کاربرد پوشش های اپوکسی اکریلات و یورتان اکریلات قابل پخت با امواج فرابنفش برای بهبود مقاومت چوب در برابر هوازدگی

سابقه و هدف:

 یکی از موثرترین روش ها برای حفاظت چوب در برابر هوازدگی استفاده از پوشش ها است. در بین انواع پوشش ها، پوشش های تابش پخت به دلیل سرمایه گذاری کم، هزینه و مصرف انرژی کم، مقدار ماده جامد بالا و نبود حلال، گیرایی سریع و راندمان بالا و غیره مورد توجه و استفاده پژوهشگران قرار گرفتند. در این پژوهش، اثر دو نوع پوشش شفاف UV پخت (اپوکسی اکریلات و یورتان اکریلات) بر مقاومت به هوازدگی چوب نویل بررسی شد.

پوشش ها (اپوکسی اکریلات و یورتان اکریلات) به کمک فیلم کش با ضخامت 200 میکرون بر روی نمونه های چوب نویل اعمال شدند. سپس، عملیات پخت پوشش های یورتان اکریلات و اپوکسی اکریلات در دستگاه پخت UV به ترتیب برای مدت 5 و 40 ثانیه انجام شد. پس از پخت، نمونه های پوشش خورده و بدون پوشش (کنترل) به مدت شش ماه در معرض هوازدگی طبیعی قرار گرفتند. در نهایت، با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز (ATR-FTIR)، مطالعات استریومیکروسکوپ، میکروسکوپ الکترونی SEM، رنگ سنجی، اندازه گیری زبری سطح، زوایه تماس دینامیک آب و چسبندگی خراشی، تاثیر هوازدگی بر عملکرد هر یک از انواع پوشش ها مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج نشان داد که چوب بدون پوشش در اثر هوازدگی دچار تغییررنگ شده و بر زبری سطح آن افزوده شد. بعد از هوازدگی، در چوب بدون پوشش، ترک های سطحی زیادی رخ داد. همچنین، ترک های زیادی در سطح پوشش داده شده توسط یورتان اکریلات ایجاد شد، درحالی که در پوشش اپوکسی اکریلات آثاری از ترک های سطحی مشاهده نشد. شدت تغییررنگ ناشی از هوازدگی در نمونه شاهد بیشتر از نمونه های پوشش خورده بود. مقاوم ترین پوشش در برابر تغییرات رنگی ناشی از هوازدگی، پوشش اپوکسی اکریلات بود. تغییرات مقدار زاویه تماس در اثر هوازدگی علاوه بر تغییرات شیمی سطح چوب متاثر از وقوع ترک های سطحی و افزایش زبری سطح بود. نتایج ATR-FTIR نیز نشان داد که کاهش شدت پیک در اعداد موجی cm-1 1740 (ارتعاش کششی C=O) و cm-1 1504 و 1595 (ارتعاش C=C در حلقه آروماتیک لیگنین) حاکی از تخریب همی سلولزها و تشکیل ترکیبات کربونیل جدید و تخریب لیگنین در اثر هوازدگی چوب است. کاهش شدت پیک در اعداد موجی cm-11510 (ارتعاش گروه های یورتانی CO-NH) و cm-1 1248 (ارتعاش کششی C-O-C) در نمونه های پوشش خورده با پوشش یورتان اکریلات حاکی از گسیختگی زنجیر یورتانی در اثر تابش امواج UV است. نتایج همچنین نشان داد که پوشش یورتان اکریلات چسبندگی کم تری در مقایسه با پوشش اپوکسی اکریلات داشت و در اثر هوازدگی چسبندگی هر دو نوع پوشش کاهش یافت.

به طور کلی هر دو نوع پوشش موجب بهبود مقاومت به هوازدگی چوب شدند. با این وجود، پوشش اپوکسی اکریلات در مقایسه با پوشش یورتان اکریلات عملکرد مطلوب تری داشته و در برابر هوازدگی مقاوم تر بود، به طوری که چسبندگی و رنگ آن کم تر تحت تاثیر هوازدگی قرار گرفت و عاری از ترک های سطحی بود.