فهرست مطالب

صنایع چوب و کاغذ ایران - سال هفتم شماره 2 (تابستان 1395)

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران
سال هفتم شماره 2 (تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/06/30
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمد احمدی، سحاب حجازی*، بودو زاکه، اتار کردزاخیا، حسین یوسفی صفحات 155-166
    در این تحقیق به مقایسه پالایش پذیری خمیرکاغذهای سودا و مونواتانول آمین کاه گندم پرداخته شده است. جهت انجام پالایش خمیرکاغذها از پالایشگر نیمه صنعتی مدل LR 40 شرکت Voith استفاده گردید.نتایج نشان داد که خمیر کاغذ مونواتانول آمین با صرف kwh/t 70 انرژی در پالایشگر نیمه صنعتی، مقاومت در برابر کشش و مقاومت در برابر ترکیدن آن به حداکثر میزان خود می رسند و افزایش انرژی بیش از این مقدار بر این مقاومتها اثر نامطلوب دارد. در مورد خمیرکاغذ سودا از کاه گندم افزایش مصرف انرژی تا kwh/t 500 رابطه خطی با مقاومت در برابر کشش و مقاومت در برابر ترکیدن دارد. در مقایسه با خمیر کاغذ مونواتانول آمین، پالایش پذیری خمیرکاغذ سودا بسیار دشوارتر بوده و نیازمند مصرف انرژی بیشتری می باشد. استفاده از خمیر کاغذ مونواتانول آمین موجب صرفه جویی در مصرف انرژی به میزان 70 تا 80 درصد جهت رسیدن به میزان متعارف و بهینه شاخص های مقاومتی می باشد.
    کلیدواژگان: کاه گندم، خمیرکاغذ، مونواتانول آمین، سودا، پالایش پذیری
  • بهزاد کرد*، حسین زارع، عبدالله حسین زاده صفحات 167-178
    این تحقیق با هدف بررسی امکان استفاده از ساقه کلزا به صورت مخلوط با خرده چوب صنعتی در تولید تخته خرده چوب با دانسیته 7/0 گرم بر سانتی متر مکعب انجام شد. درصد اختلاط ساقه کلزا با خرده چوب صنعتی در پنج سطح 100- 0، 75- 25، 50- 50، 25- 75 و 0- 100، درصد اختلاط چسب ملامین با اوره فرمالدهید در سه سطح 100- 0، 85- 15 و 70- 30، و تخته ساخته شده به دو صورت همگن و لایه ای به عنوان عوامل متغیر درنظر گرفته شدند. چسب مصرفی به میزان10 درصد بر مبنای وزن خشک خرده چوب، کاتالیزور به میزان 2 درصد بر مبنای وزن خشک چسب، دما و زمان پرس به ترتیب 170 درجه سانتی گراد و 7 دقیقه، فشار پرس 30 کیلوگرم بر سانتی متر مربع و سرعت پرس 5/4 میلی متر بر دقیقه عوامل ثابت تحقیق بودند. بدین ترتیب تخته های آزمونی ساخته شده و خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ها شامل مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، چسبندگی داخلی، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بر طبق استاندارد EN اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان ساقه کلزا در تخته ها، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، جذب آب و واکشیدگی ضخامت افزایش یافته، در حالی که چسبندگی داخلی نمونه ها کاهش پیدا کرده است. همچنین استفاده از چسب ملامین اوره فرمالدهید در ساخت تخته خرده چوب سبب بهبود مقاومت مکانیکی و پایداری ابعاد نمونه ها شد.
    کلیدواژگان: تخته خرده چوب، ساقه کلزا، ملامین فرمالدهید، پایداری ابعاد، خواص مکانیکی
  • بهزاد کرد *، بهروز کرد صفحات 179-191
    این پژوهش با هدف ارزیابی بررسی تاثیر نوع و مقدار ماده فوم زای شیمیایی بر خواص مکانیکی دینامیکی چندسازه حاصل از پلی اتیلن سنگین – الیاف کتان انجام شد. چندسازه ها با استفاده از فرایند اختلاط در یک مخلوط کن داخلی تهیه و سپس به روش تک مرحله ای (Batch) فوم شدند. دو نوع ماده فوم زای شیمیایی شامل آزو دی کربن آمید و بی کربنات سدیم در سه سطوح 0، 2 و phr 4 مورد استفاده قرار گرفت. مقدار الیاف کتان و سازگارکننده در تمام تیمارها به ترتیب 60 درصد و phr 2 ثابت در نظر گرفته شد. آزمون های استاتیک شامل خمش و کشش بر روی نمونه ها انجام گرفت. خواص مکانیکی دینامیکی چندسازه ها شامل مدول ذخیره، مدول اتلاف و فاکتور اتلاف در دامنه دمایی 60- تا 150+ درجه سانتی گراد با نرخ حرارت دهی 5 درجه سانتی گراد و فرکانس 1 هرتز مورد مطالعه قرار گرفت. ریخت شناسی نمونه ها نیز با عکسبرداری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ماده فوم زای شیمیایی باعث افزایش اندازه سلول و کاهش دانسیته سلول و خواص مکانیکی چندسازه ها می شود. از طرفی، کمترین میزان استحکام مکانیکی در چندسازه فوم شده با بی کربنات سدیم مشاهده شد. تصاویر SEM موید آن است که نوع و مقدار ماده فوم زای شیمیایی تاثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش دانسیته چندسازه فوم شده دارد. با افزایش مقدار ماده فوم زای شیمیایی، مدول ذخیره و مدول اتلاف نمونه ها کاهش یافت. در حالی که فاکتور اتلاف با افزودن ماده فوم زای شیمیایی به چندسازه افزایش می یابد. چندسازه های فوم شده با آزو دی کربن آمید در مقایسه با بی کربنات سدیم، مدول ذخیره بالاتری را نشان داد.
    کلیدواژگان: چندسازه فوم شده، آزو دي کربن آميد، بي کربنات سديم، اندازه سلول، مدول ذخيره
  • محدثه کرامتی، بابک نصرتی ششکل*، رحیم محبی گرگری، مجید عبدوس صفحات 193-206
    در این پژوهش، اثر مقدار ذرات نانورس و سازگارکننده بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چندسازه چوب پلاستیک حاصل از پلی پروپیلن و الیاف کاغذ باطله تحریر مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، الیاف کاغذ باطله و پلی پروپیلن با نسبت وزنی 50 درصد، به همراه ذرات نانورس (در سه سطح 0، 2 و 4 درصد) و سازگارکننده (در دو سطح 0 و 3 درصد) در دستگاه مخلوط کن داخلی در دمای 155 درجه سانتی گراد و سرعت 60 دور در دقیقه مخلوط و نمونه ها به روش ترزیقی تهیه گردید. نتایج نشان داد که مقاومت های فیزیکی و مکانیکی چندسازه در حضور سازگارکننده بهبود یافته است. همچنین با افزودن مقدار ذرات نانورس و افزایش سطوح آن خواص جذب آب، واکشیدگی ضخامت، مقاومت های خمشی و کششی و مدول الاستیسیته خمشی وکششی چندسازه بهبود یافته است در صورتی که مقاومت به ضربه نمونه ها، دستخوش کاهش شده است. همچنین مطالعات ساختاری چندسازه به روش پراش اشعه ایکس نشان داد که توزیع ذرات نانورس در زمینه پلیمری از نوع بین لایه ای بوده، و با افزایش مقدار ذرات نانورس فاصله بین لایه ها افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: کاغذ باطله، نانورس، خواص فیزیکی و مکانیکی، سازگارکننده، چندسازه چوب پلاستیک
  • حامد یونسی کردخیلی، رضا نقدی، عباس هنربخش رئوف صفحات 207-217
    در این تحقیق ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چندسازه جدید الیاف پلی پروپیلن/ الیاف چوب/ سیمان مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، الیاف پلی پروپیلن در سطوح مختلف 0،2، 3 و 4 درصد وزنی به چندسازه الیاف چوب- سیمان با نسبت وزنی 15 به 85 و در حضور 3% کلرید کلسیم (بر اساس وزن خشک چندسازه) اضافه شده و سپس کلیه ویژگی های فیزیکی (جذب آب، واکشیدگی ضخامت بلند مدت) و مکانیکی (مدول الاستیسته، مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه) نمونه های ساخته شده مطابق روش های استاندارد ASTMمورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس یافته های این تحقیق، استفاده از الیاف پلی پروپیلن تاثیر مثبتی روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چندسازه های چوب- سیمان داشته است بطوریکه افزایش میزان الیاف پلی پروپیلن (از 0 به 4%) میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه های مورد مطالعه را به طور معنی داری کاهش داد. نتایج آزمون مکانیکی چندسازه های مورد مطالعه نیز نشان داد که چندسازه های حاوی 4% الیاف پلی پروپیلن بیشترین میزان مقامت خمشی و مقاومت به ضربه را دارا می باشند؛ در حالی که کمترین میزان این مقاومت ها مربوط به سیمان خالص می باشد. همچنین نتایج آزمون خمشی نشان داد که چندسازه های چوب- سیمان بدون الیاف پلی پروپیلن بیشترین میزان مدول الاستیسیته را دارا می باشند.
    کلیدواژگان: کامپوزیت چوب، سیمان، الیاف پلی پروپیلن، الیاف چوب، ویژگی های مکانیکی
  • آیسونا طلایی*، محمد توکلیان صفحات 219-230
    در این مطالعه اثر فورفوریلاسیون بر خواص کاربردی تخته لایه راش مورد بررسی قرار گرفت. اصلاح فورفوریلاسیون لایه های راش در دو سطح 30 و 70 درصد به روش اشباع سلول پر و پلیمریزاسیون مونومر فورفوریل الکل با کاتالیزور حرارت انجام گرفت. تخته های سه لایی با دو نوع چسب اوره فرمالدهید و ایزوسیانات ساخته شدند. ویژگی های کاربردی آزمونه های فورفوریله شده ارزیابی و با آزمونه های شاهد مقایسه شدند. آزمونها شامل مدول گسیختگی (MOR)، مدول الاستیسیته (MOE)، مقاومت برشی خط چسب، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بودند. نتایج نشان داد که با افزایش سطح اصلاح فورفوریلاسیون، میزان مدول الاستیسیته ، جذب آب و واکشیدگی ضخامت (پایداری ابعاد) بهبود یافتند ولیMOR فقط تا سطح 30 درصد افزایش نشان داد و با افزایش سطح فورفوریلاسیون کاهش یافت. همچنین فورفوریلاسیون بر مقاومت برشی خط چسب اثر منفی داشت که این کاهش مقاومت در مورد رزین ایزوسیانات بیشتر بود که به دلیل ترشوندگی کمتر و نفوذ کمتر رزین ایزوسانات به درون لایه ها بوده و با افزایش سطح فورفوریلاسیون این ویژگی کاهش یافت.
    کلیدواژگان: فورفوریلاسیون، تخته لایه راش، خواص فیزیکی و مکانیکی
  • مریم قربانی*، روژین کاکی صفحات 231-239
    در این پژوهش اثر غلظت های مختلف مونومر حفره ای استایرن بر خواص فیزیکی چوب راش ایرانی بررسی گردید. نمونه های آزمون فیزیکی بر اساس استاندارد ASTM-D1037 تهیه گردیدند و به روش خلا-فشار، در پنج سطح غلظت0، 40، 60، 80 و 100 درصد از مونومر اشباع شدند. پلیمریزاسیون مونومر تحت اعمال دما در آون در دو بازه زمانی 24 ساعته، به ترتیب در دمای 90 و 103 درجه سانتی گراد انجام شد. جذب مونومر و پلیمر، تغییرات دانسیته، جذب آب، واکشیدگی و اثر ضدواکشیدگی اندازه گیری شد. بر اساس نتایج با افزایش غلظت، جذب مونومر و پلیمر افزایش یافت و در بالاترین سطح، جذب مونومر و پلیمر به ترتیب 288/38 و 26 درصد گزارش گردید. با افزایش جذب پلیمر، دانسیته چوب از g/cm3 0/36 در نمونه شاهد به g/cm0/91 در بالاترین سطح غلظت مونومر افزایش یافت که به کاهش فضای خالی در ساختار چوب پلیمر منجرشد. افزایش سطح جذب پلیمر، آب دوستی و تغییرات ابعاد نمونه های تیمار شده را کاهش داد، به طوری که پس از طولانی ترین زمان غوطه وری، جذب آب و واکشیدگی حجمی نمونه اشباع شده با مونومر به غلظت 100درصد، در مقایسه با نمونه شاهد، 64 و 3/45 درصد کاهش یافتند. بالاترین کارایی ضدواکشیدگی نمونه های اشباع شده با مونومر استایرن نیز، 157/56 درصد در بالاترین سطح غلظت گزارش گردید.
    کلیدواژگان: استایرن، چوب پلیمر، رفتار فیزیکی، جذب آب، کارایی ضدواکشیدگی
  • سعید اسمعیلی مقدم*، عبدالله نجفی، افسانه شهرکی، بهروز ملکیان صفحات 241-254
    این تحقیق با هدف بررسی تاثیر نانو سیلیس بر جذب آب و واکشیدگی ضخامت طولانی مدت، ضریب انتشار رطوبت و نرخ واکشیدگی ضخامت نانوکامپوزیت چوب پلاستیک انجام گردید. برای این منظور آرد چوب با نسبت وزنی 60 درصد با پلی پروپیلن به همراه phc 2 جفت کننده انیدرید مالئیک جفت شده با پلی پروپیلن در داخل دستگاه مخلوط کن داخلی مخلوط گردید. نانو سیلیس نیز با نسبت های وزنی 0، 1، 3 و phc 5 به عنوان تقویت کننده مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت نمونه های آزمونی با استفاده از دستگاه تزریق ساخته شدند. سپس جذب آب و واکشیدگی ضخامت طولانی مدت نمونه ها طی 1848 ساعت مطابق با استاندارد ASTM اندازه گیری شدند. ضریب انتشار رطوبت و نرخ واکشیدگی ضخامت به منظور بررسی دقیق تر رفتار جذب آب و واکشیدگی ضخامت طولانی مدت نانوکامپوزیت های چوب پلاستیک نیز محاسبه گردید. جهت اطمینان از ایجاد پیوند هیدروژنی بین گروه های هیدروکسیل ذرات نانو سیلیس با گروه های هیدروکسیل آرد چوب از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز استفاده گردید. نتایج نشان داد که رفتار جذب آب نانوکامپوزیت مورد مطالعه مطابق با قانون فیک است بعلاوه با افزایش نانو ذرات سیلیس، جذب آب و واکشیدگی ضخامت طولانی مدت و ضریب انتشار رطوبت در نانوکامپوزیت چوب پلاستیک کاهش یافت. نتایج طیف سنجی مادون قرمز نیز حاکی از وجود پیوند هیدروژنی بین نانو سیلیس و آرد چوب بود. تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که بعد از 1848 ساعت غوطه وری، نانو سیلیس در سطح اطمینان 99 درصد بر جذب آب و واکشیدگی ضخامت تاثیر معنی داری داشت به طوری که تیمار حاوی 5 درصد نانو سیلیس به عنوان تیمار برتر انتخاب شد.
    کلیدواژگان: ضریب انتشار رطوبت، نرخ واکشیدگی ضخامت، نانو سیلیس، طیف سنجی مادون قرمز، جذب آب طولانی مدت
  • مرتضی ناظریان*، سجاد اکبری، سعید رضا فرخ پیام، بابک نصرتی ششکل صفحات 255-270
    در این پژوهش تاثیر ابعاد ذرات در لایه های سطحی و نسبت پوسته (نسبت ضخامت لایه سطحی به کل ضخامت تخته) بر روی خواص مکانیکی تخته خرده چوب سه لایه ساخته شده از ذرات تیمار شده کلزا بررسی شد. نسبت پوسته در سه سطح (mm16:mm 82/2، mm 16:mm 33/5 و mm 16:mm 6/8)، ابعاد ذرات استفاده شده در لایه سطحی در دو سطح (25/1> و 25/1<میلی متر) و نوع تیمار ذرات لایه های سطحی در سه سطح (بدون تیمار، آبشویی و اسید شویی) به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب گردیدند. خواص مکانیکی تخته ها شامل مدول گسیختگی (MOR)، مدول الاستیسیته (MOE) و چسبندگی داخلی (IB) با استفاده از استاندارد EN آزمون گردید. نتایج نشان داد که استفاده از ذرات ساقه کلزا و با ابعاد 25/1< میلی متر در لایه های سطحی تخته خرده چوب سه لایه، به ترتیب سبب افزایش مدول الاستیسیته، مدول گسیختگی و چسبندگی داخلی گردید. علاوه بر آن، مشخص گردید که افزایش ابعاد ذرات در لایه سطحی و تیمار آبشویی باعث بهبود خواص مکانیکی نمونه ها شد. بر اساس نتایج، با استفاده از ذرات ساقه کلزا آبشویی شده بکار رفته در لایه میانی، مصرف ذرات با ابعاد 25/1< میلی متر در لایه سطحی تخته خرده چوب سه لایه با نسبت پوسته mm16: 82/2 و mm16: 33/5 می توان به مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته مطلوب دست یافت.
    کلیدواژگان: ابعاد ذرات، تخته خرده چوب سه لایه، تیمار خرده چوب، خواص مکانیکی، ساقه کلزا
  • شایسته جهانشاهی*، علی عبدالخانی، کاظم دوست حسینی، علیرضا شاکری صفحات 271-282
    رزین بیو اپوکسی تانن از واکنش تانن با اپی کلروهیدرین در محیط قلیایی ساخته شد. طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه حضور گروه-های اپوکسی در اثر واکنش گلیسیدیل دار شدن تانن را تایید کرد و عدد اپوکسی رزین نهایی 2/7 بدست آمد. تخته کاه با استفاده از رزین بیو اپوکسی تانن با دو دمای متغیر (180 و 200 درجه سانتی گراد) و دو زمان متغیر (5/7 و 10 دقیقه) ساخته شد مقاومت های فیزیکی و مکانیکی از جمله جذب آب و واکشیدگی ضخامت (بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب)، چسبندگی داخلی، مدول الاستیسیته و مدول خمشی تخته های حاصل اندازه گیری و با استاندارد EN312-4 مقایسه شدند. نتایچ نشان داد که تخته کاه ساخته شده با دمای 200 درجه و زمان 10 دقیقه پرس، بالاترین مقدار ویژگی های فیزیکی و مکانیکی را داشتند. همه تخته کاه های تولیدی در این تحقیق، خواص مکانیکی برای استفاده های عمومی، مطابق با استانداردهای اروپا را دارا می باشند که دارای خواص کاربردی قابل قیاس با تخته خرده چوب ساخته شده با چسب های سنتزی پایه نفتی می باشند.
    کلیدواژگان: تخته کاه، رزین اپوکسی تانن، چسبندگی داخلی، کاه گندم
  • بهجت تاج الدین*، هادی انصاری صفحات 283-295
    این پژوهش، با هدف تعیین خواص حرارتی و رنگ سنجی چندسازه کاه گندم رنگبری شده/ پلی اتیلن انجام شد. برای این منظور، ابتدا کاه گندم با استفاده از روش های مختلف رنگبری طبیعی و شیمیایی رنگبری شد. سپس، کاه گندم رنگبری شده و پلی اتیلن با -نسبت وزنی40 به60 با یکدیگر در یک اکسترودر دو مارپیچه ناهمسوگرد در دمای 145 درجه سانتی گراد مخلوط شدند. سازگارکننده مالئیک دار نیز به میزان 10% (وزنی از پلی اتیلن) در تهیه چندسازه به کار گرفته شد. آزمون های رنگ سنجی و گرمایی روی نمونه های ساخته شده انجام و نتایج آن با نمونه تهیه شده از پلیمر خالص مقایسه شد. نتایج نشان داد که کمترین میزان روشنایی در نمونه هایی مشاهده شد که فرایند رنگبری بر کاه گندم آنها انجام نشده است. چندسازه حاصل از خمیر رنگبری شده با آنزیم زایلاناز و پراکسیدهیدروژن 1%، بیشترین مقدار روشنایی بعد از پلی اتیلن خالص دارد. خواص گرمایی نمونه ها با استفاده از آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی نشان داد که چندسازه رنگبری شده با آنزیم و پراکسیدهیدروژن1%، در مقایسه با سایر تیمارها از دمای ذوب بالاتری برخوردار است. بالاترین دمای تجزیه در چندسازه بدون رنگبری برابر 76/424 درجه سانتی گراد و کمترین آن مربوط به چندسازه رنگبری شده برابر 23/354 درجه سانتی گراد می باشد.
    کلیدواژگان: چندسازه، رنگبری، تغییر رنگ، خواص گرمایی
  • حسین پورکریم دودانگه، حسین جلالی ترشیزی *، حمیدرضا رودی، امید رمضانی صفحات 297-309
    استفاده از مواد افزودنی مقاومت خشک راهکاری پایدار در بهبود ویژگی های کاغذهای بازیافتی محسوب شده و کاربرد مواد مبتنی بر زیست توده از جنبه های مختلف فنی و زیست محیطی در این زمینه رو به گسترش و حائز برتری است. در راستای بهبود ویژگی های مواد، سلولز و کایتوزان به عنوان فراوان ترین بیوپلیمرهای واجد پتانسیل مزبور، بصورت طبیعی و فراوری شده مورد توجه روزافزون پژوهش ها قراردارند. نتایج بررسی تاثیر منفرد و توام بیوپلیمرهای کایتوزان و نانوالیاف سلولزی بر ویژگی های خمیرکاغذ و کاغذ بازیافتی نشان داد که بهبود تمامی ویژگی های مقاومتی و دانسیته کاغذ، آبگیری و ماندگاری خمیرکاغذ به هنگام شکل گیری و کاهش اتلاف مواد در مقایسه با تیمار شاهد قابل دستیابی است. کاربرد منفرد کایتوزان بهبود معنی دار تمامی ویژگی های مقاومتی و دانسیته کاغذ، ماندگاری خمیرکاغذ به هنگام شکل گیری و کاهش اتلاف مواد را ایجاد نمود. آبگیری از دوغاب خمیرکاغذ نیز با حضور کایتوزان بهبود چشمگیر و معنی داری یافته که البته با افزایش کاربرد، از میزان بهبود حاصله کاسته شد. بهبودهای ایجادشده به ماهیت پلیمری، شباهت ساختاری و قابلیت بالای پیوندیابی کایتوزان با الیاف سلولزی تعمیم می یابد. نانوالیاف سلولزی نیز بصورت کاربرد منفرد منجر به افزایش ماندگاری خمیرکاغذ، دانسیته، شاخص های کشش و ترکیدن کاغذ؛ کاهش درجه روانی و اتلاف مواد از خمیرکاغذ و نیز افت شاخص پارگی گردید. ماهیت آنیونی، سطح ویژه بالا و واجد پتانسیل پیوندهای هیدروژنی سبب این نتایج گزارش گردید. کاربرد نانوالیاف سلولزی پس از کایتوزان به خمیرکاغذ به عنوان سامانه مرکب در پایانه تر کاغذسازی، نه تنها تاثیر افزایشی در شاخص های مقاومتی و دانسیته (به استثنای NFC %15/0) کاغذ بازیافتی نداشته، کاهش مقاومت ها را نیز در برخی موارد سبب گردیده است. در حالت مرکب، ویژگی های خمیرکاغذ در مقایسه با کاربرد منفرد کایتوزان دچار نوسان بوده، لیکن نسبت به کاربرد منفرد نانوالیاف سلولزی حائز برتری بوده است.
    کلیدواژگان: کایتوزان، نانوالیاف سلولزی، ویژگی های خمیرکاغذ و کاغذ بازیافتی
|
  • Mohammad Ahmadi, Sahab Hejazi *, Boodo Saake, Otar Kordsachia, Hosein Yousefi Pages 155-166
    In this study the beatability of soda and monoethanolamine pulps was compared. The refining of pulps was done in pilot scale Voith refiner Model LR 40. The results show that the maximum tensile and burst indices of monothanolamine pulp are reached with consumption of 70 kWh energy in pilot scale Voith refiner and the increasing of energy more than this level has the adverse effect on these indices. In the case of soda pulp increasing the energy up to 500 kWh has the linear relationship with tensile and burst indices. In comparison to monoethanolamine pulp, the refining of soda pulp is more difficult and needs more energy. Using monoethanolamine pulp resulted in saving of energy by 70-80 % to reach the optimum strength indices.
    Keywords: Wheat straw, Pulp, Monoethanolamine, soda, Refining
  • Behzad Kord *, Hosein Zare, Abdollah Hosseinzadeh Pages 167-178
    In this study, the possibility of using the rapeseed stalk mixed with industrial wood particles for manufacturing particleboard with target density of 0.7 gr/cm3 was considered. Variable factors such as mixing ratios of rapeseed stalk with industrial wood particles at five mixing levels of (0-100, 25-75, 50-50, 75-25 and 100-0 percent), mixing ratios of melamine resin with urea formaldehyde at three levels of 0-100, 15-85 and 30-70 percent, and kind of board at two levels of homogenate and layer were considered. 10 percent resin based on oven dried weight of particles, 2 percent catalyzer based on oven dried weight of resin, press temperature and time with 170 OC and 7 minute, press pressure and rate with 30 Kg/cm3 and 4.5 mm/min were fixed. Then, the boards were manufactured and the physical and mechanical properties including modulus of rupture, modulus of elasticity, internal bonding, water absorption and thickness swelling were measured according to EN standard. Results indicated that the modulus of rupture, modulus of elasticity, water absorption and thickness swelling of boards increased with increase rapeseed stalk loading; however, the internal bonding decreased. Also, the use of melamine urea formaldehyde resin caused to improve the mechanical strength and dimensional stability in the samples.
    Keywords: particleboard, Rapeseed stalk, melamine formaldehyde, Dimensional stability, Mechanical properties
  • Behzad Kord *, Behrouz Kord Pages 179-191
    This study aims to evaluate the influence of type and content of chemical foaming agent on the dynamic mechanical properties of high density polyethylene-flax fiber composites. Composites were prepared via melt mixing in an internal mixer, and then foamed using single-stage batch foaming method. Two type of chemical foaming agents including azodicarbonamide (ADC) and sodium bicarbonate (SB) were considered at three levels of 0, 2 and 4 per hundred resins (phr). The amount of flax fiber and coupling agent for all formulations was fixed at 60% and 2 phr, respectively. Static mechanical tests including flexural and tensile were performed on samples. The dynamic mechanical properties such as storage modulus, loss modulus and damping factor of composites were investigated in the temperature range of -60 to 150 0C at a step of 5 0C and frequency of 1 Hz. Morphology of the samples was also evaluated by scanning electron microscopy (SEM). Results indicate that the chemical foaming agent substantially increased cell size and reduced cell density and mechanical strength of composites. Moreover, the lowest mechanical strength was observed in foamed composites with SB. SEM confirmed that the type and content of chemical foaming agent had significant influence on density reduction of foamed composites. Finally, by increase in the chemical foaming agent content, the storage modulus and loss modulus of samples decreased. However, on addition of chemical foaming agent to composites, the damping factor was increased. Foamed composites prepared with ADC exhibited inferior storage modulus compared than the SB.
    Keywords: foamed composite, azodicarbonamide, sodium bicarbonate, cell size, storage modulus
  • Mohadeseh Keramati, Babak Nosrati Sheshkal *, Rahim Mohebbi Gargari, Majid Abdouss Pages 193-206
    In this study, the effect of nanoclay particles and coupling agent on the physical and mechanical properties of polypropylene / waste paper composites was studied. To meet this objectives, waste paper fibers with polypropylene in 50% by weight, nanoclay (0, 2 and 4%) and coupling agent (0 and 3%) were compounded in an internal mixer at 155°C and 60rmp and the samples were prepared by injection molding. The results showed that the physical and mechanical strength of composite improved in the presence of coupling agent. As well as water absorption, thickness swelling, flexural and tensile strength and flexural and tensile modulus, were improved by increasing of nanoclay particles content, however notched impact strength was reduced. Also, study on structural behavior of composite with x-ray diffraction showed that nanoclay distributed as intercalation structure in polymer matrix, and distance between layers were increased with increasing of nanoclay particles content.
    Keywords: Waste paper, Nanoclay, Physical, Mechanical Properties, coupling agent, Wood plastic composite
  • Hamed Younesi, Kordkheili *, Reza Naghdi, Abbas Honarbakhsh Raouf Pages 207-217
    In this study, some of the physical and mechanical properties of polypropylene fiber/ wood fiber/ cement composites were investigated. For this aim, three levels of polypropylene fiber, namely 2 wt.%, 3 wt.% and 4 wt.% were mixed with 15 wt.% of wood fiber mixed with cement in a rotary type mixer. The samples were formed by cold press method. Then water absorption, thickness swelling, flexural modulus, flexural strength, and impact strength of the manufactured composites were evaluated according to ASTM standard methods. The results showed that polypropylene fiber exhibited a positive effect on physical and mechanical properties of the wood- cement composites. The physical test results indicated that the hybrid composites containing 4% PP fiber/11% wood fiber exhibited the lowest water absorption and thickness swelling values. The mechanical test results also indicated that greater flexural strength and impact strength can be achieved by addition of 4% polypropylene fiber to wood- cement composites. Also the three point bending test results showed that addition of PP fiber from 2 to 4% decreased flexural modulus of the wood- cement composites, continuously.
    Keywords: Wood, Cement Composites, Polypropylene Fiber, Wood fiber, Mechanical strength
  • Aisona Talaei *, Mohammad Tavakoliyan Pages 219-230
    In this study, the influence of Furfurylation on practical properties of beech plywood investigated. Furfurylation of beech layers were performed by impregnation and heat catalyze up to 30% and 70% weight percent gain. Plywood specimens made by 2 resins (Urea Formaldehyde and Methylene Diphenyl Diisocyanate). Practical properties of furfurylated specimens investigated and compared to untreated specimens. Modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE), shear strength, water absorption and thickness swelling were determined. Results revealed that by increasing the furfurylation level, modulus of elasticity (MOE), water absorption and thickness swelling (dimensional stability) improved. But modulus of rupture (MOR) just increased up to 30% furfurylation and decreased in higher levels of furfurylation. Furfurylation had a negative effect on shear strength of bond line and decreased by increasing the furfurylation level.
    Keywords: Furfurylation, beech plywood, Physical, Mechanical Properties
  • Maryam Ghorbani *, Rojin Kaki Pages 231-239
    This research was conducted to study the effect of different concentrations of styrene lumen monomer on the physical properties of beech wood. Physical test samples were prepared according to ASTM-D1037 standard and treated with vacuum-pressure method at five concentration levels; 0, 40, 60, 80 and 100 percent of soluble monomer. For polymerization, treated samples were heated in oven for two 24-hour period at 90 and 103ºC respectively. Monomer and polymer absorption, density variation, water absorption, swelling and anti-swelling efficiency (ASE) were determined. According to the results, Monomer and polymer absorption were increment by monomer concentration increase, and they were reported 38.2% and 26% in highest level. With polymer absorption enhancement, density of wood increased from 0/63g/cm³ in control to 0/91g/cm³ in the highest monomer concentration level that reduces pores in wood-polymer structure. Absorbed polymer enhancement decreased hydrophilicity and dimensional changes of treated samples, so that water absorption and swelling volume of the samples saturated with 100% concentration of monomer were decreased 64% and 45.3% after the longest immersion time. Highest Anti-swelling efficiency of Styrene-saturated samples was determined 56.15% in the maximum concentration level of treatment.
    Keywords: Styrene, Wood–polymer composites, physical behavior, Water absorption, anti, swelling efficiency
  • Saeed Ismaeilimoghadam *, Abdollah Najafi, Afsaneh Shahraki, Behrooz Malekian Pages 241-254
    The objective of this study was to investigate the effect of nano SiO2 on long-term water absorption and thickness swelling, humidity coefficient diffusion and thickness swelling rate of wood plastic composite. For this purpose, 60% wood flour, 40% polypropylene, 2 per hundred compound (phc) MAPP in internal mixer (HAAKE) were mixed. Nano SiO2 with 0, 1, 3 and 5 (phc) ratios as a reinforcing was used too. Finally test samples were fabricated by using the injection molding machine. Then long-term water absorption and thickness swelling for 1848 hours according to the ASTM standard on the samples were measured. Humidity coefficient diffusion and thickness swelling rate for closer look long-term water absorption and thickness swelling behavior in wood plastic nanocomposite were calculated too. For ensure to the formation of hydrogen bonds between hydroxyl grope of SiO2 nanoparticles with hydroxyl grope of wood flour form Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy tests was used. The results showed that water absorption behavior of nanocomposite is according to Fick's law, in addition with increasing to SiO2 nanoparticles, long-term water absorption and thickness swelling and humidity coefficient diffusion in wood plastic nanocomposite decreased. The results of infrared spectroscopy showed that hydrogen bond between the nano SiO2 and wood flour confirmed. Statistical analysis showed that after 1848 hours of immersion, nano SiO2 showed a significant effect at a confidence level of 99% on water absorption and thickness swelling, so the sample with 5% silica nanoparticles was chosen as the best treatment.
    Keywords: Humidity coefficient diffusion, Thickness swelling rate, Nano SiO2, Infrared spectroscopy, Long, term water absorption
  • Morteza Nazeriyan *, Sajad Akbari, Said Reza Farrokhpayam, Babak Nosrati Sheshkal Pages 255-270
    In this study, the effect of particle size used in surface layers and shelling ratio on the mechanical properties of there-layered particleboard manufactured from treated canola (Brassica napus) particle was investigated. The shelling ratio at three levels (2.82:16mm, 5.33:16mm and 8.6:16mm), particle size used on surface layers at two levels (>1.25 and 1.25 mm in surface layers of panels caused an increase in MOR, MOE, IB. Besides, it was determined that increment in particle size on surface layers and using water – leached treatment improved the mechanical properties of panels. According to the results, with the usage of canola stalks particles treated with hot-water used in core layer, applying particles with the dimension of >1.25mm on surface layers of three-layered panels with shelling ratio of 2.82:16mm and 5.33:16mm, it can be obtained the desirable MOR and MOE.
    Keywords: Particle size, three, layer particleboard, particle treatment, Mechanical properties, Canola stalks
  • Shayesteh Jahanshahi *, Ali Abdulkhani, Kazem Doosthoseini, Alireza Shakeri Pages 271-282
    Bio-epoxy tannin resin was made from tannin reaction with epichlorohydrin in an alkaline environment, Fourier transform infrared spectroscopy of epoxy groups of glycidyl reaction of the tannins confirmed, and the epoxy number was 7.2 epoxy resin final. Straw boards with Bio-epoxy tannin resin, using two variable temperature (180 and 200 °C) and variable times (7.5 and 10 minutes) were made. Physical and mechanical resistances such as water absorption and thickness swelling (after 2 and 24 hours soaking appears in water), internal bond, modulus and flexural modulus measured and the boards were compared with the standard EN312-4. The results showed that straw boards made with 200 °C and 10 minutes of press time, had the highest level of physical and mechanical properties. All boards produced in this research work, mechanical properties for public use, in accordance with the standards of Europe to have. That has functional properties comparable to petroleum-based synthetic adhesives are made of particleboard.
    Keywords: Strawboard, Epoxy tannin resin, internal bonding, Wheat straw
  • Behjat Tajeddin *, Hadi Ansari Pages 283-295
    This research was done to study the thermal and colorimetric properties of bleached wheat straw/polyethylene biocomposites. Thus, wheat straw was firstly bleached using different natural and/or chemical bleaching methods. The bleached wheat straw and the pure polyethylene were then mixed in ratio of 40 to 60 by twin screw extrouder at 145OC. Maleic anhydride polyethylene was also applied in %10 of polyethylene weight.
    Thermal and colorimetric properties of treatments were evaluated and compared to control sample (pure polyethylene). The results showed that the unbleached wheat straw composite had the lowest lightness value. Biocomposites containing bleached wheat straw pulp with xylanase and hydrogen peroxide 1% had the most lightness value after pure polyethylene. The results of the thermal behavior of the composites from DSC curves showed that the melting temperature of bleached wheat straw pulp with xylanase and hydrogen peroxide1% composite was higher than pure polyethylene and the others. The maximum and the minimum decomposition temperature of the composites belonged to the unbleached wheat straw (424.76°C) and the bleached wheat straw pulp (354.23°C), respectively.
    Keywords: Biocomposite, Bleaching, Colorimetric properties, Thermal properties
  • Hosrin Pourkarim Dodangeh, Hosein Jalali Torshizi*, Hamidreza Rudi, Omid Ramezani Pages 297-309
    Application of dry strength additives is regarded as a sustainable strategy toward improvement of recycle paper properties, and Bio-based materials utilization enhanced in this aspect extensively, respecting to different technological and environmental issues. In order to improving products properties, Cellulose and Chitosan as the most abundant biopolymers with unique characteristics, have been focused under ever increasing researches as natural and processed forms. Effects of the biopolymers, chitosan and nano fibrillated cellulose (NFC), individually and combined together on recycled pulp and paper properties showed that density and strength indices of paper (tensile, burst and tear), pulp drainage and retention during sheet formation improved with reduction in the material loss compared to the blank. Chitosan addition caused significant enhancement on all of the strengths, density and pulp retention and also reduction in material loss. Dewatering of the pulp suspension (CSF) was significantly improved by chitosan presence, with decline resulted from the higher addition level. The resulted developments were attributed to polymeric character, structural similarity and high bonding ability of chitosan with cellulosic fibers. Individually addition of NFC produced boost in the pulp retention, paper density, tensile and burst indices and fall in pulp freeness, material loss and tear index. Anionic nature, high specific surface area and hydrogen bonding ability of NFC were ascribed to these. Application of NFC just after chitosan as a complex mechanism in papermaking wet end not only had no increment in density and strength indices of recycled paper (except NFC 0.15%), reduced strengths in some cases. In the complex, the pulp properties were fluctuated compared to chitosan treatment, but were prior compared to nano fibrillated cellulose.
    Keywords: Chitosan, Nano Fibrillated Cellulose, Recycled Pulp, Paper Properties