فهرست مطالب

پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل - سال بیست و پنجم شماره 4 (زمستان 1397)
  • سال بیست و پنجم شماره 4 (زمستان 1397)
  • 144 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1397/12/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • وحید نصیری، علی اصغر درویش صفت* صفحات 1-17
    سابقه و هدف
    یکی از پیش شرط های اصلی برای استفاده صحیح از زمین، اطلاع از الگوی کاربری اراضی و دانستن تغییرات هر کدام از کاربری ها در طول زمان است. روش های متعددی در این راستا توسعه یافته است. یکی از این روش ها استفاده از سنجه های سیمای سرزمین می باشد. استفاده از این سنجه ها جهت تحلیل تغییرات کاربری، اساسا بر این اصل استوار است که این سنجه ها توانایی نمایش کمی تغییرات عملکردهای سرزمین را دارند. با توجه به جایگاه ویژه اکولوژیکی زیست کره ارسباران و تغییرات به نسبت زیاد صورت گرفته در استفاده از زمین، ضرورت دارد که تغییرات منظر آن مورد پایش قرار گیرد. در نتیجه هدف اصلی این مطالعه بررسی و تحلیل تغییرات کاربری اراضی منطقه ارسباران با استفاده از سنجه های بوم شناسی منظر می باشد.
    مواد و روش ها
    در گام اول نقشه های کاربری اراضی با استفاده از تصاویر سنجنده های OLI، ETM+ و TM ماهواره لندست برای سال های 1393، 1381 و 1369 در کاربری های کشاورزی، مرتع، جنگل کم تراکم، جنگل متراکم، مسکونی، بدون پوشش و آب تهیه شدند. سنجه های مختلف شامل: مساحت هر کلاس، درصد از سیمای سرزمین، تعداد لکه ها، شاخص بزرگترین لکه، شاخص میانگین شکل، میانگین فاصله اقلیدسی، پراکندگی و مجاورت، شاخص تکه تکه شدگی و شاخص تنوع شانون بر روی نقشه های کاربری مقاطع زمانی محاسبه و تحلیل و همچنین میزان تغییرات هر کاربری به دیگر کاربری ها، محاسبه شدند.
    یافته ها
    نتایج محاسبه سنجه های های مساحت کل، درصد از سیمای سرزمین و تعداد لکه ها نشان دهنده تخریب پوشش جنگلی و افزایش سطح اراضی بدون پوشش و مناطق مسکونی در منطقه بود. کاهش شاخص بزگترین لکه و افزایش شاخص های فاصله اقلیدسی، مجاو��ت و پراکندگی و تکه تکه شدگی برای پوشش جنگلی در طول مدت مطالعه نشان دهنده تخریب و از هم گسستگی این اراضی است. در سطح سرزمین تعداد لکه ها در طول زمان افزایش یافته است که نشان دهنده شدت زیاد تغییرات منفی و تخریبی در دوره های زمانی این مطالعه است. همچنین شاخص تنوع شانون تائید کننده افزایش تنوع لکه ها در منظر منطقه در اثر افزایش لکه ها و تغییرات صورت گرفته در کاربری هاست. بررسی میزان سهم هر یک از کاربری ها در تغییرات سایر کاربری ها نشان داد که، پوشش مرتع بیشترین سهم را در کاهش سطح جنگل های کم تراکم داشته است به طوری که 815 و 1219 هکتار از سطح این اراضی به ترتیب در دوره های اول و دوم به مرتع تبدیل شده است.
    نتیجه گیری
    نتایج محاسبه سنجه مساحت کل و آشکارسازی تغییرات سطح نشان داد که تغییرات در دوره دوم (1393-1381) شدیدتر از دوره اول (1381-1369) صورت گرفته است. بر اساس نتایج می توان عنوان کرد در منطقه ارسبارن در گذر زمان، منظر منطقه کاملا تکه تکه شده و با توجه به گسترش مناطق مسکونی و گسستگی اراضی جنگلی و مرتعی، اکوسیستم منطقه تخریب شده است. همچنین با در نظر گرفتن تنوع مکانی کاربری ها و پراکندگی آن ها در سطح سیمای سرزمین امکان تشدید تخریب و تغییر کاربری اراضی در آینده وجود دارد. بر همین اساس لزوم تدوین برنامه مناسب برای جلوگیری از تغییرات ناخواسته در سیمای سرزمین منطقه و حفظ پیوستگی مکانی آن الزامی دیده می شود، دخالت های پیش رو باید بر اساس اصول توسعه پایدار و در نظر گرفتن ارزیابی توان سیمای سرزمین و استفاده درست از منابع برنامه ریزی شود.
    کلیدواژگان: بوم شناسی سرزمین، سنجه های سیمای سرزمین، تغییرات کاربری، تصاویر ماهواره ای، ارسباران
  • الهه زمانی، مریم دهستانی اردکانی*، کاظم کمالی علی آباد صفحات 19-33
    سابقه و هدف
    سرو ابرکوه (Cupressus sempervirens L. var. horizontalis (Mill) Gord) از کهنسال‏ترین درختان دنیا می باشد. از آنجا که این گیاه طی زندگی طولانی خود، شرایط محیطی نامساعد زیادی را تحمل نموده است، لذا در صورت ازدیاد این گنجینه ارزشمند، می توان جمعیت گیاهی زیادی را با توانایی مقاومت به شرایط نامساعد محیطی تولید نمود. یکی از بهترین روش های نگهداری، حفظ و ازدیاد گیاهان در حال انقراض و کمیابی همچون این گیاه، کشت بافت آن است. پژوهش حاضر به منظور تعیین بهترین محیط کشت و غلظت بنزیل آدنین (BA) در تکثیر درون شیشه ای سرو ابرکوه انجام شد.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش، هفت محیط کشت ها شامل موراشیک و اسکوگ (MS) و انواع محیط کشت MS تغییریافته شامل 1⁄2 MS، 3⁄4 MS، MS بدون نیترات آمونیوم (NH4NO3)، MS با نصف مقدار منابع نیتروژن (KNO3, NH4NO3)، MS با ویتامین تغییریافته گروه 1 و 2 همراه با سه غلظت‏ BA (صفر، 1/0 و 1 میلی‏گرم در لیتر) در مرحله استقرار و پنج غلظت (صفر، 1، 5/1، 2 و 5 میلی گرم در لیتر) در مرحله پرآوری استفاده گردید. آزمایش‏ها در هر دو مرحله به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با پنج تکرار مورد بررسی قرار گرفتند.
    یافته ها
    در مرحله استقرار، بیشترین رشد طولی و کمترین درصد قهوه ای (53/14 درصد) شدن در محیط کشت 1⁄2 MS حاصل شد. همه محیط های کشت مورد استفاده در مرحله استقرار به جز MS با نصف مقدار منابع نیتروژنی منجر به حفظ سبزینگی ریزنمونه ها شدند. با افزایش غلظت BA، طول شاخساره به طور معنی داری افزایش یافت. به طوری که بیشترین رشد طولی در محیط های کشت حاوی 1 میلی-گرم در لیتر BA به دست آمد. در تمام محیط های کشتی که میزان نیتروژن تغییر یافته یا حذف شده بود، میزان رشد طولی و تولید شاخساره به طور معنی داری نسبت به سایر محیط های کشت کاهش یافت. در مرحله پرآوری، بیشترین تعداد شاخه و رشد طولی در محیط کشت 1⁄2 MS حاوی 2 میلی گرم در لیتر BA و بیشترین درجه سبزینگی در ریزنمونه های کشت شده در محیط های کشت MS و 1⁄2 MS حاصل شد. بر اساس نتایج مشخص شد که با افزایش غلظت BA در مرحله پرآوری، طول و تعداد شاخساره به طور معنی داری افزایش یافت، در حالی که درجه سبزینگی به طور معنی داری کاهش یافت.
    نتیجه گیری
    به طور کلی، میزان پرآوری، طول و تعداد شاخساره به میزان قابل توجهی به مقدار مواد غذایی دریافتی و نوع محیط کشت وابسته است. بنابر نتایج حاصل از این پژوهش، جهت ریزازدیادی سرو ابرکوه محیط کشت 1⁄2 MS حاوی 1 میلی گرم در لیتر BA در مرحله استقرار و 2 میلی گرم در لیتر BA در مرحله پرآوری، توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: بنزیل آنین، شاخساره، قهوه ای شدن، کشت درون شیشه ای، MS تغییر یافته
  • خلیل زمانی* صفحات 35-49
    سابقه و هدف
    باقی ماندن چوب در جنگل بعد از قطع و استحصال، تحت تاثیر فعالیت عوامل مخرب چوب به ویژه قارچ ها باعث کاهش کیفیت چوب می شود، درنتیجه سازه های که با چوب بی کیفیت ساخته شوند دوام لازم را نداشته و باعث کاهش راندمان می گردد. هدف از انجام این تحقیق بررسی تغییرات ویژگی های فیزیکی و مکانیکی و فعالیت قارچ های مخرب چوب راش بعد از سه دوره چهارماهه (4، 8 و 12 ماه) نگهداری در جنگل و مقایسه آن با ابتدای دوره و شناسایی قارچ های مخرب ظاهرشده بود.
    مواد و روش ها
    این تحقیق در سری یک طرح جنگلداری شصت کلاته گرگان بر روی گونه راش انجام شد، تعداد 15 عدد کاتین سالم از طبقه قطری 30 سانتی متر و طول 220 سانتی متر از یک درخت راش تهیه شده و به طور مستقیم در تماس با خاک در منطقه موردنظر دپو شدند. کاتین ها شماره گذاری و در هربازه زمانی قطعاتی به طول 50 سانتیمتر برای انجام آزمایش های فیزیکی و مکانیکی به کارگاه منتقل شدند، در کارگاه نمونه ها در هوای آزاد خشک شده و سپس دانسیته ، هم کشیدگی حجمی، جذب آب، مقاومت به ضربه، مقاومت به خمش و سختی بر اساس روش های متداول و استانداردهای مربوطه اندازه گیری شد. آنالیز آماری نتایج با آزمون تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن (با استفاده از نرم افزار Spss16) انجام شد. برای شناسایی قارچ های رشد کرده در کاتین ها، از اندام باردهی قارچ ها نمونه برداری نموده و بر اساس روش های متداول شناسایی شد. همچنین درصد تغییرات ویژگی های اندازه گیری شده نیز باهم مقایسه شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که قارچ های رشد کرده در کاتین چوب راش، قارچ عامل پوسیدگی سفید (L.) Fr. Lenzites betulina و پوسیدگی نرم Annulohypoxylon multiforme fr. بودند. نتایج آنالیز واریانس در سطح اطمینان 95 درصد نشان داد، بین زمان ماندگا��ی و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی کاتین چوب راش اختلاف معنی داری وجود دارد. با توجه به نتایج با افزایش زمان نگه داری در جنگل دانسیته خشک و بحرانی، سختی جانبی و عرضی، مدول گسیختگی(MOR) و مدول الاستیسیته(MOE) کاهش، ولی درصد جذب آب افزایش یافته است. بیشترین تغییر در ویژگی فیزیکی چوب درصد جذب آب و کمترین آن دانسیته خشک بود. بیشترین تغییر در ویژگی مکانیکی چوب مقاومت به ضربه و کمترین آن مدول الاستیسیته بود.
    نتیجه گیری
    این تحقیق نشان داد کیفیت چوب راش استحصال شده که در جنگل در تماس با خاک باقی ماند، براثر فعالیت قارچ های مخرب عامل پوسیدگی سفید و پوسیدگی نرم به مقدار قابل توجهی کاهش یافت؛ نکته مهم اینکه شدت تخریب چوب در ویژگی مهمی مثل مقاومت به ضربه بعد از 12 ماه بالای 77 درصد بود که نشان دهنده کاهش شدید کیفیت چوب است و ارزش اقتصادی آن نیز با توجه به کاهش دانسیته و وزن کاتین کم شد وکارآیی اولیه را از دست داد، بنا براین توصیه می شود مراحل بهره برداری چوب از جنگل بازنگری شود و چوب در کوتاه ترین زمان ممکن پس از قطع به صنایع منتقل شود تا کیفیت و ارزش اقتصادی آن حفظ شود و با افزایش عمر مفید سازه های چوبی، درخت کمتری برای تامین چوب موردنیاز جامعه قطع شود.
    کلیدواژگان: چوب راش، قارچ، محیط جنگل، مدت زمان، خواص فیزیکی و مکانیکی
  • نیشتمان حاتمی*، سلیمان محمدی لیمائی، محمدهادی معیری صفحات 51-69
    سابقه و هدف
    قیمت گذاری و پیش بینی قیمت چوب نقش مهمی در بازاریابی و فروش محصولات چوبی دارد و اخیرا مورد توجه مدیران بوده است. هدف از این تحقیق، استفاده از سری های زمانی قیمت گونه های مختلف جنگل های خزری جهت پیش بینی میانگین قیمت مورد انتظار آن ها و بررسی روند تغییرات آن ها در گذشته است.
    مواد و روش ها
    به این منظور، داده های تاریخی قیمت چوب سرپا گونه های اصلی جنگلی برای دوره 24 ساله از سال 1373 تا سال 1396 گردآوری شدند. برای حذف اثر تورم، همه قیمت ها نسبت به سال پایه، 1391 تعدیل شد. سپس برای تعیین قیمت چوب سرپا، هزینه های بهره برداری متغیر تبدیل شده از قیمت واقعی گرده بینه کسر شدند. بررسی مانایی سری های تصادفی زمانی توسط آزمون دیکی فولر تعمیم یافته از آزمون های ریشه واحد، در نرم افزارEVIWS 10 انجام شد. سپس اعتبار مدل های رگرسیونی توسط رگرسیون خطی چندگانه در نرم افزار SPSS23 بررسی شد. در نهایت میانگین قیمت مورد انتظار برای گونه های مختلف توسط پارامترهای مدل های خودکاهشی برآورد شده است.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که قیمت های واقعی در دوره های زمانی گذشته دارای نوسانات تصادفی بوده اند و فرضیه نامانایی سری های زمانی براساس 1= βدر آن ها رد می شود زیرا در تمام آن ها 1> β >0 می باشد. هم چنین با توجه به پارامترهای مدل های رگرسیونی بدست آمده، متوسط قیمت های چوب سرپا براساس فرایندهای خودکاهشی مرتبه اول تخمین زده شده برابر 75/253، 89/141، 42/252، 88/231، 73/165 و 123 (ده هزار ریال / متر مکعب) به ترتیب برای گونه های مورد مطالعه، راش (Fagus orientalis Lipsky) ،ممرز(Carpinus betulus L.) ، افرا (Acer velutinum Boiss) ، توسکا. (Alnus subcordata C.A.M.) ، بلوط (Quercus castanifoli C.A.M.) و انجیلی (Parrotia persica (DC) C.A.M.) بوده است.
    نتیجه گیری
    انجام این تحقیق نشان داد که پیش بینی قیمت مورد انتظار گونه ها و کنترل و آگاهی از تغییرات قیمت ها و عوامل وابسته آن برای برنامه ریزان و مدیران جنگل جهت مدیریت بهینه آن ضروری است.
    سابقه و هدف
    قیمت گذاری و پیش بینی قیمت چوب نقش مهمی در بازاریابی و فروش محصولات چوبی دارد و اخیرا مورد توجه مدیران بوده است. هدف از این تحقیق، استفاده از سری های زمانی قیمت گونه های مختلف جنگل های خزری جهت پیش بینی میانگین قیمت مورد انتظار آن ها و بررسی روند تغییرات آن ها در گذشته است.
    مواد و روش ها
    به این منظور، داده های تاریخی قیمت چوب سرپا گونه های اصلی جنگلی برای دوره 24 ساله از سال 1373 تا سال 1396 گردآوری شدند. برای حذف اثر تورم، همه قیمت ها نسبت به سال پایه، 1391 تعدیل شد. 1391 تعدیل شد. 1391 تعدیل شد. 1391 تعدیل شد. 1391 تعدیل شد. شد
    کلیدواژگان: پیش بینی قیمت، فرآیندهای مانا، جنگل های خزری، مدیریت بهینه جنگل
  • انوشه فاضلی*، آیسونا طلائی صفحات 71-86
    سابقه و هدف
    چوب به دلیل زیبایی و در عین حال داشتن مقاومت بالا کاربردهای متعددی دارد؛ اما معایبی دارد که مصرف آن را محدود می کند. اصلاح چوب دانشی برای بهبود ویژگی های نامطلوب چوب است. اصلاح حرارتی چوب روش مفیدی برای بهبود ثبات ابعاد و افزایش مقاومت زیستی آن است. با اصلاح حرارتی مقاومت چوب در برابر آتش کاهش می یابد. آتش گیری از معایب عمده چوب است. مواد لیگنوسلولزی به دلیل بسپارهای دیواره سلولی می سوزند. واکنش های پیرولیز با افزایش دما پیش رفته و گازهای قابل اشتعال آزاد می شود. اشباع اولیه چوب با ترکیبات بور، راهکاری برای کاهش آتش گیری چوب تیمار حرارتی شده است. ترکیبات بور برای کندسوز کردن مواد سلولزی کارایی دارد. همچنین ترکیبات بور مقرون به صرفه، در دسترس، دوستدار محیط زیست و ایمن است. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر تیمار حرارتی و اشباع اولیه چوب نراد با بوراکس بر مقاومت به آتش و رفتار حرارتی و ثبات ابعاد آن انجام شد.
    مواد و روش ها
    نمونه ها به ابعاد (شعاعی)20× (مماسی)100× (طولی)150 میلی متر تهیه شد و با محلول آبی بوراکس با غلظت 7% به مدت 40 دقیقه در سیلندر تحت فشار 4 بار اشباع شد. تیمار حرارتی خشک در 2 سطح دمای◦C 170 و◦C 190 و زمان 3 ساعت در آون صورت گرفت. شاخص های مقاومت به آتش شامل زمان شعله وری، زمان افروختگی، سطح کربونیزه و کاهش جرم مطابق استاندارد ISO 11925 بررسی شد. رفتار حرارتی با تکنیک آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) و گرماسنجی پویشی افتراقی (DSC) در اتمسفر هوا با سرعت روبش گرمایی 10 درجه سانتی گراد بر دقیقه از دمای اتاق تا ◦C600 بررسی شد. ثبات ابعاد نمونه-ها با آزمون غوطه وری بلند مدت محاسبه شد.
    یافته ها
    با اعمال تیمار حرارتی، نمونه ها کاهش جرم پیدا کرد. در نمونه پیش اشباع شده با بوراکس، کاهش جرم ناشی از تیمارهای حرارتی کاهش یافت. تیمار حرارتی سبب کاهش زمان شعله وری شد. بوراکس سبب تاخیر در نقطه اشتعال چوب تیمار حرارتی شده گردید. ترموگرام های TGA نشان داد زغال باقی مانده در نمونه اشباع شده با بوراکس- تیمار حرارتی شده بیشتر از تیمارهای حرارتی بود. زغال همچون عایقی عمل کرده و از انتشار حرارت جلوگیری کرد. ترموگرام های DSC نشان داد در نمونه اشباع شده با بوراکس- تیمار حرارتی شده نسبت به نمونه تیمار حرارتی شده، سرعت تشکیل فرآورده های فرار به بیشینه مقدار خود در دمای کمتری رسید. بوراکس با قرارگیری در معرض حرارت، لایه شیشه ای تشکیل داده و از این طریق انتقال جرم گازهای قابل اشتعال را کاهش داد. نتایج غوطه وری بلند مدت نشان داد تیمار حرارتی با کاهش آبدوستی نمونه ها سبب کاهش واکشیدگی حجمی و جذب آب گردید. اشباع اولیه نمونه ها با بوراکس سبب افزایش آبدوستی و افزایش واکشیدگی حجمی و جذب آب شد.
    نتیجه گیری
    چوب تیمار حرارتی شده مستعد آتش گیری شد و مقاومت آن در برابر آتش کاهش یافت. اشباع اولیه چوب نراد با بوراکس سبب تاخیر در نقطه اشتعال و زمان افروختگی و در نتیجه سبب افزایش مقاومت آن به آتش شد. سطح کربونیزه و کاهش جرم در نمونه اشباع شده با بوراکس- تیمار حرارتی شده از سایر تیمارها کمتر بود. آنالیز حرارتی نمونه ها حاکی از آن بود که نمونه تیمار حرارتی شده در مقایسه با نمونه اشباع شده با بوراکس- تیمار حرارتی شده، کاهش جرم ناگهانی داشت. بوراکس سبب افزایش مقاومت به تخریب حرارتی چوب اصلاح حرارتی شده، گردید و با تغییر مسیر پیرولیز چوب، سبب جلوگیری از گسترش شعله می-گردد؛ به بیان دیگر بوراکس دمای تخریب حداکثر را کاهش داد. اشباع اولیه چوب نراد با بوراکس و تیمار حرارتی آن، سبب کاهش ثبات ابعاد در مقایسه با نمونه تیمار حرارتی شده گردید. واژه های کلیدی: مقاومت به آتش، آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA)، گرماسنجی پویشی افتراقی(DSC) ، ثبات ابعاد.
    کلیدواژگان: مقاومت به آتش، آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA)، گرماسنجی پویشی افتراقی(DSC)، ثبات ابعاد
  • حمیدرضا رودی* صفحات 87-101
    سابقه و هدف
    امروزه بازیافت کاغذهای باطله یک راهکار مناسب برای مصرف ضایعات کاغذی و به عنوان یک منبع غنی الیاف سلولزی توسعه فراوانی پیدا کرده است. با توجه به اینکه ویژگی های ساختاری این نوع الیاف بسیار متفاوت از الیاف بکر می باشند، اولین و مهمترین چالش در بکارگیری آنها، مناسب سازی آن برای استفاده مجدد در صنعت کاغذسازی است. بنظر می رسد اگر این الیاف به صورت مکرر مورداستفاده قرار گیرند، قابلیت استفاده از آنها کاهش یابد. تحقیقات اخیر نشان می دهد که تکنیک لایه به لایه روش خوبی برای اصلاح خواص الیاف سلولزی و بهبود پیوندپذیری آن می باشد. در این تکنیک، الیاف سلولزی با ذرات یونی با بار مخالف در یک محیط واکنش قرار می گیرد و طی آن ذرات عمدتا با جاذبه الکترواستاتیکی توسط سطح الیاف جذب می شود. در نتیجه مقاومت شبکه الیاف بطور قابل ملاحظه ای توسعه می یابد. لذا در این تحقیق، امکان اصلاح و توسعه پیوندیابی الیاف کرافت سه مرتبه بازیافت شده با استفاده از تکنیک لایه به لایه مورد بررسی قرار گرفته است.
    مواد و روش ها
    برای انجام این تحقیق، ابتدا الیاف کرافت سه مرتبه در چرخه بازیافت قرارگرفت. سپس الیاف سه بار بازیافت شده با روش لایه به لایه و با لایه نشانی یک در میان 1 درصد پلیمر کایتوزان کاتیونی و 1 درصد کربوکسیل متیل سلولز (CMC) آنیونی بر مبنای وزن خشک الیاف لایه نشانی شدند. لایه نشانی برای تشکیل یک، دو و سه جفت لایه از این پلیمرها بر روی سطح الیاف انجام گرفت. برای تشکیل جفت لایه های متوالی، 500 میلی لیتر سوسپانسیون خمیر الیاف با خشکی حدود 6/0 درصد به مدت 10 دقیقه با محلول های کایتوزان و CMC توسط دستگاه DDJ بهم زده شد. از نمونه خمیرکاغذها، کاغذهای دست ساز با وزن پایه g/m2 80±5 تهیه و ویژگی های آن مطابق روش-های استاندارد TAPPI مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین از نمونه های ذکرشده تصاویر الکترونی تهیه شد تا تغییرات در ساختار سطح الیاف مورد ارزیابی قرارگیرد.
    یافته ها
    تغییرات متناوب پتانسیل زتا حاکی از تشکیل لایه های متوالی جفت پلیمر کایتوزان و CMC بر روی سطح الیاف بازیافتی کرافت می باشد. ارزیابی مقاومت های کاغذ تهیه شده تایید می کند که با تیمار الیاف سه بار بازیافت شده کرافت با روش لایه به لایه و جذب این دو پلیمرها مقاومت دهنده، پیوندیابی الیاف توسعه یافته است. زیرا دانسیته ظاهری، شاخص کششی، پیوند داخلی و انرژی جذب کششی کاغذ بطور معنی داری افزایش یافته اند. سفتی خمشی کاغذ بعلت افزایش دانسیته (کاهش ضخامت) کاهش قابل ملاحظه ای را نشان داده است. در ریزنگار های الکترونی تهیه شده نیز تفاوت واضحی در سطح الیاف تیمارشده نسبت به الیاف تیمارنشده مشاهده شده است که بیانگر جذب پلیمرها می باشد که منجر به توسعه سطح پیوندیافته بین الیاف و افزایش مقاومت های کاغذ می شود.
    نتیجه گیری
    از نتایج این تحقیق می توان نتیجه گرفت که این امکان وجود دارد که با استفاده از روش لایه به لایه و با تشکیل چندلایه هایی از پلیمرهای کایتوزان و CMC، قابلیت پیوندپذیری الیاف کرافت بازیافت شده را اصلاح و ویژگی های مقاومتی کاغذ حاصل از آن را بهبود بخشید.
    کلیدواژگان: کاغذ باطله، تکنیک لایه به لایه، کایتوزان، کربوکسیل متیل سلولز، پتانسیل زتا
  • مریم آورند، لعیا جمالی راد*، هدایت الله امینیان، وحید وزیری صفحات 103-115
    سابقه و هدف
    در این پژوهش، جهت استفاده مفید از مواد ضایعاتی که مصرف مشخصی نداشته و دورریز بوده، اقدام به ساخت تخته خرده هایی از اختلاط ذرات حاصل از ساقه ذرت، کاه گندم و خرده چوب صنعتی شد. سپس خواص فیزیکی و مکانیکی تخته های ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت. زیرا با مصرف این نوع مواد اولیه کم ارزش (در صورت امکان) که دارای قیمت پایین می باشند، می توان میزان هزینه های تولید این نوع محصول را کاهش داد.
    مواد و روش ها
    برای این منظور، ساقه ذرت و کاه گندم به همراه خرده چوب صنعتی با نسبت های اختلاط 0% و 100%، 25% و 75%، 50% و 50%، دمای پرس 160 و 180 درجه سانتی گراد و رزین اوره فرمالدهید به مقدار 12 درصد وزن خشک خرده چوب ها برای ساخت تخته خرده چوب در نظر گرفته شدند. خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ها شامل واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی اندازه گیری و کلیه داده ها مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند.
    یافته ها
    نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که افزایش ذرات ساقه ذرت و کاه گندم منجر به افزایش واکشیدگی ضخامت پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب شده است. یعنی افزایش مقدار ساقه ذرت و کاه گندم تاثیر منفی بر مقدار واکشیدگی ضخامت تخته ها داشت. مقدار مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی با افزایش ذرات ساقه ذرتو کاه گندم در تخته ها کاهش یافت و اختلاف معناداری بین سطوح مختلف استفاده از ساقه ذرت و کاه گندم وجود داشت. افزایش دمای پرس از 160 به 180 درجه سانتی گراد نیز تاثیر معنی داری بر کلیه ویژگی های تخته ها داشت و باعث بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی تخته های ساخته شده گردید.
    نتیجه گ��ری
    با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش استفاده از ساقه ذرت،کاه گندم و خرده چوب صنعتی اثر منفی معنی داری بر پایداری ابعادی تخته ها داشت. مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی در نمونه های شاهد بیشترین مقدار را نشان داد. اما در مقایسه با خواص تخته های تولید شده با استاندارد اروپا،با استفاده از 25 درصدساقه ذرت و کاه گندم، 12 درصد چسب اوره فرمالدهید و دمای پرس 160 درجه سانتی گراد، می توان تخته خرده چوبی با خواص مطلوب تولید نمود. این موضوع نتیجه مثبتی در جهت استفاده از مخلوط این نوع پسماندهای کشاورزی شامل ساقه ذرتو کاه گندم و به دنبال آن جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوزاندن این ترکیبات است.
    کلیدواژگان: ساقه ذرت، کاه گندم، دمای پرس، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته
  • داود افهامی سیسی*، مرضیه شریفات، ماری، فرانس تونون، اصغر طارمیان، مهدی جنوبی صفحات 117-134
    سابقه و هدف
    اشباع چوب با انواع تک پار و تبدیل آن به یک بسپار غیرقابل آبشویی موجب دست یابی به یک محصول جدید به نام چوب بسپار می شود. ترکیبات فورانی مانند الکل فورفوریل به طور تجاری برای اصلاح چوب و ساخت چوب بسپار استفاده می شوند. چوب با الکل فورفوریل اشباع شده و سپس با حرارت دهی تبدیل به پلی الکل فورفوریل می شود. در ایران مقدار زیادی فورفورال از ضایعات ساقه نیشکر تولید می شود که در واقع ماده اولیه ساخت الکل فورفوریل است. فورفورال مانند الکل فورفوریل به تنهایی قابلیت تبدیل به بسپار را ندارد، اما این ماده یک آلدهید است و می تواند با اوره واکنش داده و ساختار پلیمری تشکیل دهد. در این مطالعه امکان بهبود ویژگی های فیزیکی-مکانیکی چوب توس با استفاده از ترکیب فورفورال+اوره و یک کاتالیزور اسیدی (انیدرید مالئیک) بررسی شد.
    مواد و روش ها
    چوب توس (Betula sp.) وارداتی از کشور روسیه برای انجام مطالعات استفاده شد. ترکیب فورفورال+اوره/ انیدرید مالئیک به صورت تیمار دو مرحله ای و با استفاده ار روش خلاء/فشار به چوب تزریق شد، مرحله اول: فورفورال رقیق شده در آب و متانول، مرحله دوم: محلول آبی اوره/ انیدرید مالئیک. همچنین برای مقایسه نتایج از فرمول تجاری سازی شده بر پایه الکل فورفوریل نیز برای اشباع و تیمار چوب استفاده شد. برای پخت مواد و تبدیل آنها به بسپار، چوب های اشباع شده حرارتی دهی شدند. ویژگی-های فیزیکی و مکانیکی نمونه ها طبق روش ها و استانداردهای سری ISO 13061 اندازه گیری و گزارش شد.
    یافته ها
    نسبت موجود بین فورفورال+اوره/ انیدرید مالئیک مناسب بوده و به طور میانگین 80-60 درصد ترکیبات طی فرآیند پخت رزین تبدیل به بسپار شدند. نرخ آبشویی مواد از چوب در حدود 4 درصد بود که قابل مقایسه با فرمول تجاری بر پایه الکل فورفوریل است. مقادیر افزایش وزن نمونه ها (WPG) با توجه به غلظت فورفورال از 27 تا 57 درصد متفاوت بود. با وجود اثر حجیم کنندگی، چگالی نمونه ها پس از تیمار افزایش محسوس داشت. نتایج اندازه گیری جذب آب نمونه ها پس از غوطه وری در آب نشان داد که میزان جذب آب بستگی به مقدار WPG دارد و با افزایش آن کاهش می یابد. واکشیدگی ابعاد نمونه های تیمار شده با ترکیب فورفورال+اوره/انیدرید مالئیک نیز با افزایش WPG کاهش یافت، اما کمترین مقدار واکشیدگی ابعاد مربوط به تیمار الکل فورفوریل بود. بررسی مقاومت های مکانیکی نشان داد که تیمار چوب با ترکیب فورفورال+اوره/ انیدرید مالئیک باعث کاهش مقاومت به سختی و مقاومت به ضربه چوب می شود، در حالی که مقاومت های استاتیکی مانند مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته و فشار موازی الیاف افزایش یافتند. تیمار با الکل فورفوریل نیز موجب کاهش مقاومت به ضربه چوب شد.
    نتیجه گیری
    تیمار چوب با ترکیب فورفورال+اوره/انیدرید مالئیک بویژه در مقادیر WPG بالا پتانسیل خوبی برای بهبود اغلب ویژگی-های چوب را دارد. اسیدیته بالای محلول های اشباع بر پایه فورفورال یکی از مواردی است که نیاز به مطالعات تکمیلی دارد. در صورت استفاده از pH قلیایی گیرائی رزین دچار اختلال شده و نرخ آبشویی مواد افزایش می یابد. از طرفی دیگر pH اسیدی نیز اثر تخریبی بر روی چوب دارد.
    کلیدواژگان: توس (Betula sp.)، فورفورال، الکل فورفوریل، اوره، ویژگی های فیزیکی-مکانیکی
|
  • Vahid Nasiri, Ali Aasghar Darvishsefat * Pages 1-17
    Background and objectives
    Getting informed about of land uses patterns and knowing the changes of each land use, during the time is the one of the prerequisites for the correct uses of land. During the last decades many methods of this regard have been developed. One of these methods is the use of landscape metrics. Landscape metrics are quantitative indices that describe compositional and spatial aspects of landscape. The most important impose on these studies is that changes into landscape patterns strongly affected landscape function. Due to the special ecological position of the Arasbaran biosphere, and some destructive factors such as over-grazing, high acreage of agricultural fields and encroachment of human-made structures into natural ecosystems, the area has witnessed a noticeable rate of land degradation during the last decades. For this reason the main objective of this study was analysis of land use and land cover changes using ecological landscape metrics.
    Materials and methods
    At first, the multi temporal Landsat images dated 1990, 2002 and 2014 were provided. Based on former knowledge from study area and study aim, satellite images were classified in seven classes including high forest, low forest, agriculture, grassland, barren land, water and urban area. For quantitative landscape metrics for each land use map, we used Fragstate software. Selected metrics included CA, PLAND, NP, LPI, MN_SHAPE, ENN, IJI, DIVISION and SHDI.
    Results
    The result of calculating CA, PLAND and NP metrics showed that forests were degraded and urban area and barren land were extended. Decreasing the index of the largest patch (LPI) and increasing indexes of contagion-interspersion (IJI), ENN and DIVISION for forest area indicates the destruction and disintegration of these lands. In landscape level the number of patches has increased over the time, which represents the intensity of negative and defamatory change during the study. Also, the increasing of Shannon's diversity index confirms the increasing diversity of patches in the regions as a result of increasing patch numbers and changes in landscape. Contribution of each category in altering other LULC categories was also calculated to provide an improved understanding regarding current LULC change processes in the area. Grassland is the most invasive category against low-density forest such that it occupies this category for 815 and 1,219 hectares during both time intervals, respectively.
    Conclusion
    The result of calculating metrics and change detection showed the changes in the second period (2002-2014) were more intense than the first period (1990-2002). Based on the results can be mentioned that during of study the landscape in Arasbaran region completely fragmented. Also consider spatial diversity and dispersion of land uses, there is a possibility of degradation and land use change in the future. Accordingly, there is a need to develop a suitable program to prevent unwanted changes in the landscape and maintain its spatial continuity. Development in the future should be programmed based on sustainable development principles and attention be pay to protection, maintenance and ecosystem management.
    Keywords: Landscape ecology, Landscape metrics, Land use changes, Satellite images, Arasbaran
  • Elahe Zamani, Maryam Dehestani, Ardakani *, Kazem Kamali Aliabad Pages 19-33
    Background and objectives
    Abarkooh cypress (Cupressus sempervirens L. var. horizontalis (Mill) Gord) is one of the oldest trees in the world. Because of its prolonged life, the plant has tolerate many adverse environmental conditions, so if this valuable treasure is propagated, it can produce a large plant population with the ability to withstand extreme environmental conditions. Tissue culture is one of the best methods for protection and propagation of in danger and rare plants such as this plant.
    Materials and methods
    This study was conducted to determine the best culture media and concentration of BA in micropropagation of Abarkooh cypress plant. In this research, different culture media such as Murashige & Skoog (MS) and modified MS contained ½ MS, ¾ MS, MS without ammonium nitrate, MS with ½ nitrogen, source MS with modified vitamin-1 and 2 group by three concentrations of BA (0, 0.1 and 1 mg/l) in establishment phase and five concentrations (0, 1, 1.5, 2 and 5 mg/l) in proliferation phase were used. Experiments were performed in factorial and completely randomized design with five replications.
    Results
    In establishment phase the highest length and number of shoots as well as the lowest percentage of browning were obtained in ½ MS culture medium. All culture media except MS with ½ nitrogen source, maintained greening degree. By increasing the BA concentration in establishment stage, length of shoots significantly, increased. However, the highest length of shoots was obtained in culture media supplemented by 1 mg/l BA. In all media with modified nitrogen source or without it, length and number of new shoots significantly decreased in compare other culture media. In proliferation phase, the highest number and length of shoots were obtained in ½ MS culture medium supplemented by 2 mg/l BA and the highest greening degree was recorded in cultured explants ½ MS and ¾ MS culture media. According to the results, by increasing BA concentration in proliferation stage, length and number of shoots significantly increased, but greening degree significantly decreased.
    Results
    Generally, proliferation rate, length and number of shoots greatly depended on nutrition of explants and kind of culture medium. According to the results of this study, ½ MS culture medium supplemented by 1 mg/l BA in establishment stage and 2 mg/l BA in proliferation stage, is recommended. Generally, proliferation rate, length and number of shoots greatly depended on nutrition of explants and kind of culture medium. According to the results of this study, ½ MS culture medium supplemented by 1 mg/l BA in establishment stage and 2 mg/l BA in proliferation stage, is recommended.
    Keywords: Benzyl-adenine, Shoot, Browning, In vitro culture, Modified MS
  • Khali Zamani * Pages 35-49
    Background and Objective
    Remaining wood in the forest after cutting decreases the wood quality by the activity of the destructive factors of the wood, especially the fungi. thus the quality of the wood produced by the low quality wood is not durable and Increasing the damage of wood products consumers and increasing the need for cutting trees and destroying the forest. The purpose of this study was to measure the amount of damage to the beech Bolts trees after three period 4 months (12 months) of storage in the forest and compare it with the beginning of the period and identify the destroyer fungi that appeared.
    Materials and Methods
    This research was carried out in part of One in Shastkolah forestry project in Gorgan on Fagus orientalis. 15 Billets from 30 cm diameter class and length of 220 cm from a beech tree and all were healthy, inside the field under the same conditions and in contact with soil stored. The Billets were numbered and cut at 50 cm intervals at each stage and transferred to the wood working room for physical and mechanical experiments, dried at the wood working room in the open air, and then dry density, basic density water absorption, volumetric Shrinkage, End an side Hardnesses, Toughness and Static bending were measured based on conventional methods and related standards. Statistical analysis of the results was performed by means of ANOVA test and comparison of averages with Duncan's test (using Spss16 software). Observed fungi were collected and identified with valid sources. Also, the percentage of changes in the measured characteristics was compared.
    Results
    The results showed that white decay fungi Lenzites betulina and soft decay fungi Annulohypoxylon multiforme appeared on the Bolts. The results of analysis of variance at 95% confidence level, there is a significant difference between the Remaining time and physical and mechanical properties of beet Bolt. According to the results, with increasing storage time in forest, dry and basic density, End an side Hardnesses, Static bending Modulus of Rupture (MOR) and Modulus of Elasticity (MOE) decreased, but the percentage of water absorption increased. The most significant changes in the characteristics of wood were after 12 months of storage in the forest. The greatest change in the physical properties of wood was the percentage of water absorption and lowest was dry density. The greatest change in the mechanical properties of the wood was the Toughness and the least was the modulus of elasticity.
    Conclusion
    This study showed that the quality of beech wood that stored in contact with soil in the forest were reduced due to the activity of destroyer fungi causing white decay and soft decay significantly. the important note was that wood degradation for important properties such as Toughness was 77% after 12 months, which indicates a significant decrease in wood quality and its economic value reduced due to the decrease in density and the weight of Billets And loses its initial performance, So it recommended that wood be transported from forest to the industry in the shortest time possible, so that quality And its economic value, and with a longer durability of wooden products, and fewer tree will be cut off to supply the timber needed for the community and protect forests and environment.
    Keywords: Beech wood, Fungi, Forest environment, Time Duration, Physical, mechanical properties
  • Nishtman Hatami *, Soleiman Mohammadi Limaei, Mohamadhadi Moayeri Pages 51-69
    Background and objectives
    Pricing and wood price prediction has an important role in the marketing and sales of wood products, and has recently been of interest for managers. The aim of this research was to use price time series of different species to predict the expected average price and investigating of their price trends in the past in the Caspian forests.
    Materials and methods
    First of all, historic stumpage price data on main species were collected for the period of 24 years from 1993 to 2016. Then, to determine the real stumpage price the adjusted variable costs were deducted from the real price beside forest roads. Consumer price Index (CPI) in base year 2012 was used for deflation of stumpage price. Investigation of stationary stochastic process of time series was tested by generalized Dickey Fuller test from unit root tests using EVIWS 10 software. Then validity of regression models was investigated by multiple regression analysis using SPSS23 software. Finally, the mean expected price of different species was estimated by the parameters of the autoregressive models.
    Results
    The results showed that real prices in past periods had random fluctuations, and the nonstationary hypothesis of time series was rejected based on β = 1, since there was 0
    Keywords: Price prediction, stationary processes, Caspian forests, optimal forest management
  • Anooshe Fazeli *, Aisona Talaei Pages 71-86
    Background and objectives
    The wood is used for its aesthetic appearance and at the same time its high mechanical strength, but it also has some disadvantages that limit its application. Wood modification is a science to improve undesirable properties of wood. Thermal modification is a useful method to develop dimensional stability and biological resistance. Heat treatment degrades the fire resistance of wood. The main disadvantage of wood is its flammability. Lignocellulosics burn because the cell wall polymers undergo pyrolysis reactions with increasing temperature to give off flammable gasses. Primary impregnation of wood with borates has been found to reduce flammability of thermally modified wood. Boron compounds work efficiently as fire retardant for cellulosic materials. Boron compounds are recognized as inexpensive, easily applicable and environmentally safe preservatives. The aim of this study was to investigate the effect of heat treatment and primary impregnation of Fir wood with borax on the fire resistance, thermal behavior and dimensional stability.
    Materials and methods
    Specimens were prepared to dimensions of 150 (L) ×100 (T) ×20 (R) mm and were impregnated with %7 aqueous solution of borax for 40 minutes at the pressure of 4 bar. Heat treatment was carried out at the temperatures of 170 ◦C and 190 ◦C in oven for 3 hours. Specimens were prepared according to ISO 11925 standard specifications to measure fire retarding properties including ignition time, glowing time, carbonized area and mass loss within the burning process. Thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) were carried out under air at a heating rate of 10 °C/min. The temperature was heated from the room temperature up to 600 °C. Long-term dimensional stability were measured.
    Results
    Heat treatment of specimens caused mass loss. The impregnation of wood with borax reduced the mass loss during heat treatment. Heat treatment decreased ignition time. Borax postponed the ignition time of thermally modified wood.TGA thermograms showed that residual char amount was increased in borax preimpregnated-heat treated specimens compared with thermally modified specimens. Char provided insulation and also inhibited propagation of heat. DSC thermograms determined that for borax preimpregnated-heat treated specimens rate of formation of the volatile products reached its maximum at a lower temperature in comparison to thermally modified specimens. During the heat exposure borax formed glassy films on the wood that may inhibit mass transfer of combustible gases. Long-term immersion results confirmed that volumetric swelling and water absorption of thermally modified specimens decreased due to enhancement of hydrophobicity. Volumetric swelling and water absorption of borax preimpregnated specimens increased due to enhancement of hydrophylicity.
    Conclusion
    Thermally modified wood was susceptible to burning and its fire resistance was decreased. Primary impregnation of Fir wood with borax postponed ignition time and glowing time and eventually increased fire resistance. The lowest carbonized area and mass loss was obtained in borax preimpregnated-heat treated specimens. Thermal analysis showed sharp mass loss for thermally modified wood in comparison to borax preimpregnated-heat treated specimens. Borax increased the resistance of thermally modified wood to thermal degradation and altered pyrolysis route of wood and leaded to the inhibiton of the flame spread. In other words borax decreased the Tmax (maximum degradation temperature). Borax preimpregnated-heat treated specimens of Fir wood decreased dimensional stability in comparison to thermally modified wood. Key words: Fire resistance, Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Dimensional stability.
    Keywords: : Fire resistance, Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Dimensional stability
  • Hamidreza Rudi * Pages 87-101
    Background and objectives
    Paper recycling has been greatly developed as a suitable approach to use waste paper and as a huge source of cellulose fibers in recent years. Regarding to the structural characteristics of these fibers, which differ largely from those virgin fibers; the first and most important challenge of their application is to modify them for reusing in papermaking industry. It seems that if these fibers are repeatedly used, their applicability will reduce. Although the impact of recycling number for these type of fibers on the paper properties has always been taken into consideration, but there are not many reports available in the literature review. Recent studies show that layer-by-layer technique is a good way for modifying the cellulose fibers characteristics and improving its quality. In this technique, cellulosic fibers and counter-ionic particles are placed in an interaction media. During the interaction, ionic particles are absorbed by fibers surface mainly via electrostatic absorption. Thus, the fibers network strength would improve considerably. Therefore, in current study, the Kraft paper recovered three times at first. The possibility of modifying of three times recovered Kraft fibers has been investigated using layer-by-layer technique in order to develop the bonding potential of the fibers.
    Materials and methods
    Kraft fibers were first recycled three times. Then, the three times recycled fibers were treated by 1 % cationic chitosan and 1 % anionic carboxyl methyl cellulose (CMC), based on the oven dry (OD) weight of fibers, by using layer-by-layer method. The treatment was applied to form one, two and three double layers of pair polymers on the fiber surface. To form a consecutive double layers, 500 ml of fiber suspension with consistency of about 0.6 % was mixed with chitosan and CMC solutions for 10 minutes by using dynamic drainage jar (DDJ) machine. Paper sheets with base weight of about 80±5 g/m2 were prepared from the pulp samples and their characteristics were evaluated according to TAPPI standard methods. In addition, SEM micrographs were prepared from the papers to evaluate the changes in the structure of the fiber surface.
    Results
    The alternate variation of zeta potential confirmed the formation of chitosan and CMC layers on the surface of Kraft recycled fibers. The evaluation of paper strengths showed that the fibers bonding has been developed by treating the three times recycled Kraft fibers with layer-by-layer method, through absorbing of these two strength-enhancing polymers. Meanwhile, paper apparent density, tensile index, internal bonding, and tensile energy absorption have significantly increased. However, the bending stiffness of the paper has shown a significant decrease due to the increased in paper density (decrease in thickness). In addition, based on SEM results there was a clear difference between the surface of treated and untreated fibers, which indicated the absorption of polymers, leading to the development of bonds between the fibers, and paper strength.
    Conclusions
    It can be concluded that it is possible to modify the bonding-ability of three times recycled Kraft fibers by using layer-by-layer technique. This method can be applied to assemble multilayers of chitosan and CMC polymers on the fiber surfaces, to improve the strength properties of the resulting paper.
    Keywords: Recycled paper, Layer-by-layer technique, Chitosan, Carboxyl methyl cellulose, Zeta potential
  • Maryam Avarand, Laya Jamali Rad *, Hedayatollah Aminian, Vahid Vaziri Pages 103-115
    Background and objective
    In this study, for the useful consumption of residue materials that have no specific consumption and are waste, it was started making the particleboard from the mixing of corn stalk, wheat straw and industrial wood particles. Then, the physical and mechanical properties of the boards were measured. Because of the consumption of these raw materials that have a low price (if possible), it can be reduce the cost of production of this type of product.
    Materials and methods
    For this purpose, corn stalk, wheat straw and industrial wood particles at levels of 0:100, 25:75 and 50:50, press temperature of 160 and 180° C and 12 percent of urea formaldehyde resin based on the dry weight of the particles were used for the production of particleboards. The physical and mechanical properties of the boards including thickness swelling within 2 and 24 hours immersion in water, bending strength, modulus of elasticity and internal bonding were measured and all the data were statistically analyzed.
    Results
    The results of this research showed that the increase in corn stalk and wheat straw in the mixture showed in increased thickness swelling within 2 and 24 hours immersion in water. It means increasing the amount of corn stalks and wheat straw had a negative effect on the thickness swelling of the boards. The amount of bending strength, modulus of elasticity and internal bonding decreased with the increase of corn stalk and wheat straw particles in the boards and there was a significant difference between different levels of wheat straw and corn stalks. Also press temperature increase from 160 to 180 ° C had a significant effect on all the properties of the boards and improved the physical and mechanical properties of the boards. Increasing the temperature of the press also had a significant effect on all the properties of the boards and improved the properties.
    Conclusion
    According to the results of this research, using corn stalk, wheat straw and industrial wood particles, increased significantly the dimensional stability of the boards. Bending strength, modulus of elasticity and internal bonding in control samples showed the highest values. But compared to the properties of the boards produced by EN standard, using 25% corn stalk and wheat straw, 12% urea formaldehyde resin and press temperature of 160 ° C, can be produced particleboards with favorable properties. This is a positive result for the use of mixing this kind of agricultural wastes including corn stalk and wheat straw, following that the prevention of environmental pollution caused by the burning of these compounds.
    Keywords: Corn stalk, Wheat straw, Press temperature, Bending strength, Modulus of elasticity
  • Davood Efhamisisi *, Marzieh Sharifat, Marie, France Thevenon, Asghar Tarmian, Mehdi Jonoobi Pages 117-134
    Background and objectives
    Impregnation of wood with different monomers and their conversion to the un-leachable reacted polymers inside the wood causes a new product which is called wood polymer. The furan compounds such as Furfuryl alcohol (FA) is commercially used for wood modification, producing then wood polymer. Wood is impregnated with FA, convert to the polyFA by heating. Furfural which is in fact the primary raw material in the manufacture of FA is extensively manufactured in Iran from residues of sugar cane. Furfural could not be easily polymerized alone like FA; but it is an aldehyde which can react with urea to make polymer network. In this study, the possibility of furfural/urea polymer along with acidic catalyzer (maleic anhydride) was evaluated for the improvement of physico-mechanical properties of birch wood.
    Materials and methods
    Birch wood (Betula sp.) imported from Russia was used for experiments. With a double treatment procedure Furfural+Urea/Maleic anhydride was impregnated into the wood according to a 2 steps vacuum/pressure technology: (1) diluted furfural in water and methanol, followed by (2) Urea/Maleic anhydride aqueous solution. For making comparison between the results, a commercial formulation based on the FA was also used as a reference. The mixes impregnated into the wood were polymerized by heating. Then, different physico-mechanical properties of wood samples were measured according to the standard guidelines of ISO 13061 series.
    Results
    The proportion of Furfural+Urea/Maleic anhydride was appropriately selected, and approximately 60 to 80% were converted to the polymer. The leaching rate of the products once polymerized within the treated wood was around 4% which is comparable to the results of commercial formulation based on FA. The weight percentage gain (WPG) of the wood samples varied between 27 to 57% depending on the furfural concentration in the treatment solutions. Despite the bulking effect, the density of samples after treatment increased significantly. The water absorption during samples soaking in the water is clearly linked with the WPG, and decreases with the increase of WPG. The volumetric swelling of the samples treated with the combination of furfural+urea/maleic anhydride also follows the same trend. However, the lowest volumetric swelling was obtained with the treatment with FA. The mechanical resistance evaluation showed that wood treatment by furfural +urea/maleic anhydride reduced the hardness and the impact bending of wood, while static strength such as modulus of rupture, modulus of elasticity, and compression parallel to the grain increased. The treatment with FA also reduced the resistance of wood against impact bending.
    Conclusion
    Wood treatment with the complex of furfural+urea/maleic anhydride, especially at high WPG levels, has a good potential for improving most wood properties. The high acidity of furfural based solutions is one of the issues requiring additional studies. If the alkaline pH is used, the curing of the resin will be disturbed and the leaching rate will increase. On the other hand, acidic pH also has a negative impact on wood properties.
    Keywords: Birch (Betula sp.), furfural, furfuryl alcohol, urea, physical-mechanical properties