بررسی استفاده از رزین زیست پایه تانن اپوکسی اکریلات بر خواص مکانیکی و فیزیکی تخته خرده چوب

یکی از بخش های مهم در صنایع چوب و کاغذ، رزین های سنتزی مورد استفاده می باشد. رزین های اپوکسی، از جمله پلیمرهای پرمصرف در صنایع مختلف و صنایع چسب سازی می باشند که از ترکیب بیس فنول A و اپی کلروهیدرین بدست می آید. بیس فنول A در فرمولاسیون رزین های اپوکسی از فرآورده های نفتی به دست می آید که این فرآورده ها محدود و پایان پذیر، گران و سرطان زا است، وجود بیس فنول A، در محیط اطراف، می تواند تهدیدی جدی برای سلامت انسان و محیط زیست باشد. تحقیقاتی در زمینه رزین های زیستی پایه اپوکسی انجام شده از جمله شاکری و همکاران (2010) از رزین سویای اپوکسی دار شده اکریلیکی در ساخت تخته کاه استفاده کردند. تسوجی و همکاران (2010) مقایسه رزین پایه فرمالدهید و سویای اپوکسی دار شده اکریلیکی در ساخت تخته کاه را مورد بررسی قرار دادند. هدف این تحقیق، سنتز رزین زیست پایه تانن اپوکسی اکریلاتی و ساخت تخته خرده چوب با آن و بررسی خواص مکانیکی و فیزیکی آن است.
در این تحقیق جهت ساخت تخته خرده چوب سه لایه با رزین زیست پایه تانن اپوکسی اکریلاتی، خرده چوب های ریز برای لایه سطحی که بر روی مش 20 باقیماده و خرده چوب های درشت که از مش 20 عبور داده شده برای لایه میانی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور کاهش رطوبت خرده چوب ها تا رطوبت 5/2 درصد، ذرات به مدت 8 ساعت در خشک کن دمای 103 درجه قرار گرفتند. تانن تجاری استخراج شده از پوست میموزا، که به صورت پودر قهوه ای رنگ و خشک شامل 82 درصد مونومر و الیگومر فلاونوئیدی می باشد از شرکت سیلوا شیمی فرانسه تهیه شد. جهت سنتز رزین زیست پایه تانن اپوکسی اکریلاتی از اسید اکریلیک (99%)، هیدروکینون (99%) و کاتالیزور1،4-Diazabicyclo [2،2،2] octane شرکت سیگما-آلدریچ استفاده شد. گلیسیدیل اتر تانن با اکریلیک اسید و کاتالیزور و هیدروکینون در دمای 95 درجه سانتی گراد به مدت 12 ساعت واکنش داده و رزین تانن اپوکسی اکریلاتی تهیه شد. با استفاده از طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه ساختار نهایی رزین بررسی شد. سپس تخته خرده سه لایه با رزین تانن اپوکسی اکریلاتی در دو دمای پرس 160 و 180 درجه سانتی گراد و زمان پرس 5/5 و 5/7 دقیقه با دانسیته اسمی 700 کیلوگرم بر مترمکعب ساخته شد و خواص مکانیکی مانند مقاومت خمشی (MOR)، مدول الاستیسیته (MOE) و چسبندگی داخلی (IB) بر اساس استاندارد EN310 و EN319 و خواص فیزیکی مانند جذب آب (WA) و واکشیدگی ضخامت (TS) پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب بر اساس استاندارد EN317 اندازه گیری شد
اسید اکریلیک با گلیسیدیل اتر تانن واکنش داده، در محل گروه های اپوکسی، گروه های اکریلیکی قرار می گیرند و باعث شاخه دار شدن ترکیب و سنتز رزین تانن اپوکسی اکریلاتی شد. نتایج FTIR حضور گروه های اکریلیک در رزین را تایید کرد. نتایج آزمایشات نشان داد که افزایش دما و زمان پرس تاثیر مثبت بر روی همه خواص فیزیکی و مکانیکی تخته های ساخته شده داشته است. مقاومت خمشی با افزایش دما و زمان پرس از 3/13 به 3/16 مگاپاسکال، مدول الاستیسیته از 2600 به 3600 مگاپاسکال و چسبندگی داخلی از 4/0 به 8/0 مگاپاسکال افزایش یافته است. زیرا افزایش دما و زمان پرس، سبب تبخیر سریعتر رطوبت و نرم شدن و متراکم شدن بهتر ذرات در سطح تخته و انتقال حرارت به لایه میانی و گیرایی بهتر رزین در لایه میانی تخته شد و سبب افزایش مقاومت های مکانیکی شد. با افزایش دما و زمان پرس میزان واکشیدگی ضخامت پس از 2 ساعت از 11 درصد به 7 درصد و پس از 24 ساعت از 17 درصد به 12 درصد کاهش یافته است. میزان جذب آب نیز از 25 درصد به 17 درصد بعد از 2 ساعت غوطه وری و 30 درصد به 21 درصد بعد از 24 ساعت غوطه وری در آب رسیده است.