فهرست مطالب

صنایع چوب و کاغذ ایران - سال یازدهم شماره 3 (پاییز 1399)

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران
سال یازدهم شماره 3 (پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/10/17
  • تعداد عناوین: 13
|
  • محمد شجاع، فروغ دستوریان*، مریم قربانی، سید مجید ذبیح زاده صفحات 345-354
    فرایند لیگنین زدایی از چوب و متعاقبا فشرده سازی آن یکی از جدیدترین راهکارهای اصلاح چوب است که به افزایش قابل ملاحظه مقاومت های مکانیکی چوب می انجامد؛ اما به دلیل خروج لیگنین آب گریز، مشکل جذب رطوبت و بازگشت فشردگی چوب فشرده همچنان باقی می ماند. در تحقیق حاضر نمونه های چوب صنوبر متعاقب لیگنین زدایی با محلول هیدروکسید سدیم و سولفیت سدیم و سپس غوطه وری در محلول گلیسرول-اسیدسیتریک، توسط پرس نیمه صنعتی در دمای 100 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت فشرده شدند. بر اساس نتایج، بازگشت فشردگی چوب لیگنین زدایی شده تا حد زیادی کاهش یافت. نتایج طیف سنجی زیر قرمز بر روی نمونه فشرده لیگنین زدایی شده، برقراری پیوند هیدروژنی جدید بین واحدهای سلولزی در وضعیت فشرده را تایید کرد که موید کاهش رفتار فنری و بازگشت فشردگی می باشد. اشباع با ترکیب گلیسرول-اسید سیتریک به کاهش قابل ملاحظه بازگشت فشردگی منجر شد. نتایج طیف سنجی زیر قرمز و همچنین بررسی ریزساختاری، حضور پلی استر در داخل چوب در سطح فشرده اشباع شده را تایید کرد.
    کلیدواژگان: لیگنین زدایی، فشرده سازی، اصلاح چوب، بازگشت فشردگی
  • جواد ترکمن*، محمد آقاجان کردی، حسین رنگ آور صفحات 355-363

    حرارت دادن چوب قدیمی ترین روش کاهش خاصیت نم پذیری است. امروزه از گرمادهی الکتریکی برمبنای عبور دادن جریان با ولتاژ بالا از درون مواد با به کارگیری دو الکترود استفاده می شود؛ بنابراین هدف این پژوهش بررسی اثر شوک ناشی از عبور جریان الکتریسیته بر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب راش (Fagus orientalis) ایرانی است. عوامل متغیر در نظر گرفته شده شامل ولتاژ جریان الکتریسیته در پنج سطح و مقدار فشار در سه سطح بود. برای آنالیز و تجزیه وتحلیل داده های حاصل از اندازه گیری خواص فیزیکی و مکانیکی از روش فاکتوریل دوعامله استفاده شد. نتایج نشان داد که شوک الکتریکی چوب راش کلیه خواص فیزیکی و مکانیکی اندازه گیری شده را بهبود بخشیده است. بهترین نتیجه در فشار اتمسفر و ولتاژ 600 ولت به دست آمد بطوریکه مقاومت خمشی نسبت به نمونه شاهد 20 درصد افزایش و مدول الاستیسیته تقریبا سه برابر شد. شوک الکتریکی در حدود 20 درصد واکشیدگی و همکشیدگی چوب راش را کاهش داد.

    کلیدواژگان: شوک الکتریکی، راش، مدول الاستیسیته، مقاومت خمشی و کاهش واکشیدگی
  • مرضیه رئیسی*، ابولقاسم خزاعیان، محراب مدهوشی صفحات 365-380

    هدف از این پژوهش، پیش بینی و ارزیابی ظرفیت تحمل بار اتصالات دوگانه برشی در چندسازه های لایه ای چوب در ترکیب با صفحه و پین استیل بر اساس دستورالعمل EC5 بوده است. متغیرهای اصلی، نوع چندسازه لایه ای در چهار سطح (PLT, POLT1, POLT2, OLT)، قطر اتصال دهنده در دو سطح (6 و 8 میلی متر) و تعداد اتصال دهنده در ردیف در سه سطح (1، 2 و 3) در نظر گرفته شد. برای انجام تحقیق، چندسازه جدیدی از فرآورده های مهندسی شده چوب مورداستفاده قرار گرفت، بدین صورت که تخته لایه و تخته تراشه جهت دار خود به عنوان اجزای ساختار سه لایی توسط رزین پلی اورتان تک جزیی در کنار هم قرار گرفتند. اتصال دهنده مورداستفاده در اتصالات دوگانه برشی چوب- استیل، پین استیل با قطر 6 و 8 میلی متر و صفحه استیل باضخامت 4 میلی متر بوده است. پیش بینی مقادیر ظرفیت تحمل بار اتصالات بر اساس معادلات دستورالعمل EC5 و مدهای شکست یوهانسن صورت گرفت. نمونه های آزمونی اتصالات برای بررسی اثر پارامترهای تحقیق، بر اساس استاندارد EN 26891 تحت بارگذاری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اثر افزایش سهم تخته لایه بخصوص در لایه میانی چندسازه های جدید در افزایش ظرفیت تحمل بار اتصالات معنی دار بوده است. همچنین افزایش قطر اتصال دهنده از 6 به 8 میلی متر نیز، موجب افزایش ظرفیت تحمل بار اتصالات شده است. همچنین با افزایش تعداد پین استیل در ردیف، ظرفیت تحمل بار اتصالات افزایش یافته است. یافته های تحقیق بیانگر این مطلب است که فرمول های ارایه شده توسط دستورالعمل EC5 توانایی پیش بینی مقاومت و رفتار اتصالات در این مطالعه را داشته اند و حتی در برخی تیمارها مقادیر تجربی بیشتر از مقادیر پیش بینی بوده اند. چندسازه های مهندسی شده POLT1و POLT2 در اتصالات برشی دوگانه چوب- استیل دارای مقادیر ظرفیت تحمل بار نزدیک به مقادیر پیش بینی EC5 و بیشتر بوده اند. در بررسی مدهای شکست اتصالات، پین استیل 6 میلی متری عملکرد بهتری از خود نشان داد.

    کلیدواژگان: اتصالات دوگانه برشی، ظرفیت تحمل بار، EC5، صفحه و پین استیل، شکست
  • فروغ دستوریان*، مریم قاسمی، رئوفه عابدینی، سید مجتبی امینی نسب صفحات 381-394

    نظر به کمبود منابع چوبی در کشور و تمایل روزافزون به استفاده از این منابع به عنوان مصالح ساختمانی، فشرده سازی چوب های گونه های زراعی تند رشد به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی آنها امری اجتناب ناپذیر است. در تحقیق حاضر چوب صنوبر با روغن سویا خام و اپوکسی اشباع و به میزان 30 درصد فشرده گردید. از اصلاح گرمایی به منظور غلبه بر مشکل بازیابی شکل چوب فشرده استفاده شد. نتایج آزمون بازگشت فشردگی نشان داد که مقدار بازگشت فشردگی نمونه های اشباع شده با روغن اپوکسی کمتر از مقدار بازگشت فشردگی نمونه اشباع شده با روغن خام بود. اصلاح گرمایی در هر یک از نمونه های اشباع شده با روغن خام و اپوکسی، بازگشت فشردگی را به ترتیب 46 و 63 درصد کاهش داد. نتایج آزمون جذب آب نشان داد که اشباع چوب در سطوح غیر فشرده با روغن موجب کاهش جذب آب شد که این اثر در حضور روغن اپوکسی محسوس تر بود. به طورکلی جذب آب نمونه های فشرده بیشتر از نمونه های شاهد بود و اصلاح گرمایی به کاهش جذب آب منجر گردید. از تصاویر میکروسکوپ الکترونی و روش طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه برای تحلیل نتایج آزمون بازگشت فشردگی استفاده شد.

    کلیدواژگان: فشرده سازی، روغن سویا، بازگشت فشردگی، اصلاح گرمایی
  • حسین یوسفی*، مهدی مشکور، ابوالقاسم خزاعیان، تقی طبرسا صفحات 395-405

    در این مطالعه، نانو کامپوزیت تمام سلولزی از طریق انحلال جزیی-نانوجوشکاری نانو فیبرهای سلولزی (تهیه شده از شرکت نانو نوین پلیمر) با حلال یونی ساخته شد و اثر زمان انحلال نانو فیبرها و حلال بازیافتی بر فرآیند نانو جوشکاری و ویژگی های نانو کامپوزیت موردبررسی قرار گرفت. شش زمان 5، 10، 20، 30، 60 و 120 دقیقه برای انحلال جزیی نانو فیبرهای سلولزی به کار گرفته شد. نتایج نشان داد با افزایش زمان انحلال درجه کریستالی و ابعاد کریستال های سلولز کاهش و مقدار سلولز غیر کریستالی افزایش یافت. تصاویر میکروسکپی هم گویای کاهش قطر نانو فیبرها در اثر انحلال جزیی و افزایش مقدار ناحیه جوش (عمدتا سلولز غیرکریستالی و در نقش فاز ماتریس) نانو کامپوزیت بود. با افزایش زمان انحلال تا 30 دقیقه، مقاومت و مدول یانگ و کرنش در نقطه شکست افزایش یافت منتهی بعد از زمان 30 دقیقه مقاومت و مدول روند کاهشی پیداکرده و کرنش همچنان روند صعودی خود را حفظ نمود. با عنایت به بهینه بودن ویژگی های نانو کامپوزیت ساخته شده در زمان 30 دقیقه، حلال بازیافتی نیز در همین زمان جهت انحلال جزیی نانو فیبرها مورداستفاده قرار گرفت. نتایج در این بخش حاکی از مشابهت همه ویژگی های فیزیکی و مکانیکی و مشابهت تصاویر میکروسکپی نانو کامپوزیت ساخته شده با حلال بازیافتی با ویژگی های نانو کامپوزیت ساخته شده با حلال تازه بود.

    کلیدواژگان: نانوجوشکاری، بازیافت حلال، نانوفیبرسلولز، نانوکامپوزیت تمام سلولزی
  • مهدی رحمانی نیا*، هما صیادی میلانی صفحات 407-417

    به کارگیری مواد معدنی به جای الیاف بکر گران قیمت، یکی از روش های معمول برای کاهش هزینه های تولید در ساخت بعضی انواع کاغذ می باشد. اما حضور پرکننده ها سبب کاهش ویژگی های مقاومتی کاغذ می شود. در این مطالعه، امکان استفاده از زیولیت به عنوان یک ماده معدنی فراوان و در دسترس به عنوان پرکننده در کنار زیست پلیمر کایتوزان بررسی گردید. زیولیت در سه سطح 10، 20 و 30 درصد (بر اساس وزن خشک خمیرکاغذ) جایگزین الیاف بکر گردید. نتایج نشان داد که حضور 1 درصد کایتوزان به عنوان افزودنی در خمیرکاغذ، سبب افزایش ماندگاری زیولیت در کاغذ چاپ و تحریر شد. اما حضور کایتوزان در کاغذهای حاوی پرکننده تاثیری بر ویژگی های مقاومتی کاغذ تولیدی نداشت. به نظر می رسد با افزایش میزان مصرف کایتوزان علاوه بر دستیابی به ماندگاری بیشتر، بتوان ویژگی های مقاومتی را نیز بهبود بخشید.

    کلیدواژگان: زئولیت، کایتوزان، پرکننده، ماندگاری، ویژگی های مقاومتی
  • هادی غلامیان*، بهنام غلامپور صفحات 419-431

    در این تحقیق، اثر فشرده سازی بافت نخل بر کیفیت پوشش دهی آن موردبررسی قرار گرفت. از تنه نخل نمونه هایی به ابعاد 5×10 سانتی متر باضخامت های 2، 3/2 و 5/2 سانتی متر تهیه و به منظور رسیدن به رطوبت تعادل 12 درصد در شرایط اتاق کلیما (دمای 2±20 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 65 درصد) قرار داده شدند. فشرده سازی نمونه ها طی سه مرحله گرم کردن، فشرده سازی و تیمار بخار انجام شد. سپس پوشش دهی با پوشش های آلکیدی، پلی یورتان پایه حلال و پلی یورتان پایه آب صورت پذیرفت و جهت ارزیابی ویژگی ها، از آزمون های رنگ سنجی، زبری سطح و چسبندگی کششی استفاده شد. بر اساس نتایج رنگ سنجی، در اثر فشرده سازی، میزان روشنی در تمام نمونه ها کاهش یافت. همچنین، پس از پوشش دهی میزان روشنی نمونه ها کاهش و میزان زردی و قرمزی نمونه ها افزایش یافت. بررسی آماری نشان داد اختلاف معناداری در پارامتر روشنایی (L*) میان نمونه شاهد و فشرده سازی شده 10 درصد و 20 درصد با پوشش پلی یورتان پایه آب وجود دارد. نتایج آزمون زبری نشان داد، در اثر فشرده سازی و پوشش دهی میزان زبری تمامی نمونه ها کاهش یافت و بهترین عملکرد مربوط به نمونه فشرده سازی شده 10 درصد با پوشش پلی یورتان پایه حلال بود که به طور متوسط 4 برابر زبری کمتری نسبت به نمونه شاهد داشت. بر اساس نتایج آزمون چسبندگی کششی، میزان این پارامتر در تمامی تیمارها با افزایش درصد فشرده سازی افزایش یافت و بیشترین میزان در نمونه های فشرده سازی شده به میزان 10 درصد مشاهده گردید. به عبارت دیگر، در اثر فشرده سازی و انسجام بافت نخل میزان زبری سطح کاهش یافته و به دلیل نفوذ بهتر پوشش و همچنین استحکام الیاف در اثر فشرده سازی در نمونه فشرده سازی شده تا 10 درصد میزان مقاومت به چسبندگی بهبودیافته است.

    کلیدواژگان: پوشش، رنگ سنجی، فشرده سازی، نخل، چسبندگی
  • پژمان رضایتی چرانی*، سونیا کلانتری چروده، احمد عزیزی موصلو صفحات 433-443

    این تحقیق باهدف اصلاح نشاسته با آنزیم α-آمیلاز و مقایسه آن با نشاسته اکسیدی برای آهار سطحی کاغذ انجام شد. نشاسته خام تحت شرایط مختلف دمایی و زمانی با افزودن α-آمیلاز، برای دست یابی به گرانروی متناسب با نشاسته اکسیدی برای آهارزنی کاغذ پایه آماده سازی شد. سپس نمونه های کاغذ صنعتی با نشاسته اصلاح شده با آنزیم و نشاسته اکسیدی آماده شده به روش غوطه وری مورد آهارزنی سطحی قرار گرفتند و نهایتا ویژگی های فیزیکی و مکانیکی کاغذ های آهارزنی شده اندازه گیری و مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج این تحقیق، گرانروی نشاسته اکسیدی با غلظت 5 درصد، در دمای 95 درجه سانتی گراد طی آماده سازی به 51/17 سانتی پوآز رسید و برای دست یابی به این مقدار گرانروی نشاسته با α-آمیلاز در دمای 85 درجه سانتی گراد با مصرف 005/0 درصد بر مبنای وزن خشک نشاسته آماده شد. همچنین نتایج پخت نشاسته با افزودن α-آمیلاز نشان داد که با تغییر دما، مدت زمان، غلظت آنزیم و نشاسته خام، امکان دست یابی به طیف متنوعی از گرانروی وجود دارد. ارزیابی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نشان از بهبود بیشتری در ویژگی های کاغذ شامل شاخص های مقاومت به کشش طولی (30 درصد) و عرضی (28 درصد)، پارگی طولی (15 درصد) و عرضی (7 درصد)، ترکیدگی (15 درصد)، لهیدگی کنگره (7 درصد) و لهیدگی حلقه کاغذ (30 درصد) آهارزنی شده با نشاسته اصلاح شده با آنزیم در مقایسه با نشاسته اکسیدی داشت. به طورکلی استفاده از آنزیم α-آمیلاز در مقایسه با نشاسته اکسیدی امکان آماده سازی اقتصادی نشاسته با گرانروی متنوع برای شرایط مختلف جهت ارتقاء معینی در ویژگی های کاغذ را فراهم می آورد که می تواند برای کاربرد صنعتی موردتوجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: کاغذ صنعتی، نشاسته اکسیدی، α-آمیلاز، آهار سطحی، ویژگی های فیزکی و مکانیکی
  • رامین ویسی*، مجید کیائی، علیرضا نیکبخت صفحات 445-456

    این تحقیق باهدف بررسی تاثیر استفاده از نانو الیاف سلولزی و نشاسته کاتیونی بر ویژگی های نوری و مقاومتی خمیرکاغذ شیمیایی- مکانیکی (CMP) انجام شد. به همین منظور، ابتدا مقداری ازخمیرشیمیایی-مکانیکی (CMP) رنگبری شده کارخانه چوب و کاغذ مازندران به عنوان نمونه شاهد انتخاب شد. سپس نانو الیاف سلولزی به صورت ژل سفیدرنگ خریداری و در 4 سطح 0 ،2 ،3 و 4 درصد استفاده گردید. همچنین نشاسته کاتیونی با 3 سطح 0 و3/0 و6/0 درصد و خمیر الیاف بلند وارداتی در دو سطح 0 و 5 درصد به سوسپانسیون خمیرکاغذ CMP حاصل اضافه شد. از خمیرکاغذ های مذکور کاغذهایی با وزن پایه gr/m2 60 تهیه و خواص نوری و مقاومتی آن ها طبق آزمون های استاندارد TAPPI اندازه گیری و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با افزودن نانو سلولز روشنی، فاکتورa*، مقاومت های پارگی، کششی، ترکیدن و مقاومت به عبور هوا در کاغذ حاصل افزایش، اما ماتی و سبزرنگی در کاغذ حاصل کاهش یافته است. نتایج نشان داد که با افزودن 5 درصد الیاف بلند وارداتی، همزمان با افزودن 3 تا 4 نانو سلولز، باعث بهبود تمامی ویژگی های مقاومتی و نوری کاغذ حاصل بجز سبزرنگی و مقاومت به ترکیدن شده است. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از 6/0 درصد نشاسته کاتیونی به همراه 4 درصد نانو سلولز نیز باعث بهبود اکثر ویژگی ها بجز روشنی و مقاومت کششی شده است.

    کلیدواژگان: : نانوسلولز، خمیرکاغذ CMP، نشاسته کاتیونی، الیاف بلند وارداتی
  • پروین دشتی، کامران عادلی*، رحیم ملک نیا، رضا محسنی صفحات 457-469
    خمیر و کاغذ به عنوان یکی از فرآورده ای چوبی طی چند دهه گذشته تغییرات زیادی را در سهم بازار منطقه ای و جهانی ازنظر ظرفیت تولید و الگوهای مصرف شاهد بوده است. در ایران نیز با توجه به محدود بودن منابع داخلی و روند افزایشی مصرف چوب و فرآورده های آن، واردات به عنوان مهم ترین راه تامین نیاز داخلی موردتوجه قرارگرفته است. هدف اصلی این مطالعه تحلیل علمی از شرایط بازار کاغذ و مقوا در بازه زمانی 1363 تا 1396، با به کارگیری آزمون باند کرانه ها است. با استفاده از کشش های برآورد شده کوتاه مدت و بلندمدت در قالب این الگو، جهت و مقدار کمی تاثیر متغیرهای موردبررسی بر میزان واردات محاسبه گردید. نتایج به دست آمده نشان داد از بین متغیرهای موردبررسی تولید ناخالص داخلی بدون نفت با کشش 16/2 در کوتاه مدت و 26/1 درصد در بلندمدت و تولید داخلی چوب از جنگل های شمال کشور با کشش های 69/0- و 57/0- به ترتیب در کوتاه مدت و بلندمدت، بیشترین تاثیر را بر واردات کاغذ داشته اند. همچنین تحریم های اقتصادی که به عنوان یک متغیر جدید در این مطالعه بررسی شد در کوتاه مدت و بلندمدت به ترتیب با ضرایب، 50/0- و 41/0- منجر به کاهش واردات کاغذ و مقوا شده است.
    کلیدواژگان: کاغذ، تقاضای واردات، کشش بلند مدت و کشش کوتاه مدت، آزمون باند کرانه
  • سیده معصومه حافظی*، حمید زارع حسین آبادی، مظاهر معین الدینی، کاظم دوست حسینی صفحات 471-483

    این مطالعه به منظور ارزیابی مصرف انرژی در تولید باگاس به عنوان یکی از محصولات جانبی حاصل از نیشکر و میزان انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از تولید باگاس و نیز تولید تخته فیبر دانسیته متوسط بر پایه آن در ایران انجام گرفت. داده های این تحقیق، در سال های 1395 تا 1397 از طریق مصاحبه حضوری و تکمیل پرسش نامه از کارکنان و مدیران شرکت‏ کشت و صنعت نیشکر کارون استان خوزستان و شرکت تولید تخته فیبر دانسیته متوسط لوح سبز جنوب جمع آوری گردید. ارزیابی میزان انتشارات گازهای گلخانه ای توسط نرم افزار سیما پرو و ارزیابی انرژی مصرفی با محاسبه میزان مصرف انرژی مستقیم و غیرمستقیم و استفاده از هم ارزهای انرژی انجام گرفت. نتایج نشان دادند میزان مصرف انرژی برای تولید یک هکتار باگاس در مزارع پلنت و راتون به ترتیب 75/2436 و 74/1368 مگاژول بر هکتار می باشد. آب آبیاری، مصرف سوخت دیزل و کود شیمیایی نیتروژن بالاترین سهم مصرف انرژی را در تولید نیشکر به خود اختصاص دادند. میزان کل انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از تولید باگاس در یک هکتار نیشکر کاری در مزارع پلنت و راتون به ترتیب معادل 87/221 و 11/99 کیلوگرم دی اکسید کربن معادل بدست آمد که سوخت دیزل، کود نیتروژن و ادوات و ماشین های کشاورزی در مزارع پلنت و سوخت دیزل، کود نیتروژن و فسفات در مزارع راتون بیشترین سهم را در این انتشارات به خود اختصاص دادند. همچنین میزان انتشار گاز گلخانه ای در تولید یک مترمکعب تخته فیبر دانسیته متوسط بر پایه باگاس 53/780 کیلوگرم دی اکسید کربن معادل محاسبه شد که مصرف انرژی الکتریسیته، چسب اوره فرمالدهید و گاز طبیعی بالاترین سهم را در انتشار گازهای گلخانه ای در تولید تخته فیبر دانسیته متوسط بر پایه باگاس دارند.

    کلیدواژگان: تخته فیبر دانسیته متوسط، باگاس، انرژی، انتشار گازهای گلخانه‏ای
  • داود رسولی*، فاطمه مهاجر، محمدرضا ماستری فراهانی، محراب مدهوشی صفحات 485-496

    هدف از انجام این پژوهش، مطالعه تاثیر استفاده از روغن گیاهی محتوی جاذب نوری به عنوان پوشش بر مقاومت به هوازدگی چوب اصلاح حرارتی شده بود. برای این منظور، مقدار gr/m2 180 روغن (کتان یا سویا) به همراه 0 و 5/0 درصد جاذب نور فرابنفش (نانواکسید روی یا تینوین 326) به عنوان پوشش در سطح نمونه ها به وسیله قلم مو اعمال شد و سپس مقاومت به هوازدگی این نمونه ها بعد از 6 ماه هوازدگی طبیعی به وسیله آزمون های رنگ سنجی، زبری سطح، طیف سنجی ATR-FTIR و استریو میکروسکوپ موردبررسی قرار گرفت. نتایج آزمون رنگ سنجی نشان داد که در ماه اول هوازدگی پوشش های حاوی روغن سویا تغییرات رنگی کمتری را نسبت به پوشش های حاوی روغن کتان داشته اند؛ اما در پایان هوازدگی، نمونه های دارای پوشش روغن کتان (خالص و حاوی نانو اکسیدروی) و سویا حاوی نانو اکسید روی کمترین تغییرات رنگ را نسبت به سایر تیمارها داشتند. نتایج حاصل از آزمون زبری سطح مشخص کرد که پوشش های روغنی تا حدی توانسته جلوی افزایش زبری سطح در اثر هوازدگی را بگیرند اما جاذب های نوری تاثیر مثبتی از خود در این زمینه نشان ندادند. تجزیه وتحلیل نتایج طیف سنجی ATR-FTIR نشان داد که کم ترین تخریب سطح در نمونه های پوشش داده شده با روغن سویا اتفاق افتاده است. تصاویر استریو میکروسکوپ نیز حاکی از آن بود که نمونه های حاوی پوشش دارای شدت تخریب و ترک سطحی کمتری نسبت به نمونه های بدون پوشش هستند.

    کلیدواژگان: هوازدگی طبیعی، چوب اصلاح حرارتی شده، روغن های گیاهی، جاذب های نوری
  • مهدی جنوبی*، سیما سپهوند، پیام مرادپور، علیرضا عشوری صفحات 497-511

    آلودگی ناشی از ذرات معلق موجود در هوا یکی از مهم ترین عوامل تهدیدکننده سلامت انسان و محیط زیست در جهان می باشد. امروزه، در ساخت فیلترهای صنعتی هوا از پلیمرهای سنتزی بر پایه نفت و مواد شیمیایی استفاده می شود که به دلیل ایجاد آلودگی ثانویه، سازگار با محیط زیست نمی باشند. لذا، توسعه استفاده از یک ماده جدید در ساخت فیلترهای هوا که نه تنها سازگار با محیط زیست باشد بلکه قابلیت تجدیدپذیری را نیز داشته باشد، نیاز حیاتی می باشد. در سال های اخیر تحقیقات و مطالعات زیادی به منظور جایگزین نمودن نانوالیاف سلولزی به جای الیاف مصنوعی مانند نانوالیاف شیشه، کربن فعال و پلیمرهای پلاستیکی در ساخت فیلترهای هوا انجام شده است.  نانوالیاف سلولزی با داشتن مزایای زیادی از قبیل زیست تخریب پذیری، ارزانی ، دانسیته کم و تشکیل ساختار شبکه ای می توانند با نانوالیاف مصنوعی رقابت کنند.  تحقیق مروری حاضر با هدف بررسی استفاده از نانوالیاف سلولزی برای جذب ذرات معلق و دی اکسیدکربن هوا انجام گرفته است.  بر اساس تحقیقات منتشر شده، گروه های فعال هیدروکسیل در سطح و همچنین سطح ویژه زیاد نانوالیاف سلولز منجر به افزایش راندمان جذب دی اکسیدکربن و ذرات معلق هوا می شود.  همچنین، نانوفیلترهای حاصل از نانوالیاف سلولز به دلیل قطر منافذ کم، دارای افت فشار کمتری نسبت به فیلترهای موجود در بازار می باشند.

    کلیدواژگان: فیلترهای هوا، پلیمرهای سنتزی، نانوالیاف سلولز، ذرات معلق هوا، دی-اکسیدکربن
|
  • Muhammad Shoja, Foroogh Dastoorian *, Maryam Ghorbani, Seyed Majid Zabihzadeh Pages 345-354
    Delignification and subsequently densification of wood is one of the newest approaches leads to a considerable improvement in mechanical properties of wood. However, because removal of the hydrophobic lignin, the problem of set recovery is still remained. In the present study, the poplar wood samples were chemically treated with sodium hydroxide and sodium sulfite solution and then were soaked in the solution of glycerol-citric acid; then densification was conducted in a pilot hydraulic press at temperature of 100oC for duration of 24 hours. Set recovery of the densified samples was decreased considerably, however removal of the hydrophobic lignin led to increase of the thickness swelling and anti-swelling efficiency became negative. Results of infrared spectroscopy on the delignified densified samples proved the formation hydrogen bonding between cellulosic units in compressed state which is a good reason for decreasing the set recovery. Surface impregnation with glycerol-citric acid combination led to a considerable reduction of set recovery. The infrared spectroscopy and also the microscopic study showed the presence of polyesters in the microstructure of the densified-impregnated samples.
    Keywords: Delignification, densification. Wood modification, Set recovery
  • Mohamad Aghajankordi, Hossein Rangavar Pages 355-363

    Wood heating is the oldest method for reducing of water absorption of wood. Today, electric heating is used to transmit high voltage current through materials using two electrodes. The aim of this study is to investigate the effect of electric shock on the physical and mechanical properties of Iranian beech wood( Fagus orientalis L). Electric shock applied to the wood samples in five different voltage and three different pressures in the reactor. The experimental design was a factorial experiment on the basis of a completely randomized design .The results show that electric shock of beech wood improves all its physical and mechanical properties. The best results obtained at atmospheric pressure and electric current of 600 volt.In this situation, Moduli of elasticity became treble and Moduli of Rapture increased 20% based on control sample. Also obtained 20 % Anti-Swelling efficiency.

    Keywords: electric shock, Beech, Moduli of elasticity, Moduli of Rapture, anti-swelling efficiency
  • Marzie Reisi *, Abolghasem Khazaeian, Mehrab Madhoushi Pages 365-380

    The purpose of this study was to predict and evaluate the load carrying capacity of double shear connections of hybrids wood products in combination with steel dowel and plates based on European codes (EC5). The main variables were layered hybrids (4 levels), fastener diameter(2 levels) and fastener number in raw (3 levels). For this study, new types of engineered wood products were used in which plywood and OSB were joined together as three-layer structural components by a single component of polyurethane resin. The fastener was steel dowel 6 and 8 mm in diameter and steel plate 4 mm thick. The values of the load carrying capacity of the connections were predicted based on EC5 equations and Johansen failure modes. The test specimens were loaded according to EN 26891 to investigate the effect of the research parameters. The results showed that the effect of the increasing of plywood share especially in the middle layer of the new hybrids was significant on the increasing of load bearing capacity of the joints. Increasing the diameter of the connector from 6 to 8 mm also increases the load bearing capacity of the joints. Also, as the number of pins in the row increases, the load bearing capacity of the joints is increased. The research findings indicate that the formulas provided by EC5 have the ability to predict the strength and behavior of the joints in this study and even in some treatments the experimental values were higher than the predicted values. POLT1 and POLT2 composites in double shear connections have load bearing capacity values close to EC5 predicted values and also more than it. In studying the failure modes of the connections, steel dowels of 6 mm showed better performance.

    Keywords: Double shear connections, hybrid composites, load carrying capacity, EC5, Failure
  • Foroogh Dastoorian *, Maryam Ghasemi, Raoufeh Abedini, Seyed Mojtaba Amininasab Pages 381-394

    Regarding the shortage of the wood resources in the country and the increasing trend for using them as constructional materials, densification of planted fast growing species in order to improve the physical and mechanical properties is inevitable. In the present study, poplar wood samples were impregnated with raw and epoxidized soybean oil and densified to the compression ratio of 30%. Heat treatment was used to overcome the set recovery problem. Results of the set recovery test showed that the set recovery values for samples impregnated with epoxidized oil were lower than the ones impregnated with raw oil. Heat treatment decreased the set recovery values to 46 and 63% for raw oil and epoxidized oil impregnated samples respectively. Results of water absorption tests showed that for non-densified samples, impregnation with oil led to lower water absorption which was more pronounced for the epoxidized oil impregnated samples. Generally, water absorption of densified wood was higher than the non-densified ones and heat treatment lowered that. Scanning electron microscopy images and Fourier Transform Infrared Spectroscopy was used for interpretation of the set recovery test results.

    Keywords: Densification, Soybean oil, Set recovery, Heat treatment
  • Hossein Yousefi *, Mahdi Mashkour, Abolghasem Khazaeeian, Taghi Tabarsa Pages 395-405

    In this study, all-cellulose nanocomposite was prepared through partial dissolution-nanowelding of cellulose nanofibers (prepared from Nano Novin Polymer Co.) using ionic liquid and the effect of dissolution time and recycled solvent on nanowelding process and nanocomposite properties was investigated. Also, six times of 5, 10, 20, 30, 60 and 120 min were used as dissolution times to partially dissolve cellulose nanofibers. Results showed that with increasing dissolution time, crystallinity increased and crystallite size decreased. FE-SEM micrographs confirmed that increasing dissolution time led to decrease in nanofiber diameter and increase of welding area. With the increase of dissolution time, tensile strength and Young’s modulus increased. But, these mechanical properties dropped over dissolution time longer than 30 min. However, the longer dissolution time, the higher strain at break. Since all-cellulose nanocomposite prepared with dissolution time of 30 min showed highest mechanical properties, recycled solvent was also used just for 30 min as dissolution time to partially dissolve cellulose nanofibers. The results of this section showed that nanocomposite prepared with as-received solvent had similar properties with that of prepared by recycled solvent.

    Keywords: Nanowelding, solvent recovering, Cellulose Nanofibers, all-cellulose nanocomposite
  • Mehdi Rahmaninia *, Homa Sayadi Milani Pages 407-417

    The use of minerals instead of expensive virgin fibers is one of the common ways to reduce production costs in papermaking. But the presence of fillers reduces the mechanical properties of produced papers. In this study, the possibility of using zeolite (an abundant mineral) as a filler along with chitosan biopolymer was investigated. Zeolite was replaced by virgin fibers at three levels of 10, 20 and 30% (based on pulp dry weight). The results showed that the presence of 1% chitosan as an additive in pulp increased the zeolite retention in printing and writing paper. But the presence of chitosan in the paper containing the filler had no effect on the mechanical properties. It seems that with increasing the amount of chitosan, the mechanical properties can be improved along with improving the fillers retention.

    Keywords: Zeolite, Chitosan, Filler, Retention, Mechanical properties
  • Hadi Gholamiyan *, Behnam Gholampoor Pages 419-431

    In this research, the effect of palm tissue densification on coating quality was investigated. From the palm trunk, specimens of 5 × 10 cm with thicknesses of 2, 2.3 and 2.5 cm were prepared and put into a conditioning room (T = 25 °C and RH=65% ) for reaching a moisture content of 12%. Densification of samples was performed in three stages: warming, densification and steam treatment. Then, the samples were coated with alkyd, water and solvent based polyurethane and to evaluate properties, colorimetric, roughness and tensile adhesion tests were done. Based on the colorimetric results, the lightness was reduced in all samples by densification. Also, after coating the brightness of the samples decreased and the yellowness and redness of the samples increased. Statistical analysis showed that there is a significant difference in the brightness parameter (L *) between 10% and 20% compressed and control samples with water-based polyurethane coating. The results of roughness test showed that after densification and coating samples, the roughness of all samples was reduced and the best performance for the compressed sample was 10% with the solvent-based polyurethane, which had 4 times less roughness on average than the control sample. According to the results of adhesion test, the adhesion rate increased in all treatments with increasing densification percentage and the highest amount was observed in compressed samples by 10%. In other words, due to the densification and cohesion of the palm texture, the surface roughness decreased and improved by up to 10% of the adhesion resistance due to better penetration of the coating as well as the compressive strength of the fiber in the compressed sample.

    Keywords: Coating, colorimeter, Densification, palm, Adhesion
  • Pejman Rezayati Charani *, Sonia Kalantari Charvadeh, Ahmad Azizi Mossello Pages 433-443

    This study aimed to the native starch modification with α-amylase enzyme and compare it with oxidized starch for surface sizing of paper. Native starch was prepared under different temperature and time conditions by addition of alpha-amylase enzyme to achieve viscosity proportional to oxide starch for base paper surface sizing. Then, the basic industrial paper was subjected to surface sizing by immersion with enzymatic starch and oxidized starch prepared. The papers physical and mechanical properties were measured and evaluated after drying. Based on the results of this study, oxidized starch viscosity at a concentration of 5 % at 95 °C reached 17.51 cp during preparation and to achieve this amount of enzymatic starch viscosity, native starch was prepared at 85 °C using 0.005 % enzyme. The results also showed starch modification with the enzyme by varying the temperature, cooking duration, and concentration of the enzyme and native starch, it is possible to achieve a spectrum of viscosity. Evaluation of the physical and mechanical properties showed greater improvement in paper properties including indices of transverse and longitudinal tensile strength (20% and 30% respectively), transverse and longitudinal tear strength (7% and 15% respectively), burst strength (15%), CMT (7%), and RCT (30%) using enzymatic modified starch compared to oxidized starch for surface sizing. In general, the use of α-amylase enzyme in comparison with oxidized starch enables the economical preparation of starch with a spectrum of viscosity for different conditions for a certain improvement in paper properties can be considered for industrial application.

    Keywords: Industrial Paper, Oxidized Starch, α-Amylase, Surface sizing, Physical, mechanical properties
  • Ramin Veysi *, Majid Kiaei, ALIREZA NIKBAKHAT Pages 445-456

    This study and it aim was accomplished on the effect of using cellulose nano-fibers and cationic starch on optical and mechanical properties of chemi-mechanical pulp. For this purpose, first some of bleached CMP pulps were randomly selected from Mazandaran Wood and Paper Industries (MWPI) as control. Then, cellulose nano fibers bought as white gel and used in 0, 2, 3 and 4 % levels. The cationic starch were added in 0, 0.3 and 0.6 % levels and imported long fibers with 0 and 5 % levels to CMP pulps suspensions, too. The hand sheets were prepared from above-mentioned of pulps with 60 gr/m2 basis weight and then the optical and mechanical properties were measured and compared according to TAPPI standard test methods. The results showed that brightness, a* factor, tear, tensile, burst strengths and air resistance were increased and opacity and greenness were decreased. The results showed that all optical and mechanical properties expect greenness and burst strength, improved with 5% addition imported long fiber and 3 and 4 % cellulose nano-fibers. The results showed that using 0.6 % cationic starch with 4 % cellulose nano fibers improved the most paper properties, expect brightness and tensile strength, too.

    Keywords: Nano cellulose, CMP pulp, cationic starch, imported long fiber
  • Parvin Dashti, Kamran Adeli *, Rahim Maleknia, Reza Mohseni Pages 457-469
    Wood pulp and paper as one of the wood products has undergone many changes in the regional and global market share in terms of production capacity and consumption patterns over the past few decades. Due to the limited domestic resources and the increasing trend of wood consumption and its products in Iran, imports have been considered as one of the most important ways to supply the domestic demand. The main intention of this study is to perform scientific analysis of the paper and paperboard market conditions over the period of 1986 to 2018 using Bound Test. The quantitative value of the impact of studied variables on the amount of paper and paperboard imports was calculated using the estimated short- and long-term elasticity. The results showed that among the studied variables the GDP (without taking into account of oil exportations) with elasticity of 2.16% in the short run and 1.26% in the long run, And the domestic wood production from northern forests with amount of -0.69 and -0.57 elasticity in short and long term, respectively; had the most impacts on paper imports. However, the economic sanctions considered as a new variable in this study resulted in a decrease of paper and paperboard imports with coefficients of -0.50 and -0.41 imports, in the short and long run respectively.
    Keywords: Paper, import demand, Long run elasticity, Short run elasticity, Bound test
  • Seyedeh Masoumeh Hafezi *, Hamid Zareah Hosseinabadi, Mazaher Moenaddini, Kazem Doosthoseini Pages 471-483

    This study was performed to analyze the energy consumption in bagasse production as one of the byproducts from sugarcane and greenhouse gas emissions (GHG) amounts from bagasse production and its bagasse based Medium Density Fiberboard in Iran. Related data for this study was collected by direct interview and filling out questionnaires using company managers and staffs in Karoon Sugarcane Agro-Industrial Company and LooheSabz Jonoob bagasse based MDF Factory for the years 2016 to 2019. Greenhouse gas emissions were assessed by SimaPro software and energy consumptions amounts were calculated by direct and indirect energy consumptions and energy equivalents. Total energy consumptions for bagasse production were 2436.75 and 1368.74 MJ ha-1 in plant and ratoon farms, respectively. Water for irrigation, diesel fuel consumption and nitrogen fertilizer had the largest share of energy consumption in sugarcane production. The total amounts of greenhouse gas emissions for bagasse production were attained as 221.87 and 99.11 KgCO2eq ha-1 in plant and ratoon farms respectively. Diesel fuel consumption, agricultural machineries and nitrogen fertilizer in plant farms and diesel fuel, phosphate and nitrogen fertilizers in ratoon farms had the highest share of emissions, respectively. Furthermore, the amount of greenhouse gas emissions for bagasse based - MDF production was gained as 780.53 KgCO2eq m3-1. Electrical energy consumption, urea formaldehyde resin and natural gas had the main share in total GHG emissions in bagasse based -MDF production.

    Keywords: Medium density fiberboard, Bagasse, energy, Greenhouse gas emissions
  • Davood Rasouli *, Fatemeh Mohajer, Mohammad Reza Mastri Farahani, Mehrab Madhoushi Pages 485-496

    The aim of this Study was to investigate on the effect of using vegetable oil containing UV absorbent as coating on the weathering resistance of heat treated wood. For this purpose, 180 gr/m2 of vegetable oil (linseed or soybean) containing 0 and 0.5 wt% of UV absorbent (nano ZnO or Tinvin 326) was applied to the surface of the specimens by brush. The weathering resistance of these specimens after six months of natural weathering was examined by colorimetry, roughness, ATR-FTIR spectroscopy and stereomicroscope. The results of colorimetry indicated that in the first month of weathering, coatings containing soybean oil had less color changes than coatings containing linseed oil. But at the end of the weathering, But at the end of the weathering, specimens coated with linseed oil (pure and containing nano ZnO) and soybean oil containing nano ZnO had the least color changes compared to other treatments. The results of the roughness test revealed that the oil coatings have partially reduced surface roughness increasing due to weathering but the UV absorbents did not have a positive effect in this regard. Stereomicroscope images also indicate that coated heat treated wood specimens had less surface degradation and surface crack than uncoated specimens.

    Keywords: Natural weathering, heat treated wood, Vegetable oils, UV absorbents
  • Mehdi Jonoobi *, Sima Sepahvand, Payam Moradpour, Alireza Ashori Pages 497-511

    Pollution from airborne particles is one of the most important threats to human and environmental health in the world. Today, industrial air filters use synthetic polymers based on oil and chemicals, these materials are incompatible with the environment and lead to secondary pollution. Therefore, the development of the use of new materials in the fabrication of air filters, which is not only environmentally friendly but also renewable, is a vital need. For this reason, in recent years, many researches and studies have been done to replace cellulose nanofiber (CNF) with synthetic fibers such as glass nanofibers, activated carbon, and plastic polymersnanofibers in the manufacture of air filters. CNF has many advantages such as biodegradability, cheapness, low density, and network structure that can compete with synthetic nanofibers. Therefore, this review study aims to investigate the general use of CNF for the adsorption of particulate matter (PM) and carbon dioxide (CO2) in the air. The results showed that CNF increase the adsorption efficiency of CO2 and PM due to the presence of active hydroxyl groups on the surface as well as high specific surface area. In addition, the nanofilters made of CNF have a lower pressure drop than filters on the market due to their small pore diameter.

    Keywords: AirFilters, synthetic polymers, Cellulose Nanofibers, particulate matter (PM), Carbon dioxide (CO2)