ویژگی های فیزیکی-شیمیایی و ریزساختاری چوب پلیمر اصلاح شده با ترکیبات سیلانی

یکی از انواع روش های بهبود خواص زیستی و مکانیکی چوب، اشباع آن با مونومر است. متیل متاکریلات یکی از متداول ترین مونومرهای وینیلی است که کاربرد گسترده ای در تهیه کامپوزیت های چوب پلیمر دارد. اما برخی مونومرهای وینیلی، غیرقطبی هستند و بدون اثر محسوس بر گروه های هیدروکسیل چوب، صرفا حفرات سلولی و دیگر فضاهای خالی چوب را به صورت فیزیکی پر می کنند. بنابراین، چوب پلیمر حاصل علی رغم کاهش سرعت جذب آب، همچنان آب دوست باقی می ماند. تشکیل پیوند بین مونومرهای غیرقطبی و گروه های هیدروکسیل چوب از طریق اعمال اصلاح ترکیبی و تاثیر بر ساختار شیمیایی چوب، بهبود ویژگی های فیزیکی را محسوس تر خواهد نمود. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر اصلاح دیواره ای با ترکیبات سیلانی (تترااتوکسی سیلان و وینیل تری اتوکسی-سیلان) بر خواص فیزیکی، ساختار شیمیایی و آناتومی چوب اصلاح شده با پلیمر متیل متاکریلات انجام شد.

اشباع چوب صنوبر در یک فرایند خلاء-فشار دومرحله ای، نخست با ترکیب سیلانی و متعاقبا مونومر متیل متاکریلات در حضور آغازگر بنزوییل پراکساید انجام شد. برای اصلاح دیواره ای، نمونه های اشباع شده با تترااتوکسی سیلان در دمای 120 درجه سانتی-گراد قرار گرفتند. سپس نمونه های اصلاح دیواره ای شده با متیل متاکریلات اشباع شدند. در خصوص نمونه های حاوی سیلان وینیلی، اصلاح با ترکیب سیلانی و مونومر وینیلی همزمان انجام شد. جذب آب و تغییرات ابعاد، ساختار شیمیایی و آناتومی چوب پلیمر حاصل به ترتیب طی آزمون غوطه وری در آب، طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی بررسی گردید.

تغییرات طیف زیرقرمزتبدیل فوریه موید اصلاح دیواره سلولی چوب توسط ترکیبات سیلانی بود. اصلاح چوب با تلفیق تترااتوکسی سیلان/وینیل تری اتوکسی سیلان/متیل متاکریلات به بیشترین افزایش در شدت پیک گروه کربونیل انجامید. حضور پلیمر متیل -متاکریلات در حفرات سلولی و افزایش مقدار آن در ساختار چوب اصلاح دیواره ای شده به وسیله تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی تایید شد. اصلاح با ترکیب سیلانی به بهبود نرخ تبدیل مونومر به پلیمر انجامید که این بهبود در اصلاح با ترکیب وینیلی سیلان محسوس تر بود. سطح حاوی وینیل تری اتوکسی سیلان، علی رغم واکنش پذیری کمتر، به دلیل امکان بسپارش و برقراری پیوند با متیل-متاکریلات، افزایش وزن بیشتری را در نمونه ی اصلاح تلفیقی نشان داد. کارایی آبگریزی نمونه های حاوی متیل متاکریلات با افزایش زمان غوطه وری در آب کاهش یافت، که این تنزل در تلفیق با اصلاح دیواره ای کمتر شد. بیشترین اثر ضدواکشیدگی در نمونه های اصلاح تلفیقی تترااتوکسی سیلان/ وینیل تری اتوکسی سیلان/ متیل متاکریلات بدست آمد.

تلفیق اصلاح دیواره ای چوب با ترکیبات سیلانی و اشباع حفرات سلولی با متیل متاکریلات سبب افزایش سازگاری پلیمر با دیواره سلول، و همچنین اشغال حفرات و فضاهای خالی درون چوب توسط پلیمر گردید. اصلاح با هر دو ترکیب سیلانی/ پلیمر متیل-متاکریلات بیشترین بهبود را در ویژگی های فیزیکی چوب پلیمر ایجاد کرد. وینیل تری اتوکسی سیلان در مقایسه با تترااتوکسی سیلان به بهبود محسوس تر خواص فرآورده چوب پلیمر حاصل انجامید.