L.) as a traditional treatment for historical wooden relics against weathering. Iranian J. of Wood and Paper Industries.
5: 2. 103-116. (In Persian)
2.Aytin, A., Korkut, S., As, N., Ünsal,O., and Gündüz, G. 2015. Effect ofheat treatment of wild cherry wood
on abrasion resistance and withdrawal capacity of screws. Drvna Industrija.66: 4. 297-303.
3.Bautista, Y., Gonzalez, J., Gilabert, J., Ibanez, M.J., and Sanz, V. 2011. Correlation between the wear resistance, and the scratch resistance, for nanocomposite coatings. Progress in organic coatings. 70: 4. 178-185.
4.Babai, Y. 2016. Investigation of the Effect of Antifungal Compounds of Syriac Juice on the Natural Existence of Beech Wood. Master Thesis. University of Tehran. 280p. (In Persian)
5.Bazyar, B., Parsapajouh, D., Khademi-Eslam, H., and Hemmasi, A.H.2008. Physical characteristics of poplar wood treated with hot linseed oil. J. of Agricultural Sciences. 13: 1. 197-206.
6.Browne, F.L. 1951. Natural wood finishes for exteriors of houses. U.S Forest Service Res. Rept. No. 1908, Madison, WI, USA, 9p.
7.Chang, C.W., and Lu, S.K.T. 2013. Linseed-oil-based waterborne UV/air dual-cured wood coating. Progress in Organic Coatings. 76: 7-8. 1024-1031.
8.Efhamisisi, D., Ghazan, M., Oladi, R., and Karimi, A. 2016. Penetrability of nano-wollastonite into the poplar wood and its effect on wood durability and dimensional stability. Iranian J. of Wood and Paper Industries. 8: 2. 267-282.
(In Persian)
9.Gholamiyan, H., and Tarmian, A.2010. Radial variation in longitudinal permeability of beech (Fagus orientalis) wood containing red heart wood. Iranian J. of Natural Resources. 63: 1. 37-46.(In Persian)
10.Herrera, R., Sandak, J., Robles, E., Krystofiak, T., and Labidi, J. 2018. Weathering resistance of thermally modified wood finished with coatings of diverse formulations. Progress in Organic Coatings. 119: 145-154.
11.Juita, A., Dlugogorski, B.Z., Kennedy E.M., and Mackie J.C. 2012. Low temperature oxidation of linseed oil: a review. Fire Science Reviews. 1: 3. 1-36.
12.Kanokwijitsilp, T., Traiperm, P., Osotchan, T., and Srikhirin, T. 2016. Development of abrasion resistance SiO2 nanocomposite coating for teak wood. Progress in Organic Coatings.93: 118-126.
13.Lazzari, M., and Chiantore, O. 1991. Drying and oxidative degradation of linseed oil. Polymer Degradation and Stability. 
14.Ltgen, M., and Militz, H. 2017. Thermally modified Scots pine and Norway spruce wood as substrate for coating systems. J. of Coatings Technology and Research. 14: 3. 531-541.
15.Rodríguez, R.R., Estevez, M., Vargas, S., and Mondragón, M.A. 2003. Hybrid ceramic-polymer material for wood coating with high wearing resistance mater. Materials Research Innovations. 7: 2. 80-84.
16.Sandberg, D., and Kutnar, A. 2016. Thermally modified timber: Recent developments in Europe and North America. Wood and Fiber Science.48: 1. 28-39.
17.Tarmian, A., and Masturi, A., Water-repellent efficiency of thermally modified wood as affected by its permeability. J. of Forestry Research.29: 3. 859-867.
18.Temiz, A., Yildiz, U.C., Aydin, I., Eikenes, M., Alfredsen, G., and Colakoglu, G. 2005. Surface roughness and color characteristics of wood treated with preservatives after accelerated weathering test. Applied Surface Science. 250: 1-4. 35-
19.Tolvaj, L., Persze, L., and Albert,L. 2011. Thermal degradation ofwood during photodegradation. J. of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 105: 1. 90-93.
20.Tomak, E.D., Baysal, E., and Peker, H. 2012. The effect of some wood preservatives on the thermal degradation of Scots pine. Thermochimica Acta. 547: 76-82.
21.Trisna, P., and Hiziroglu, S. 2013. Characterization of heat treatedwood species. Materials and Design.49: 7. 575-582.
22.Veigel, V., Marieke Lems, E., Grüll,G., Hansmann, C., Rosenau, T., Zimmermann, T., and Gindl-Altmutter, W. 2017. Simple green route to performance improvement of fullybio-based linseed oil coating using nanofibrillated Cellulose. Polymers.
23.Wei Chang, C., and Tsung Lu, K. 2013. Linseed-oil-based waterborne UV/air dual-cured wood coatings. Progress in Organic Coatings. 76: 1024-1031.
24.Wu, X., Liu, M.H., Zhong, X.M., Liu, G.J., Wyman, I., Wang, Z.P., Wu, Y.Q., Yang, H., and Wang, J.B. 2017. Smooth water-based antismudge coatings for various substrates. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 5: 2605-2613.
25.Xie, Y., Krause, A., Militz, H., andMai, C. 2006. Coating performanceof finishes on wood modified withan N-methylol compound. Progress in Organic Coatings. 57: 291-300.
پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل
دوره 26، شماره 3
آذر 1398
صفحه 43-54

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار