اثر استفاده از دو نوع جفت کننده در ساخت‌ تخته خرده چوب صنوبر–پلی‌پروپیلن برخواص فیزیکی و مکانیکی آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد فرآورده های چندسازه چوبی

2 دانشگاه گنبد کاووس- استادیار گروه صنایع چوب و کاغذ

3 استادیار گروه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه گنبد کاووس

4 عضو هیات علمی دانشگاه گنبد کاووس

چکیده

سابقه و هدف: فرآورده‌های چند سازه چوب پلاستیک در طی سال‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. قسمت عمده-ایی از ترکیب این چندسازه را مواد لیگنوسلولزی تشکیل می‌دهد. از معایب الیاف طبیعی می‌توان به ناسازگاری بین الیاف طبیعی آب دوست و پلیمرهای آب گربز اشاره کرد. این مشکل را می‌توان با افزودن ماده سازگارکننده به ترکیب کاهش داد. زیرا در اثر افزودن جفت کننده، فصل مشترک بین دو فاز الیاف سلولزی و ماتریس پلیمری بهبود می‌یابد. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر دو نوع جفت کننده بر خواص فیزیکی و مکانیکی تخته خرده حاصل از پلی پروپیلن- صنوبر انجام شد.
مواد و روش‌ها: از نسبت اختلاط خرده چوب صنوبر به پلی پروپیلن در سطح 10:90 و از رزین فنل فرم آلدهید به میزان 8 درصد وزن خشک ماده اولیه استفاده شد. از دو نوع جفت کننده تری اتوکسی متیل سیلان و مالئیک انیدرید گرافت شده به پلی پروپیلن به میزان 6 درصد وزن خشک پلی پروپیلن استفاده شد. در ضمن جفت کننده‌ها به دو روش مختلف (درون رزین و بر روی ذرات پلی پروپیلن) مورد استفاده قرار گرفتند. پس از فرآیند مخلوط کردن مواد اولیه با یکدیگر، کیک خرده چوب در دمای 180 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 آزمون فاکتوریل در سطح اطمینان 5 درصد مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزودن هر دو نوع جفت کننده سیلان وMAPP سبب بهبود مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی و کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت تخته ها در مقایسه با نمونه شاهد (بدون جفت کننده) گردید. جفت کننده MAPP در مقایسه با جفت کننده تری اتوکسی متیل سیلان خواص مطلوب‌تری را در تخته‌ها ایجاد کرد. روش افزودن جفت کننده بر روی ذرات پلی پروپیلن نسبت به درون رزین، باعث بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی تخته‌ها شد. زیرا در روش افزودن جفت کننده بر روی ذرات پلی پروپیلن، همه مقادیر جفت کننده روی ذرات پلی پروپیلن قرار گرفته و لذا احتمال حضور جفت کننده در سطح مشترک بین فاز پلیمر و فاز تقویت کننده افزایش می‌یابد.
نتیجه‌گیری: توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، استفاده از جفت کننده‌ به طور معنی‌داری پایداری ابعاد تخته‌ها را افزایش داد. با افزودن جفت کننده، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی تخته ها افزایش یافت. در مقایسه با خواص تخته‌های تولید شده با استاندارد EN، با روش افزودن MAPP برروی پلی پروپیلن می‌توان تخته خرده چوبی با خواص مطلوب به منظور استفاده در شرایط مرطوب (تیپ 3) تولید نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of using two types of coupling agent in the poplar-polypropylene particleboard manufacturing on its mechanical and physical properties

نویسندگان [English]

  • Amir mohammad Sharbati 1
  • vahid vaziri 2
  • farshid faraji 3
  • Faramarz Rostami Cherati 4
1 student
4 Faculty of science of Gonbad Kavous University
چکیده [English]

Background and objective: Wood plastic composites in recent years have been the attention of many researchers. The major part the combination of these composites, lignocellulosic material constituted. The disadvantages of natural fiber can be mentioned incompatibility between the hydrophilic fibers and hydrophobic polymers. This problem can be reduced by incorporation of coupling agent into the compound. Because of the addition of coupling agent, the interface between two phases of lignocellulosic fiber and polymeric matrix improve. This study with aim of investigation the effect of two types of coupling agent on mechanical and physical properties of particleboard made of polypropylene- poplar was done.
Materials and methods: in this research, the mixing ratio of poplar wood to polypropylene at level of 90:10 was used. Phenol formaldehyde resin used at 8 percent level of dry weight of raw material. Two types of coupling agents of maleic anhydride grafted to polypropylene and triethoxymethylsilane in level of 6 percent based on dry weight of polypropylene were used. Coupling agents were used in two different methods including inside the resin and on the polypropylene particles. After the mixing process raw material together, mat at temperature of 180°c for 5 minutes under hot press was placed. The physical and mechanical properties were evaluated according to European standards set of EN. Physical and mechanical properties of panels analyzed using factorial analysis in 5% probability level.
Results: The results showed, the addition of both types of silane and MAPP coupling agents improved the bending strength, modulus of elasticity and internal bonding, while decreased water absorption and thickness swelling of the boards compared to the control sample (without coupling agent). Compared to the silane coupling agent, MAPP coupling agent created more favorable properties in the boards. The addition method of coupling agent on the polypropylene particles in comparison with inside resin improved the physical and mechanical properties of the boards. Because in the addition method of coupling agent on the polypropylene, all of the coupling contents are placed on the polypropylene particles, and therefore, the presence of the coupling agent on the interface between the polymer phase and the reinforcement phase increases.
Conclusion: According to the results of this research, using of coupling agent increased significantly the dimensional stability of the boards. The addition of coupling agents increased bending strength, modulus of elasticity and internal bonding of boards. Compared to the properties of the boards produced by EN standard, with addition method of MAPP on the polypropylene can be produced particleboards with favorable properties for use in dry conditions (Type P3).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coupling agent
  • Triethoxymethylsilane
  • Maleic anhydride grafted to polypropylene
  • Physical and mechanical properties