بررسی ویژگی های رزین طبیعی تانن- فورفورال برای اصلاح چوب صنوبر

تانن یک بسپار طبیعی است که اخیرا برای حفاظت چوب پیشنهادشده است، اما این پلیمر به تنهایی در برابر آب مقاومت چندانی نداشته و به آسانی هیدرولیز می شود. استفاده از آلدهیدهای مختلف برای ساخت رزین های بر پایه تانن برای بهبود خواص این رزین بارها مورد مطالعه قرارگرفته است. فورفورال یک آلدهید طبیعی است که از هیدرولیز اسیدی ضایعات کشاورزی ازجمله تفاله نیشکر تولید می شود. در این تحقیق ابتدا اثر افزودن فورفورال به عنوان یک آلدهید طبیعی بر روی ویژگی های شبکه تانن بررسی شد. سپس قابلیت رزین طبیعی تانن/فورفورال برای اصلاح آغشتگی چوب صنوبر به منظور بهبود خواص فیزیکی آن ارزیابی شد.

مواد و روش ها: 

محلول های آبی تانن با غلظت 20 درصد و نسبت های مختلف فورفورال (5/2، 5، 10، 15، 20، 25، 40 و 50 درصد وزن خشک تانن) در pH های متفاوت متفاوت (2، 5/4، 7 و 9) ساخته شدند. سپس ویژگی های مختلف رزین ها ازجمله مقاومت به آبشویی، ویسکوزیته، دانسیته و زمان ژله ای شدن ارزیابی شده و در ادامه با روش فاکتوریل کامل به وسیله نرم افزار مینی تب در سطح اطمینان 95 درصد شرایط بهینه برای ساخت رزین مناسب اشباع چوب انتخاب شد. رزین ساخته شده در شرایط بهینه برای اشباع چوب صنوبر با استفاده از روش خلا/فشار مورداستفاده قرار گرفت. برای پخت رزین و تبدیل آنها به بسپار در داخل چوب از حرارت دهی استفاده شد. سپس ویژگی های فیزیکی چوب طبق استانداردهای سری (2020) ISO 13061 اندازه گیری شد.

یافته ها: 

نتایج نشان داد که با افزایش نسبت فورفورال دانسیته رزین ها افزایش پیدا کرد. زمان ژله ای شدن و گرانروی رزین ها با افزایش نسبت فورفورال روند افزایشی داشت. رزین ساخته شده با نسبت فورفورال 50 درصد بالاترین مقاومت به آبشویی را داشت. بررسی میکروسکوپی نشان داد که رزین های حاوی فورفورال دارای ساختار متخلخل تری بودند. مطالعات وزن-سنجی حرارتی نشان داد که تا دمای 580 درجه سانتی گراد پلیمر تانن/فوفورال اصلاح شده دارای ثبات حرارتی ببشتری بود. بر اساس روش فاکتوریل کامل، شرایط بهینه برای ساخت رزین، نسبت فورفورال 50 درصد در اسیدیته 5/4 بود. نمونه های چوب صنوبر اشباع شده با رزین منتخب دارای جذب آب واکشیدگی حجمی کمتری نسبت به نمونه تیمار نشده بودند. با افزایش غلظت رزین، میزان جذب آب واکشیدگی ابعاد نمونه های تیمار شده کاهش قابل ملاحظه ای داشت.

مطالعات وسیعی در سطح جهانی برای استفاده از پلیمرهای طبیعی به منظور حفاظت و اصلاح چوب در حال اجرا است. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از رزین طبیعی تانن/فورفورال دورنمای نویدبخشی برای اصلاح ویژگی های فیزیکی چوب را دارد. با تنظیم درست شرایط ساخت رزین و پیش تیمار تانن-فورفورال می توان به رزینی با گرانروی مناسب و مقاوم به آبشویی برای استفاده در صنعت اشباع چوب دست یافت.