فهرست مطالب

صنایع چوب و کاغذ ایران - سال یازدهم شماره 1 (بهار 1399)
  • سال یازدهم شماره 1 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/03/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • اکبر رستم پور هفتخوانی*، فائزه مهماندوست، معراج شرری، محمد احمدی، بیتا معزی پور، علی شکروند شکیبا صفحات 1-18

    این مطالعه باهدف بررسی عملکرد خمشی CLT ساخته شده از گونه صنوبر (Populus alba)، چسب پلی اورتان و اتصال دهنده های مکانیکی انجام شد. مقدار مصرف چسب 300 گرم بر مترمربع بود. برای ساخت CLT، تخته های صنوبر در هوای آزاد خشک و سپس از چهار طرف رنده شدند. ضخامت و پهنای تخته ها به ترتیب 19 و 100 میلی متر بودند. ضخامت و پهنای نمونه CLT سه لایه برای آزمون خمش به ترتیب 57 و 80 میلی متر و نسبت طول دهانه به ارتفاع مقطع حدود 12 بود. آزمون خمش با دستگاه اینسترون مدل 4486 انجام شد. متغیرهای موردبررسی شامل نوع اتصال دهنده (شامل میخ فولادی گالوانیزه، میخ شانه ای یا تیپو ST و پیچ پانلی رزوه درشت)، تعداد اتصال دهنده (2 و 4)، چسب (با و بدون چسب) و جهت پانل (جهت طولی و عرضی پانل) بودند. نتایج نشان داد که بیشترین مقاومت خمشی (MOR) و مدول الاستیسیته خمشی (MOE) مربوط به جهت طولی CLT های ساخته شده با 4 عدد پیچ پانلی به همراه چسب و همچنین کمترین آن ها نیز مربوط به جهت عرضی CLT های ساخته شده با 2 عدد میخ تیپو به همراه چسب بوده است. نتایج نشان داد که مقاومت و مدول الاستیسیته خمشی با تغییر مستقل نوع اتصال دهنده، چسب (با و بدون چسب) و تعداد اتصال دهنده (2 و 4) به ترتیب 71 و 16، 16 و 400، 1 و 10 درصد تغییر می کند. مقاومت و مدول الاستیسیته خمشی نمونه های CLT در جهت طولی به ترتیب حدود سه و چهار برابر بیشتر از نمونه های CLTدر جهت عرضی است. نتایج نشان داد که مقاومت های خمشی CLT های ساخته شده با چسب به همراه میخ تیپو، میخ فولادی و پیچ در حد استاندارد ISO 16696-1 بود، اما مدول الاستیسیته خمشی آن ها به خصوص مدول در جهت طولی پانل در حد استاندارد نبود که لازم است مطالعات جامعی برای مقاوم سازی آن انجام شود.

    کلیدواژگان: عملکرد خمشی، چندسازه ساختمانی با لایه های چوبی متقاطع (CLT)، صنوبر، اتصال دهنده پیچ و میخ
  • هاشم رهامین، مهدی جنوبی*، محمدمهدی فائزی پور صفحات 19-31

    سلولز استات به عنوان فیلتر در سیگار استفاده می شود که وظیفه اصلی آن، خنک کردن و تمیز کردن دود سیگار می باشد. نانو سلولز ها دارای پتانسیل زیادی هستند، چراکه سلولز جزو فراوان ترین مواد خام بیولوژیک موجود در طبیعت بوده و به راحتی می تواند در مقیاس های میکرومتر تا نانومتر قابل دسترس باشد. در این تحقیق فیلترهایی با استفاده از نانو الیاف سلولز با درصد خلوص 5/1، 2 و 3 درصد و اختلاط هرکدام از درصدهای مذکور با 5 درصد کربن فعال ساخته شد و میزان کارایی آن بر تصفیه مواد مضر قابل جذب در بدن انسان موردبررسی قرار گرفت. برای این منظور از روش انجماد سوسپانسیون نانو سلولز در نیتروژن مایع استفاده شد. پس از جایگذاری فیلترهای ساخته شده در سیگار، نمونه ها توسط دستگاه استعمال سیگار مورد آزمون قرار گرفتند و میزان مونوکسید کربن حاصل از سوختن سیگارها مستقیما توسط دستگاه مذکور اندازه گیری شد و برای محاسبه میزان نیکوتین و قطران از آزمون کروماتوگرافی گازی بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده از آزمون مونوکسید کربن و قطران نشان داد که استفاده از فیلترهای ساخته شده با نانوالیاف سلولز و کربن فعال در مقایسه با فیلترهای سلولز استات توانسته است به طور معنی داری سبب کاهش این عناصر سمی و مضر قابل جذب در ریه انسان گردد (به ترتیب 59 و 77 درصد). درحالی که نیکوتین در بین تیمارهای مختلف نسبت به نمونه شاهد تفاوت معنی داری را نشان نداد.

    کلیدواژگان: نانوالیاف سلولز، کربن فعال، سیگار، مونوکسید کربن، قطران
  • مصطفی نیکخواه دافچاهی*، حسین رسالتی، سید مجید ذبیح زاده، نورالدین نظرنژاد، قاسم اسدپور، فرهاد شیرینی صفحات 33-43
    کربنات کلسیم رسوبی به عنوان یک پرکننده معدنی دارای مصارف صنعتی فراوانی می باشد. هدف از این تحقیق، اصلاح پرکننده ی کربنات کلسیم رسوبی با نشاسته کاتیونی ذرت و پلی اکریل آمید کاتیونی به منظور ایجاد خصوصیت پیوندیابی هیدروژنی با الیاف سلولزی جهت استفاده در صنایع کاغذسازی بوده است. نمونه های کربنات کلسیم رسوبی با استفاده از روش اصلاح همزمان با سنتز تولید شدند و نتایج نشان داد که با استفاده از روش کربنی کردن آهک هیدراته می توان از آهک صنعتی به نانو ذرات کربنات کلسیم رسوبی با ساختار مکعبی شکل دست یافت. طبق نتایج FESEM، با استفاده از این روش می توان مورفولوژی و اندازه ذرات پرکننده را کنترل نمود. نتایج XRD و FT-IR حاکی از آن بودند که تمامی نمونه های سنتز شده دارای ساختار غالب کلسیت و مقدار اندکی از آراگونیت بوده اند. علاوه بر این، حضور ماده آلی در ساختار نمونه های اصلاح شده به وسیله تکنیک FT-IR مورد تایید قرار گرفت.
    کلیدواژگان: کربنات کلسیم رسوبی، اصلاح، مرفولوژی، اندازه ذرات، کلسیت
  • فاطمه بوانقی، رضا اولادی*، مریم قربانی، اصغر طارمیان، سید مجتبی امینی نسب صفحات 45-56
    همراه با پیشرفت صنعت پلیمرهای مصنوعی، مونومرها به طور گسترده ای برای اصلاح چوب استفاده می شوند. جفت کننده ها نقش مهمی در تشکیل پیوند بین مونومرهای غیرقطبی و گروه های هیدروکسیل چوب ایفا می کنند. در بررسی اثر اصلاح با تری متوکسی سیلیل پروپیل متاکریلات و تری اتوکسی وینیل سیلان به عنوان جفت کننده بر ویژگی های فیزیکی چوب پلیمر، نمونه های آزمونی به گروه های شاهد و حاوی استایرن (با و بدون جفت کننده های سیلانی) تقسیم بندی شدند. طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه، اصلاح با سیلان و حضور پلیمر در ساختار چوب را تایید کرد. در سطوح حاوی سیلان آکریلاتی علاوه بر گروه کربونیل کتونی ساختار چوب، گروه کربونیل استری مزدوج نیز اضافه گردید. جذب مونومر پس از افزدون جفت کننده سیلانی در نمونه های حاوی سیلان وینیلی بیش از سیلان آکریلاتی افزایش یافت. علیرغم تعیین بیشترین جذب در اصلاح با سیلان وینیلی، بیشترین افزایش وزن در اصلاح تلفیقی حاوی هر دو ترکیب سیلانی/استایرن اندازه گیری شد. سیلان وینیلی با وزن مولکولی کمتر، علی رغم واکنش پذیرتر بودن ترکیب آکریلاتی، به نفوذ بیشتر این ترکیب به ساختار چوب منتهی شد که با پلیمریزاسیون بیشتر در کنار استایرن به نتایج بهتر در این سطح انجامید. اتصال دیواره سلولی اصلاح شده با ترکیبات سیلانی به پلیمر استایرن منجر به افزایش وزن بیشتر و کاهش تخلخل و درنهایت بهبود ثبات ابعاد شده و کارایی آب گریزی و اثر ضدواکشیدگی فرآورده حاصل بهبود یافت.
    کلیدواژگان: طیف سنجی، تری متوکسی سیلیل پروپیل متاکریلات، تری اتوکسی وینیل سیلان، جفت کننده سیلانی، استایرن
  • اصغر طارمیان*، بهنام غلامپور، رضا اولادی، داوود افهامی سیسی صفحات 57-69

    در این پژوهش، اثر فشرده سازی سطحی بر اشباع پذیری چوب کاج جنگلی و توزیع میکروسکوپی محلول اشباع در آن بررسی شد. فشرده سازی در دو سطح 10 و 20 درصد و در دو جهت شعاعی و مماسی در دمای 160 درجه سانتی گراد و فشار20 کیلوگرم بر سانتی متر مربع در رطوبت تعادل 12 درصد برای مدت 3 دقیقه انجام شد. به منظور بررسی اشباع پذیری، نمونه ها به روش فشار متناوب همراه با خلاء ابتدایی با استفاده از رنگ رودامین B با غلظت 5/0 درصد اشباع شدند و سپس با استفاده از نرم افزار ImageJ و میکروسکوپ نوری، پارامترهای اشباع پذیری اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر فشرده سازی بر اشباع پذیری متاثر از جهت و مقدار فشرده سازی است. در اثر فشرده سازی، بر اشباع پذیری پره های چوبی افزوده شد ولی تراکییدهای عرضی اشباع نشدند. اشباع پذیری چوب پایان بهتر از چوب آغاز بوده و کانال های رزینی نیز به خوبی اشباع شده بودند.

    کلیدواژگان: فشرده سازی سطحی، Pinus sylvestris، اشباع پذیری، توزیع میکروسکوپی
  • سلطنت آرچین دیالمه، سید حسن شریفی*، قاسم اسدپور اتوئی صفحات 71-83
    پساب های صنعتی معمولا، یکی از عمده ترین صنایع آلاینده محیط زیست به شمار می روند. تخلیه فاضلاب های رنگی صنایع در آب های پذیرنده منجر به بروز پدیده اتریفیکاسیون یون و ازنظر بهداشتی دارای خاصیت سرطان زایی و جهش زایی می باشد. لذا هدف از این تحقیق بررسی حذف رنگ متیلن آبی از محیط های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت کربن فعال حاصل از پسماند توتون و نانو اکسید روی (TRAC/ZnO) می باشد. این تحقیق یک نوع مطالعه تجربی- آزمایشگاهی بود. در این مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد جاذب بررسی شد و ایزوترم ها و سینتیک های جذب به صورت غیرخطی تعیین شد و غلظت رنگ به روش اسپکتروفتومتری در طول موج 664 نانومتر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش زمان تماس، دوز جاذب و pH، میزان حذف افزایش خواهد یافت ولی با افزایش غلظت رنگ میزان حذف کاهش می یابد. بالاترین کارایی حذف برای غلظت اولیه 50 میلی گرم بر لیتر، pH برابر با 10، زمان فراصوت دهی 8 دقیقه و دوز جاذب 05/0 گرم بر لیتر به دست آمد. حذف رنگ با استفاده از نانوکامپوزیت TRAC/ZnO از ایزوترم فروندلیچ (99/0=R2) و سینتیک شبه مرتبه دوم (92/0= R2) تبعیت می کند. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت TRAC/ZnO به طور قابل ملاحظه ای قادر به حذف رنگ زای متیلن آبی در مدت زمان کم از محلول های آبی می باشد؛ بنابراین به عنوان یک جاذب موثر می تواند جهت حذف مواد رنگی مورداستفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: متیلن آبی، کربن فعال، نانوذرات اکسید روی، نانوکامپوزیت، جذب سطحی
  • پویا مرزبانی، محمد آزادفلاح*، مریم یوسف زاده، فرهود نجفی، احمدعلی پوربابایی صفحات 85-95

    بسته بندی مواد غذایی به عنوان یک لایه محافظ، یکی از مهم ترین عواملی است که نقش کلیدی در تامین بهداشت و سلامت مواد غذایی ایفا می کند. هدف از این پژوهش تهیه یک ماده بسته بندی کاغذی جدید از طریق پوشش دهی با یک پوشش ممانعتی پراکنده جدید بر پایه ترکیبی از پروتیین ایزوله سویا و امولسیون موم پلی اتیلن بود. برای این منظور ویژگی های مکانیکی، مقاومت به جذب آب و نفوذپذیری در برابر اکسیژن نمونه ها موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اگرچه با افزودن موم پلی اتیلن مقاومت کششی مقواهای پوشش دار کاهش پیدا کرد اما اختلاف قابل توجهی بین مقواهای پوشش دهی شده با پروتیین و ترکیب حاوی 30 درصد موم پلی اتیلن وجود نداشت و مقواهای پوشش دهی شده با ترکیب حاوی 50 درصد موم پلی اتیلن تنها کاهش 6 درصدی در مقایسه با نمونه های پوشش دهی شده با پروتیین نشان دادند. با افزایش سهم پلی اتیلن در فرمولاسیون پوشش میزان نفوذپذیری اکسیژن در مقواهای پوشش دار افزایش یافت اما میزان جذب آب و نفوذپذیری بخارآب به طور چشمگیری کاهش پیدا کرد.

    کلیدواژگان: بسته بندی مواد غذایی، مقوا، پوشش ممانعتی، پروتئین ایزوله سویا، موم پلی اتیلن
  • وجیهه صادقی پناه*، مرتضی ناظریان، بابک نصرتی ششکل، رحیم محبی گرگری صفحات 97-108
    این تحقیق باهدف بررسی تولید فرآورده مرکب الیاف طبیعی- سیمان با استفاده از صنوبر، کاه گندم و سه نوع ماده افزودنی انجام شده است. در این تحقیق برای تولید کامپوزیت از کاه گندم (0، 15 و 30)، الیاف صنوبر (70، 85 و 100)، درصد استفاده از مواد افزودنی (3 سطح) و سه نوع ماده افزودنی (کلرید کلسیم، کلرید منیزیم و هیدروکسید کلسیم) استفاده گردید. پس از تهیه نمونه های آزمونی، مقاومت فشاری طی مدت زمانی (1، 3، 7 و 28 روز)، واکشیدگی ضخامت (TS)، مدول گسیختگی (MOR) و چسبندگی داخلی (IB) مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بهینه سازی خواص کامپوزیت ها، معادله مدل ریاضی (مدل رگرسیون چند متغیره درجه دو) توسط روش سطح پاسخ ارزیابی گردید. بیشترین میزان مقاومت فشاری (5/32 مگا پاسکال) و کمترین آن (1/7 مگا پاسکال) 28 روزه به ترتیب مربوط به نمونه های دارای 7 درصد هیدروکسید کلسیم و 3 درصد کلرید منیزیم می باشد. همچنین کامپوزیت های دارای 30% کاه گندم و 70% الیاف صنوبر با میزان 3 درصد کلرید کلسیم نسبت به سایر نمونه ها دارای مدول گسیختگی بیشتری می باشند. به طورکلی، نتایج حاکی از آن است که ماده افزودنی کلرید کلسیم با میزان 5% و مقدار متوسط نسبت 15% کاه به 85% الیاف صنوبر به عنوان مقادیر بهینه جهت حصول مقادیر قابل قبول چسبندگی داخلی و مدول گسیختگی می باشد. مدل ارایه شده توسط روش سطح پاسخ با توجه به معنی داری آن در طی آنالیز آماری، برآورد مناسب و معنی داری برای تعیین نقطه مناسب کاربرد متغیرهای مورداستفاده را فراهم کرده است.
    کلیدواژگان: الیاف طبیعی، روش سطح پاسخ، صنوبر، کاه گندم، مواد افزودنی
  • جواد فرزانه کلورزی، امیر خسروانی* صفحات 109-119
    در راستای استفاده بهینه از نرمه ها و قطعات الیاف و نحوه کاربرد آنها در ساختار کاغذ، چند نوع مقوای چند لایه تولید شد و اثر جداسازی و انتقال نرمه ها و ذرات ریز به لایه وسط و یا حذف آنها از لایه های فوقانی و تحتانی، بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مشخص نمود که با حذف نرمه و تولید مقوای سه لایه بدون نرمه، مقاومت خمشی و شاخص مقاومت خمشی مقوا افزایش یافت. هرچند بررسی ویژگی حجیمی و نیز تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مقواها نشان داد، لایه های بدون نرمه، حجیم و ناهموار بوده اند در حالی که افزودن نرمه به لایه های وسط، تراکم این لایه را بسیار زیاد نموده است. آزمون خاکستر نرمه ها مشخص ساخت که درصد قابل توجهی از نرمه ها و ذرات ریز را پرکننده ها و مواد معدنی تشکیل داده بودند. همچنین مشخص گردید که تولید مقوا باساختار چندلایه، اثر منفی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی بررسی شده نداشته است.
    کلیدواژگان: مقوای چندلایه، نرمه، کارتن های کنگره ای کهنه، سفتی خمشی
  • پانته آ عمرانی*، قنبر ابراهیمی، محمد کهوند صفحات 121-131

    هدف از این پژوهش، بررسی توان نگه داری اتصال های T شکل ساخته شده با بیسکویت چوبی است. اتصال های بیسکویت، اتصال های صفحه ای نیز نامیده می شوند که به طورمعمول از چوب راش کمی فشرده ساخته می شوند. بیسکویت ها در اتصالات ساخته شده با آن ها، رطوبت چسب های پایه آبی را جذب نموده و با واکشیده شدن آن ها در شیارها، باعث ایجاد اتصال مناسب و محکم می شوند. گونه ی اعضای اتصال از چوب های راش (Fagus orientalis) و نراد (Abies alba)، اندازه بیسکویت شامل 10 و 20 (1 عدد بیسکویت در هر اتصال) و چسب های پلی وینیل استات (PVAc)، پلی اورتان (PU) و اوره فرمالدهید (UF) به عنوان متغیرهای این تحقیق در نظر گرفته شدند. پس از ساخت نمونه ها، آزمون توان نگه داری بیسکویت انجام شد. نتایج نشان داد که اثر مستقل هر یک از عوامل متغیر یعنی گونه اعضای اتصال و نوع چسب بر توان نگه داری اتصال های بیسکویتی در سطح 1 درصد معنی دار، ولی اثر مستقل اندازه بیسکویت معنی دار نمی باشد. همچنین نتایج نشان داد که توان نگه داری اتصال های ساخته شده با گونه راش نسبت به گونه نراد بیشتر بوده است. چسب پلی اورتان نسبت به سایر چسب ها بهترین عملکرد را داشته است. درنهایت بهترین عملکرد اتصال های ساخته شده با بیسکویت (گونه راش، بیسکویت اندازه 10 و چسب پلی اورتان) با اتصال های ساخته شده با دوبل چوبی مقایسه شد که اتصال های ساخته شده با بیسکویت نسبت به اتصال های ساخته شده با دوبل چوبی، توان نگه داری بیشتری را نشان دادند.

    کلیدواژگان: اتصال بیسکویت، اتصال T شکل، توان نگه داری، بیسکویت چوبی، چسب
  • علی ابیض*، الیاس افرا، احمدرضا سرائیان صفحات 133-145
    بریکت های سوختی نوعی از سوخت های زیستی جامد می باشند که باهدف تولید برق و حرارت تولید می شوند. تحقیق حاضر بهبود پارامترهای فنی بریکت های سوختی را به وسیله اتصال دهنده های سلولزی در مقیاس میکرومتری و نانومتری بررسی می کند. بریکت های سوختی از باگاس نیشکر تولید و فرآیند متراکم سازی به وسیله دستگاه بریکت ساز آزمایشگاهی در فشار MPa 150 و دمای OC 100 انجام گرفت. اتصال دهنده های سلولزی شامل خرده های کاغذ بازیافتی، خمیرکاغذ بازیافتی، نرمه های الیاف بازیافتی و نانولیگنوسلولز بازیافتی در سه درصد نسبت 3، 6 و 9% استفاده شده است. نتایج نشان دادند نانولیگنوسلولز و نرمه های الیاف بازیافتی تاثیر بیشتری بر خواص فیزیکی و مکانیکی بریکت ها داشته به طوری که در سطح 9%، نرمه های الیاف بیشترین مقاومت فشاری و ارزش حرارتی را به ترتیب برابر N/mm 26 و Mj/kg 80/22 و نانولیگنوسلولز به ترتیب برابر N/mm 34 و Mj/kg 85/19 نشان دادند.
    کلیدواژگان: اتصال دهنده های سلولزی، باگاس نیشکر، بریکت های سوختی
  • رحمت الله گرگیج، کامبیز پورطهماسی*، رضا معالی امیری، علی عبدالخانی صفحات 147-160

    صنوبر ازجمله گونه های پرکاربرد در صنعت کاغذسازی می باشد و نیاز به تولید چوب آن به صورت زراعت چوب و بررسی عوامل موثر در ویژگی های بیومتری الیاف، آناتومی، فیزیکی، شیمیایی چوب آن بسیار حایز اهمیت است. ازجمله عکس العمل های درختان چوبده ازجمله صنوبر به تنش ها و عوامل محیطی، تشکیل چوب واکنشی (چوب کششی) در ساختار چوب آن ها می باشد. چوب کششی منبع غنی از سلولز است که می توان با تولید درختانی با چوب کششی بیشتر، میزان سلولز بیشتری را برای مصارف فراوان سلولز ازجمله تولید کاغذ و یا سوخت های زیستی در اختیار داشت. هدف از این تحقیق، تحریک تشکیل چوب کششی در نهال های دوساله صنوبر (Populus alba) به وسیله اعمال خم متناوب، کوددهی نیتروژن (NPK) و هورمون جیبرلین (G) می باشد. اعمال خم به صورت متناوب یک ماه در یک جهت و ماه بعدی در جهت مخالف در طول فصل رویش، تیمار کود یک بار در اول و یک بار در وسط فصل رویش و تیمار جیبرلین یک بار اوایل فصل رویش اعمال شدند. پس از پایان فصل رویش ویژگی های رویشی، فیزیکی و آناتومی موردبررسی قرار گرفت. بررسی رنگ آمیزی دوگانه سافرانین/آسترابلو در تصاویر مقطع عرضی نمونه ها نشان داد که به طورکلی تیما رهای تحت خم متناوب نسبت به تیمارهای قایم دارای سطح چوب کششی و ضخامت لایه ژلاتینی بیشتری بودند. همچنین، تیمار خم متناوب با NPK+G دارای دانسیته بیشتر، هم کشیدگی طولی بیشتر، هم کشیدگی شعاعی و مماسی کمتر، قطر آوند و درواقع میانگین مساحت آوند کمتر، تخلخل کمتر، طول الیاف و ضخامت دیواره بیشتر، قطر کلی و قطر حفره الیاف کمتری بود. این نتایج اظهار داشت که این تیمار بیشترین اثر را در تحریک چوب کششی داشت و شدت تشکیل چوب کششی در این نمونه ها بیشتر بود.

    کلیدواژگان: صنوبر، آناتومی چوب، چوب کششی، خم متناوب، نیتروژن، جیبرلین، لایه ژلاتینی
  • سهیلا ایزدیار*، مائده احدنژاد، داوود افهامی سیسی صفحات 161-172
    در این مطالعه تاثیر شیره درخت پسته وحشی (بنه) بر روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چوب صنوبر مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های چوبی به دو روش خلاء- فشار و غوطه وری با غلظت های 1، 3، 6، 9، 12 و 15 درصد اشباع شدند. آزمون های فیزیکی و مکانیکی بر اساس استاندارد های مربوطه انجام شد. بیشترین افزایش وزن نمونه ها و ماندگاری ماده حفاظتی به ترتیب 52/18 درصد و 78/71 کیلوگرم بر مترمکعب در تیمار با روش خلاء- فشار در غلظت 15 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که در روش خلاء- فشار استفاده از شیره درخت پسته وحشی جذب آب و واکشیدگی حجمی چوب های تیمار شده را به ترتیب 35 و 5/24 درصد در مدت زمان 168 ساعت کاهش داد. مقاومت به فشار موازی الیاف در نمونه های تیمار شده با روش خلاء- فشار تغییر محسوسی نداشت. اشباع نمونه های چوبی با روش خلاء- فشار تا غلظت 3 درصد باعث افزایش مقاومت به سختی شد اما افزایش غلظت ماده حفاظتی از 3 درصد به 15 درصد، مقاومت به سختی نمونه ها را کاهش داد. نتایج طیف سنجی مادون قرمز تفاوتی بین طیف نمونه اشباع شده با شیره درخت پسته وحشی و نمونه شاهد نشان نداد و پیک جدیدی مشاهده نشد که نشان می دهد شیره درخت بنه در ترکیبات اصلی دیواره سلولی تغییری ایجاد نکرده است.
    کلیدواژگان: اشباع، واکشیدگی، سختی، شیره درخت پسته وحشی، صنوبر
|
  • Akbar Rostampour Haftkhani *, Faezeh Mehmandoust, Mearaj Sharari, Mohammad Ahmadi, Bita Moezzipour, Ali Shakiba Pages 1-18

    In this study, flexural performance of cross-laminated timber (CLT) made out of poplar wood (Populus alba), Polyurethane adhesive and different mechanical connectors were investigated. Amount of adhesive was 300 g/m2. For manufacturing CLT panels, wood planks were air-dried, then four face-bonding surfaces of planks were planed (S4S). Thickness and width of planks were 19 and 100 mm, respectively. The thickness, width and span to depth ratio of Three-layered CLT specimens for bending test were 57, 80 mm and 12, respectively. Bending test was conducted by Instron 4486. The variables of this study were including different connectors (galvanized steel nail, strip brad nails (ST Nails) and coarse thread drywall screw), connector number (2 and 4), adhesive (with and without adhesive) and panel direction (major and minor direction). The results showed that the higher modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE) were related to major direction of CLT panels connected by 4 screws and adhesive as well the lower of them were related to minor direction of CLT panels connected by 2 ST nails and adhesive. The results also showed that MOR and MOE of CLT panels were changed about 71 and 16, 16 and 400, 1 and 10%, respectively with the change of shear connector, adhesive and number of connector. MOR and MOE in major direction of CLT panels were about 3 and 4 times higher than those in minor direction. The results revealed that MOR of CLT panels meet the specified requirements of ISO 16696-1 standard, however, MOE of them were not comparable with standard value. Hence, it was recommended to perform some comprehensive studies for reinforcing CLT panels made of poplar for increasing their MOE.

    Keywords: Flexural performance, cross laminated timber, Poplar, nail, screw connections
  • Hashem Rahamin, Mehdi Jonoobi *, Mehdi Faezipur Pages 19-31

    Acetate cellulose was used as cigarette filter, whose main function is to cool and purify the cigarette smoke. Nano cellulose as a sustainable bio material seems to have high potential as it is most common bio polymer in nature and is already available in micrometers to nanometers. In this research, cigarette filters were made of cellulose nano fibers with a concentration of 1%, 2% and 3% as well as mixture of each with 5% activated carbon. For this aim, the freezing of nano cellulose suspension in liquid nitrogen was used. After placing the filters in cigarettes, the samples were tested by the smoking machine and the carbon monoxide produced by burning cigarettes was directly measured by the machine and the amount of nicotine and tar were determined by gas chromatography test. The results of carbon monoxide and tar test showed that the use of filters made with cellulose nanofibers and activated carbon in comparison with acetate cellulose filters could significantly reduce these toxic and harmful substances (59.6% and 77% respectively) however, nicotine of tested samples did not show a significant difference by control sample.

    Keywords: Cellulose Nano Fiber, Activated Carbon, cigarette, Carbon monoxide, Tar
  • Mostafa Nikkhah Dafchahi *, Hossein Resalati, Seyed Majid Zabihzadeh, Noureddin Nazarnezhad, Ghasem Asadpour, Farhad Shirini Pages 33-43
    Precipitated calcium carbonate (PCC) as a mineral filler has many different industrial applications. The aim of the current study was to modify the PCC particles with cationic cornstarch and polyacrylamide to prepare modified PCC filler with improved hydrogen-bonding capability for papermaking industry. The modified samples were produced by simultaneous synthesis and modification procedures. The results showed that the cubic-like and nano-sized particles of precipitated calcium carbonate were successfully prepared from the commercial lime using carbonation of the slaked lime. The morphology and particle size of particles could be tailored using this method as illustrated by the FESEM results. XRD and FTIR data indicated that all the synthesized particles were prominently calcite polymorph with a slight amount of aragonite. Besides, the presence of organic substances in the structure of the modified samples was confirmed by FT-IR technique.
    Keywords: Precipitated calcium carbonate, Modification, Morphology, Particle Size, Calcite
  • Fatemeh Bavaneghi, Reza Oladi *, Maryam Ghorbani, Asghar Tarmian, Seyed Mojtaba Amininasab Pages 45-56
    Along with the advancement of synthetic polymer industries, monomers are widely used for wood modification. Coupling agents play an important role in bonding non-polar monomers and wood hydroxyl groups. In the study of the effect of trimethoxysilyl polypropyl methacrylate (TMSPM) and triethoxy vinyl silane (TEVS) as coupling agents on the physical properties of poplar wood-polymer, the test specimens were divided into control and groups containing styrene (with and without silane coupling agents). Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) results confirmed the presence of silane and monomer in the wood structure. Levels containing acrylate silane showed the carbonyl group, as well as the ketone carbonyl group of the wood structure. The absorption of monomer increased in samples containing vinyl silane more than acrylate ones. In spite of determining the highest absorption in vinyl silane, the highest weight gain was measured in the level that contained TMSPM, TEVS and styrene. Despite the higher reactivity of acrylate silane, the vinyl silane with a lower molecular weight resulted in the greater penetration of the compound into the wood structure which, in turn, resulted in a better polymerization with styrene at this level. The linkage of the modified cell wall with silane compounds to the polymer led to a decrease in weight gain and porosity and eventually improved dimensional stability, water repellency efficiency and anti-swelling efficiency of the product.
    Keywords: Spectrometry, trimethoxysilyl polypropyl methacrylate, triethoxy vinyl silane, silane coupling agent, Styrene
  • Behnam Gholampoor, Reza Oladi, Davood Efhami Sisi Pages 57-69

    In the present research, the effect of surface densification on the treatability of Scots pine wood and micro-distribution of a saturation solution in the wood was studied. Densification was carried out at two compression ratios of 10 and 20% along the radial and tangential directions of wood with 12% EMC (equilibrium moisture content) at a pressure of 20 kg cm-2 and the temperature of 160 °C for 3 min. In order to determine the treatability, the wood specimens were impregnated with 0.5% Rhodamine B dye using alternating pressure method (APM) with an initial vacuum. Then, the treatability parameters were determined using ImageJ software and light microscopic studies. Results showed that the effect of densification on the treatability varies depending on the compression ratio and direction. The treatability of ray parenchyma cells increased by densification, whereas ray tracheids were not impregnated. The treatability of latewood was better compared with the earlywood, and the resin canals were also well treated.

    Keywords: Surface densification, Pinus sylvestris, Treatability, Micro-distribution
  • Saltanat Archin Dialameh, Seyed Hassan Sharifi *, Ghasem Asadpour Atoie Pages 71-83
    Industrial wastewater is one of the major environmental pollutants. Discharge of the colorful industrial effluent into the receptive waters leads to eutrophication and has mutagenic and carcinogenic properties. Therefore, the aim of this study was to investigate the removal of methylene blue (MB) from aqueous solutions by tobacco residues activated carbon and ZnO nanocomposite (TRAC/ZnO). This is an experimental-lab study. The effect of various parameters on adsorbent performance was investigated. The non-linear isotherms and kinetics of adsorption were determined. The dye concentration was measured in wavelength of 664 nm by spectrophotometer. The results indicated that the removal rate of dye increased with increasing the contact time and dose of adsorbent pH but the removal rate decreased with increasing the initial concentration of dye.  The maximum adsorption was achieved at initial concentration of 50 mg.L-1, pH=10, Ultrasonicated time of 8 min and adsorbent dosage of 0.05 g/L-1. In addition, the dye removal with TRAC/ZnO nanocomposite was best fitted to Ferundlich isotherm (R2=0.96) and pseudo second order kinetic (R2=0.92). This study showed that the TRAC/ZnO nanocomposite is highly capable of removing MB dye from aqueous solutions in low contact time. Therefore, the TRAC/ZnO nanocomposite can be considered as an effective adsorbent in dye removal.
    Keywords: Methylene blue, Activated Carbon, ZnO nanoparticle, Nanocomposite, Adsorption
  • Pouya Marzbani, Mohammad Azadfallah *, Maryam Yousefzadeh, Farhood Najafi, AhmadAli Pourbabaee Pages 85-95

    Food packaging as a protective layer is one of the most important factors that play a key role in providing healthy food. The aim of this study was to provide a novel paper packaging material by coating with a new dispersion barrier coating based on a mixture of soy protein isolate (SPI) and polyethylene wax (PE-wax) emulsion. For this purpose, mechanical properties, water absorption resistance and oxygen permeability of the specimens were investigated. The results indicated that although the tensile strength of coated paperboards decreased with the addition of PE-wax, there was no significant difference between the SPI-coated paperboards and 30% PE-wax coated ones, and 50% PE-wax coated paperboards showed only a decrease of 6% compared to SPI-coated ones. With increasing the share of PE-wax in the coating formulation, oxygen permeability increased in the coated paperboards but water absorption and water vapor permeability decreased dramatically.

    Keywords: Food Packaging, Paperboard, Barrier coating, Soy protein isolate, Polyethylene wax
  • Vajihe Sadeghipanah *, Morteza Nazerian, Babak Nosrati Sheshkal, Rahim Mohebbi Gargari Pages 97-108
    The objective of thisstudy was to investigate the production of natural-cement composite fiber usingpoplar, wheat straw and three types of additives. In this study, variables inmaking the boards were: usage percent of wheat straw (0, 15 and 30%) and fibersof poplar (70, 85 and 100%), and levels and types of additives (three levelsand three types of additives, i.e. calcium chloride, magnesium chloride andcalcium hydroxide, respectively). After producing test specimens, compressivestrength (1, 3, 7 and 28 days), thickness swelling (TS), the modulus of rupture(MOR), and internal bond (IB), were evaluated. The highest and the lowestcompressive strength (32.5 and 7.1 MPa) after 28 days were respectively forsamples containing 7% calcium hydroxide and 3% magnesium chloride. Also, theboards with 30 percent wheat straw and 70 percent poplar wood fiber with theamount of 3% calcium chloride had a higher MOR compared to other boards. Ingeneral, the results suggest that calcium chloride additives with amount of 5%and the average value of 15% straw to 85% poplar is the appropriate amount forachieving acceptable values of IB and MOR. Due to its significance in thestatistical analysis, the model presented by Response Surface Methodologyprovided a suitable and significant estimate to determine the application ofthe variables.
    Keywords: Natural fibers, Response surface methodology (RSM), Poplar, Wheat straw, Additives
  • Javad Farzaneh Kalurazi Pages 109-119
    For appropriate use of fines and fiber fractions and how to apply them in paper structure, various multiply boards were made and the effect of fines removal, and their application in the middle layer, or only their removal from the top and bottom layers were investigated. The results showed that by eliminating the fine materials and producing a fine-free three-ply board, the bending resistance and the bending resistance index were increased. However, studying the bulk property and the SEM images of the boards revealed that layers containing no fines were bulky and rough, meanwhile transferring the fines to the middle layer made it too dense. The ash content of fines indicated that significant percentage of the fines were comprised of fillers and minerals. Also it was shown that production of the board with a multi-ply structure did not negatively affect the physical and mechanical properties, but can help the process parameters.
    Keywords: Multi-ply boards, fines, old corrugated container, Bending stiffness
  • PANTEA OMRANI *, Ghanbar Ebrahimi, Mohammad Kahvand Pages 121-131

    The aim of this study is to investigate withdrawal resistance of T-shaped joints made of wooden biscuits. Biscuit joints which also called plate joints are usually constructed from compressed solid beech wood. Biscuits in the joints take up the moisture from water-based glues and resulted swelling at the slot leads to appropriate and strong joint. The variables of this study were the species of joint members including beech (Fagus orientalis) and fir (Abies alba), biscuit size of 10 and 20 (1 biscuits per joint) and type of glue including Polyvinyl acetate (PVAc), Polyurethane (PU) and Urea formaldehyde (UF). After constructing the specimens, withdrawal resistance test of biscuits was carried out. The results showed that the effects of independent variables namely, the species of joint members and the type of glue on the withdrawal resistance of biscuit joints was significant in the 1% level, but the independent effect of biscuit size was not significant. Also the results showed that the withdrawal resistance of the joints made with beech species was higher than fir. The polyurethane adhesive exhibited the best performance in comparison with the other adhesives. Finally, the best performance of the joints made with biscuit (beech, biscuit size 10 and polyurethane glue) was compared with the wooden dowel joints, which former showed the higher withdrawal resistance.

    Keywords: Biscuit joints, T shaped joint, Withdrawal resistance, wooden Biscuit, glue
  • Ali Abyaz *, Elyas Afra, Ahmadreza Saraeeyan Pages 133-145
    Biofuel briquettes are a type of solid biofuel produced for the purpose of producing electricity and heat. The present study investigates the improvement of the technical parameters of biofuel briquettes by micrometer and nanometer scale cellulosic binders. Biofuel briquettes from sugarcane bagasse were produced and compressed by a laboratory briquetting machine at a pressure of 150 MPa and a temperature of 100 OC. Cellulosic binders including recycled paper (OCC), recycled pulp, recycled fiber fines, and recycled nanolignocellulose (LCNF) were used in three percent ratios of 3, 6 and 9%. The results showed that nanolignocellulose and recycled fiber fines had more effect on the physical and mechanical properties of briquettes, as at the 9% level, the fiber fins had the highest compressive strength and thermal value as 26 N/mm and 22.80 Mj/kg respectively And nanolignocellulose as 34 N/mm and 19.85 Mj/kg respectively.
    Keywords: Cellulosic binders, Bagasse, Biofuel briquette
  • Rahmatollah Gorgij, Kambiz Pourtahmasi *, Reza Maali Amiri, Ali Abdolkhani Pages 147-160

    Poplar is one of the most widely used species in wood and paper industries, and there is a high demand for plantation of this species. Therefore, studying the factors affecting the biometric properties of fibers, anatomy, and physical properties of poplar wood is important. Reaction wood formation (tension wood) in woody plant like poplars is reaction against stress and environmental factors. Tension wood is a rich source of cellulose that can be used for some products including paper or biofuels. The aim of this study was to stimulate the formation of tension wood in two-years-old white poplar (Populus alba) saplings by using alternate bending, nitrogen fertilization (NPK) and inducing gibberellin (G) hormone. Saplings were bended alternately for one month in one direction, and the next month in the opposite direction during the growing season, fertilizer application was applied twice i.e. at the beginning and in the middle of the growing season and gibberellin induction was applied once in the early growing season. Physical and anatomical characteristics of xylem were investigated after the end of the growing season. Studying of specimen transverse section after Safranin/Astra-blue staining showed that in general, alternate bending treatments had more tension wood area in growth ring and ticker gelatinous layer than straight specimens. Alternate bending treatment with NPK+G had a higher wood density, more longitudinal shrinkage, less radial and tangential shrinkage, smaller and less frequent vessels, longer and ticker fibers. The results showed that this treatment was the most effective on the stimulation of the tension wood and the intensity of the formation of the tension wood in these specimens was higher.

    Keywords: Poplar, wood anatomy, Tension wood, Alternate Bending, Nitrogen, Gibberellin, Gelatinous Layer
  • Soheila Izadyar *, Maede Ahadnezhad, Davood Efhami Sisi Pages 161-172
    In this study, theeffect of Bane tree resin on the physical and mechanical properties of poplarwood was investigated. Wood samples were saturated by vacuum-pressure andimmersion methods with concentrations of 1, 3, 6, 9, 12, and 15%. Physical andmechanical tests were done according to the related standards. The highestweight gain and retention of preservative material in vacuume-pressuretreatment were 18.52% and 71.78 kg m-3 respectively at 15%concentration. The results showed that the use of Bane resin reduced wateruptake and volumetric swelling of treated samples by 35 and 24.5% over 168 hrespectively in vacuum-pressure method. The compressive strength parallel to grain of the specimens treated withvacuum-pressure method did not change significantly. The hardness resistancesof the samples saturated by vacuum-pressure method were increased by increasingof concentration up to 3% and then by increasing the preservative materialconcentration from 3 to 15% were reduced. Infrared spectroscopy results did notshow any difference between the spectrums of Bane resin saturated sample andthe control sample. Any new peak was not observed in infrared spectroscopyspectrum that indicates the Bane resin has not changed the main structure ofthe cell wall.
    Keywords: Impregnation, swelling, Hardness, wild pistachio tree resin, Poplar