مطالعه رفتار حرارتی و زاویه تماس قطره در چوب پلیمر فورفوریله شده صنوبر

چوب پلیمرهای مختلف، ویژگی های متفاوتی را در مقایسه با چوب ماسیو دارند، تحقیقات انجام شده تا کنون بیشتر به بررسی تغییرات فیزیکی و مکانیکی ایجاد شده در این فراورده ها پرداخته است از این رو این پژوهش به منظور بررسی رفتار حرارتی و زاویه تماس قطره در چوب پلیمر فورفوریله شده صنوبر انجام گرفت.

نمونه های چوب پلیمر با اشباع تحت فشار و پلیمریزاسیون منومر فورفوریل الکل با کاتالیزور حرارت ساخته شدند. نمونه های چوبی در دو سطح فورفوریلاسیون کم و زیاد با افزایش درصد وزنی به ترتیب 08/25% و 83/58% آماده و ساخته شدند. ثبات ابعاد نمونه ها با غوطه وری طولانی مدت در آب طبق استاندارد ASTM D-4442، زاویه تماس قطره با روش قطره گذاری آب دیونیزه و رفتار حرارتی نمونه ها نیز با تکنیک های TGA (آنالیز وزن سنجی حرارتی) و DTG (مشتق توزین حرارتی) بررسی شدند.

نتایج نشان داد که واکشیدگی حجمی و جذب آب نمونه های فورفوریله شده نسبت به نمونه های شاهد کاهش می یابد. زاویه تماس قطره نیزدر نمونه های فورفوریله شده نسبت به نمونه های شاهد افزایش نشان داد و بیشترین زاویه تماس قطره در فورفوریلاسیون سطح زیاد به دست آمد. با محدود شدن فضاهای جذب رطوبت و نفوذ کمتر آب در داخل خلل و فرج چوب زاویه تماس قطره و خاصیت ترشوندگی چوب پلیمرحاصل کاهش یابد. نتایج آنالیز گرمایی (DTG) نمونه های فورفوریله شده نشان داد در فاز اول مقدار انرژی آزاد شده با توجه به بالا بودن دمای سوختن سلولز و پایداری نمونه ها کمتر است. در فاز دوم چوب پلیمر فورفوریله شده پایداری حرارتی بیشتری را نسبت به شاهد از خود نشان داده و با افزایش سطح فورفوریلاسیون این پایداری افزایش یافت. در فاز سوم، ترکیباتی که حاصل از تخریب حرارتی سلولز است، کاهش پیدا کرده و ماده قابل اشتعال کمتری تولید شده و انرژی آزاد شده نیز کاهش یافته است. در فاز سوم انرژی لازم برای شکستن پیوندها فراهم شده و صرف مشتعل کردن گازها و قطران می شود.

بر اساس یافته‏ ها، چوب صنوبر فورفوریله شده نسبت به آزمونه های شاهد جذب آب و واکشیدگی حجمی کمتر داشته و دچار تغییرات فیزیکی کمتری می شود و بنابراین می توان همچنین این فراورده دارای ثبات حرارتی بالاتری نسبت به چوب ماسیو است که کاربرد آن را در مواردی که در معرض دماهای بالاتر هستند ایمن تر می سازد.انتظار داشت در ساخت محصولات چوبی و مبلمان شهری، در ناحیه اتصالات نیز کمتر تحت تاثیر تغییرات شرایط جوی دچار گسیختگی شود.