فهرست مطالب

مجله تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال سی و ششم شماره 3 (پیاپی 76، پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/12
  • تعداد عناوین: 10
|
  • میترا باباخانی، علیرضا یاوری*، راضیه عظیمی صفحات 171-181

    در پژوهش حاضر کیفیت سلولز گیاه استبرق (Calotropis procera) در 14 اکوتیپ (استان هرمزگان: فرودگاه، تازیان، ایسین، سورو، حاجی آباد، تنگ زاغ، گنج، آبماه، قطب آیاد، گنو، میناب، گهکم؛ استان فارس: قلاتویه و استان بوشهر) جهت بررسی پتانسیل های گیاه در رویشگاه طبیعی و بهره مندی از آن در برنامه های اصلاحی و اهلی سازی مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه ها در مرحله گلدهی در خرداد و تیرماه سال 1398 انتخاب و جمع آوری شدند. در این پژوهش، استخراج و جداسازی هولوسلولز و آلفاسلولز و نیز ابعاد الیاف از لحاظ طول و قطر الیاف، قطر حفره سلولی و ضخامت دیواره سلولی مورد بررسی قرار گرفت. از نظر کیفیت سلولز از بین 14 اکوتیپ مورد مطالعه بیشترین میزان هولوسلولز و آلفاسلولز به ترتیب در اکوتیپ هرمزگان- آبماه 59/54 و اکوتیپ بوشهر-حیدریه 1/61 درصد بود. با بررسی مقایسه میانگین ابعاد الیاف نشان داده شد که بیشترین طول الیاف در اکوتیپ میناب (81/0 میلی متر) و تازیان (78/0 میلی متر) بود. همچنین بیشترین قطر الیاف، قطر حفره سلولی و ضخامت دیواره سلولی به ترتیب 87/34، 58/23 و 64/5 میکرون در اکوتیپ ایسین بود. به طورکلی نتایج نشان داد با توجه به مناسب بودن الیاف و درصد سلولز زیاد آن، این گونه می تواند جهت استفاده در صنایع، مورد بررسی جامع قرار گیرد. با توجه به اینکه کشور ما، از منابع چوبی کمی برخوردار می باشد و از طرف دیگر این گونه خودرو، در مناطق جنوبی خشک و با منابع آبی کم کشورمان از رشد مناسبی برخوردار می باشد، می تواند به عنوان یک منبع چوبی در صنایع سلولزی مورد بررسی کلی قرار گیرد و در صورت مناسب بودن، به صورت گسترده کشت شود.

    کلیدواژگان: استبرق، اکوتیپ، هولوسلولز، آلفاسلولز
  • علیرضا عسگری*، امیرهومن حمصی، بهزاد بازیار، محمد طلایی پور، امیر نوربخش صفحات 182-193

    ویژگی های مکانیکی (مقاومت و مدول کششی، مقاومت و مدول خمشی)، رطوبتی (جذب آب و واکشیدگی ضخامت) و زیست تخریب پذیری چوب پلاستیک های تولید شده از پلی پروپیلن و آرد چوب صنوبر (آرد چوب در سه سطح صفر، بیست و بیست و پنج درصد) در حضور پودر نشاسته (در چهار سطح صفر، پنج، ده و پانزده درصد) به عنوان مقاومت دهنده زیستی بررسی شد. فرایند مخلوط سازی مواد در دو مرحله و ابتدا با استفاده از یک دستگاه اکسترودر و سپس با استفاده از یک دستگاه مخلوط کن داخلی هاکه انجام شد. عملیات تولید نهایی نمونه های آزمون های مکانیکی و رطوبتی با روش تزریق قالبی و نمونه های آزمون زیست تخریب پذیری با روش پرس گرم انجام شد. آزمون ها مطابق استانداردها و روش های اجرایی مدون انجام شد. نتایج آزمون های انجام شده نشان داد که با افزایش درصد وزنی آرد چوب در ترکیب، مقاومت های مکانیکی، جذب آب، واکشیدگی ضخامت و زیست تخریب پذیری چندسازه ها افزایش یافت. با افزایش درصد وزنی پودر نشاسته در ترکیب، مقاومت و مدول خمشی، مدول کششی، جذب آب، واکشیدگی ضخامت و زیست تخریب پذیری چندسازه ها افزایش یافت اما مقاومت به کشش کاهش یافت. مطالعات تکمیلی با میکروسکوپ الکترونی رویشی نشان داد که با افزودن آرد چوب و پودر نشاسته به ترکیب، شدت تخریب زیستی در سطح نمونه ها افزایش یافته. همچنین با افزودن پودر نشاسته در ترکیب، ذرات پودر نشاسته درون حفرات موجود در ساختار چندسازه قرار گرفته اند و بدین ترتیب میزان خلل و فرج در ساختار چندسازه ها کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: چوب پلاستیک، آرد چوب، پودر نشاسته، ویژگی های مکانیکی، زیست تخریب پذیری
  • بهرام مردانی، احمد جهان لتیباری*، آژنگ تاج دینی صفحات 194-204
    با توجه به اینکه ایران از جمله کشورهای زلزله خیز جهان است، لذا استفاده از مصالح ساختمانی پیش ساخته از جمله چوب یکی از راهکارهای لازم جهت ایجاد ساختمانی ایمن می باشد. از مهمترین مزایای سازه های چوبی مقاومت بالای آن ها در برای انواع بلایای طبیعی (زلزله، سیل و آتش سوزی) می باشد. بر این مبنا، پژوهش حاضر با هدف کاربرد روش دلفی در شناسایی شاخص های کیفی موثر بر مدل مدیریت ریسک در سازه های چوبی در مناطق زلزله خیز کشور ایران انجام گرفته است. روش پژوهش برحسب هدف، بنیادی-کاربردی؛ برحسب نوع داده، کیفی است. جامعه آماری پژوهش شامل خبرگان دانشگاهی و سازمانی بودند که با استفاده از روش نمونه-گیری غیرتصادفی هدفمند وکفایت داده ها و اصل اشباع در مجموع با 30 نفر مصاحبه گردید. برای گرداوری داده ها، از مصاحبه نیمه ساختار یافته استفاده شد. تجزیه وتحلیل داده ها در بخش کیفی، با شیوه دلفی انجام شد. نتایج حاصل از یافته های این پژوهش نشان داد که درمجموع، 43 عامل ریسکی در سازه های چوبی وجود دارد که به دو دسته ریسک داخلی و خارجی تقسیم بندی گردید. از بین این 43 ریسک، 11 ریسک اصلی موثر بر پیاده سازی مدیریت ریسک در کاربرد سازه های چوبی مسکونی در مناطق زلزله خیز کشور ایران شناسایی شدند.
    کلیدواژگان: مدیریت ریسک، سازه های چوبی، مناطق زلزله خیز، روش دلفی
  • سامان قهری*، محمدرضا عبده، فرشید عبدلی صفحات 205-217

    در این پژوهش، چوب نراد با روش رتیفیکاسیون اصلاح گرمایی شد و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چوب نراد اصلاح گرمایی شده مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا نمونه هایی از چوب نراد به ابعاد cm3 100 × 6 × 6 (طولی، شعاعی، مماسی) تهیه شدند. پس از تعیین رطوبت نمونه های چوبی درون محفظه استیل تیمار گرمایی قرار گرفتند و در محیط گاز نیتروژن در دماهای 180، 200 و 220 درجه سانتی گراد به مدت 15 ساعت تیمار شدند. ویژگی های فیزیکی مانند، دانسیته، جذب آب، واکشیدگی حجمی، ثبات ابعاد و ویژگی های مکانیکی مانند مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت برش موازی الیاف، مقاومت فشار موازی الیاف و مقاومت به ضربه چوب های تیمار شده مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که با افزایش دمای تیمار در اصلاح گرمایی چوب نراد مقادیر جذب آب و واکشیدگی کاهش و ثبات ابعاد در چوب های تیمار شده افزایش یافتند. دانسیته، مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت برش موازی الیاف، مقاومت فشار موازی الیاف و مقاومت به ضربه نیز با اصلاح گرمایی چوب نراد کاهش نشان دادند.

    کلیدواژگان: فرآورده های چوبی، اصلاح چوب، ثبات ابعاد
  • رضا حاجی حسنی* صفحات 218-230
    این پژوهش با هدف بررسی تاثیر تیمار گرمآبی- مکانیکی و نیز شرایط پرس بر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب صنوبر (Populus deltoides) انجام گرفت. در این بررسی تیمار گرمآبی در آب جوش و برای مدت زمان صفر، 60 و 120 دقیقه انجام گردید. سپس تیمار فشرده سازی با استفاده از پرس گرم در دو فاز الف- پرس تماسی و ب- پرس فشاری، برای مدت زمان پرس 60 دقیقه (30 دقیقه پرس تماسی و 30 دقیقه پرس فشاری) و 90 دقیقه (30 دقیقه پرس تماسی و 60 دقیقه پرس فشاری) انجام شد. همچنین از سه دمای پرس 160، 180 و 200 درجه سانتی گراد برای فشرده سازی استفاده شد. میزان متراکم سازی (ضریب فشردگی) چوب صنوبر 40 درصد و میزان فشار پرس 50-55 بار بود. آزمون های فیزیکی و مکانیکی شامل اندازه گیری دانسیته، میزان بازگشت فنری (Springback) بلافاصله بعد از پرس، جذب آب و واکشیدگی در راستای فشردگی، مقاومت خمشی (خمش سه نقطه ای) و مدول الاستیسیته هستند که بر روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج به دست آمده نیز با استفاده از طرح آماری کاملا تصادفی متعادل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان دادند که فرایند گرمآبی- مکانیکی سبب بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه ها می گردد؛ به طوری که این فرایند سبب کاهش بازگشت فنری پس از پرس، کاهش جذب آب و واکشیدگی در راستای فشردگی و نیز افزایش مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته می گردد.
    کلیدواژگان: چوب صنوبر، تیمار گرمآبی- مکانیکی، فشرده سازی، ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی
  • فرهاد زینلی، علی کاظمی تبریزی*، امیرحسین جعفری مفیدآبادی صفحات 231-242
    یکی از راه‏های غلبه بر کمبود منابع چوبی، کشت درختان صنعتی می‏باشد. در این بین برای سرمایه‏گذاری بهینه در بخش زراعت چوب باید به مواردی از قبیل میزان رشد سالیانه گونه مورد کشت، تطابق گونه با آب و هوای منطقه، سازگاری با خاک محل کشت و همچنین کیفیت چوب تولیدی و قابلیت آن به‏عنوان ماده اولیه مورد استفاده در صنایع لیگنوسلولزی توجه گردد. یکی از ارقام صنوبر با رشد فوق‏العاده سریع که به تازگی معرفی شده، صنوبر هیبرید مفید (Populus euphratica Oliv. × P. alba L.) می‏باشد. از آنجایی‏که چوب و ضایعات چوبی تولید شده درحین تبدیل مکانیکی چوب، به‏عنوان منبع اصلی مورد استفاده در تولید چندسازه چوب پلاستیک می‏باشد، در این پژوهش استفاده از آرد چوب درخت 4 ساله صنوبر هیبرید "مفید" به‏عنوان ماده پرکننده در تولید چوب پلاستیک پلی‏اتیلنی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که چندسازه‏های دارای پرکننده لیگنوسلولزی صنوبر مفید دارای خواص مکانیکی و فیزیکی قابل قبول و تقریبا مشابه با چندسازه‏های حاوی آرد چوب مخلوط پهن‏برگان (تیمار شاهد) بودند. نتایج نشان داد که در هردو آزمون کشش و خمش تغییر طول در حین اعمال نیرو در چندسازه‏های دارای پرکننده صنوبر کمتر بود، بنابراین مدول‏های کششی و خمشی نسبت به چندسازه‏های شاهد بیشتر بود. نتایج نشان داد که استفاده از آرد چوب صنوبر سبب افت میزان مقاومت به ضربه گردید. همچنین از بین تیمارهای 20، 30 و 40 درصد پرکننده، تیمار دارای 30 درصد پرکننده دارای بیشترین خواص مقاومتی بود. تمامی نمونه‏ها دارای خواص جذب آب و واکشیدگی ضخامت قابل قبولی بودند.
    کلیدواژگان: چندسازه چوب-پلاستیک، صنوبر هیبرید مفید، پلی‏ اتیلن، آرد چوب
  • خشایار واعظی، قاسم اسدپور* صفحات 243-255

    نگرانی در زمینه آلودگی محیط ناشی از زباله های مواد بسته بندی بر پایه پلاستیک های نفتی، انگیزه لازم برای پژوهش و بررسی مواد بسته بندی زیست تخریب پذیر را افزایش داده است. در این پژوهش به منظور ایجاد ارزش افزوده و فرآوری مجدد کاغذهای بازیافتی، از آن ها نانوکریستال سلولز تولید شده و با مقادیر (%3، %5، 7%، %9 و 11%) به نانوکامپوزیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز/ نشاسته کاتیونی افزوده گشت و خواص ساختاری، مقاومتی و ممانعتی آن ها بررسی شد. بازده نانوذرات کریستال سلولز تولید شده از این آلفاسلولز، در حدود 65% بدست آمد و طبق نتایج آزمون (TEM)، نانوذرات بدست آمده میله ای شکل و دارای طول 100 تا 150 نانومتر و قطر 15 تا 30 نانومتر بوده اند. همچنین درجه کریستالیته آن ها طبق آزمون پراش پرتو ایکس، %6/79 بدست آمد. مطابق نتایج، با افزودن نانوکریستال سلولز به نانوکامپوزیت ها، مقاومت کشش، مقاومت به جذب رطوبت و مقاومت به نفوذپذیری به عبور اکسیژن آ ن ها افزایش یافت و تنها کرنش تا نقطه شکست (انعطاف پذیری) آن ها کاهش یافت و بهترین خواص مقاومتی و ممانعتی نانوکامپوزیت های تولید شده در حضور 9% نانوکریستال سلولز حاصل از کاغذهای بازیافتی بدست آمدند.

    کلیدواژگان: کاغذ بازیافتی، پلیمر زیست تخریب پذیر، فیلم بیونانوکامپوزیتی، نشاسته کاتیونی، نانو کریستال سلولز، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
  • مصطفی کهن ترابی، امیرهومن حمصی*، محمد طلایی پور، مهران روح نیا، بهزاد بازیار صفحات 256-263

    یکی از معضلات آزمون های غیر مخرب در کشف ناهمگنی ها در چوب و فراورده های چوبی، محل قرارگیری آن ها نسبت به گره و شکم ارتعاشی می باشد. به طوریکه ممکن است ناهمگنی های مخفی که در محل گره ی ارتعاشی قرار گرفته اند، در این گونه مواد تاثیری بر مدول الاستیسیته ی دینامیک نداشته باشند و قابل تشخیص نباشند. در این تحقیق به بررسی ایجاد اتصال سربه سر ساده در تیرهای بلوط بلند مازو (Quercus castaneifolia) با ابعاد 2×4×72 سانتی متر (طولی×شعاعی×مماسی) با بلوک های خارج شده از نواحی 06/0 و 50/0 سانتی متر طول تیر همان تیرها پرداخته شده است. نتایج حاکی از آن بود که ایجاد اتصال در ناحیه ی 50/0 سانتی متر طول تیر اثر معنی داری بر مقادیر حاصل از مدول الاستیسیته ی دینامیک ندارد در حالیکه ایجاد این اتصال در ناحیه ی 06/0 سانتی متر طول تیر تاثیر معنی داری بر مقادیر مدول الاستیسیته دارد. همچنین در هر دو نوع اتصال مقادیر میرایی ارتعاش و کارایی تبدیل آکوستیک به ترتیب با افزایش و کاهش روبه رو شدند که میزان این تغییرات در ناحیه ی 06/0 سانتی متر طول تیر بیشتر بود. به طور کل می توان گفت، با توجه به اثر گره و شکم ارتعاشی و از طرف دیگر محل قرارگیری اتصال در دو ناحیه، فاکتور کارایی تبدیل آکوستیک فاکتور مناسبی برای تخمین زدن مکان اتصال و یا همان ناهمگنی می باشد.

    کلیدواژگان: گره ی ارتعاشی، شکم ارتعاشی، آزمون غیر مخرب، اتصال، ناهمگنی، چسب
  • افسانه توپا، عطاملک قربانزاده، داود افهامی سیسی* صفحات 264-282

    با توجه به شرایط تیمار و نوع گاز استفاده شده، پلاسما اثرات متفاوتی بر روی نم پذیری سطح چوب دارد. گازهای هیدروکربنی معمولا باعث از بین رفتن گروه های آبدوست سطح شده و با ایجاد ساختارهای زبر میکروسکوپی موجب آبگریزی می شوند. در این تحقیق از تیمار پلاسمای گلاید همراه با گاز متان به منظور آبگریزی سطح چوب و ایجاد مقاومت در برابر هوازدگی استفاده شد. چوب صنوبر دلتوییدس (Populus deltoides) تحت شرایط مختلف آزمایشگاهی مانند زمان، ولتاژ، فرکانس، فاصله بین الکترود ها و جریان ورودی و خروجی گاز در داخل یک راکتور با گاز متان در معرض پلاسمای گلاید قرار گرفت. سپس ویژگی های سطح چوب با استفاده میکروسکوپ الکترونی روبشی، اندازه گیری زاویه تماس قطره آب، طیف سنجی مادون قرمز انعکاسی (ATR-FTIR)، زبرسنجی و رنگ سنجی مورد مطالعه قرار گرفت. پس از آن نمونه ها با استفاده از چرخ هوازدگی گاردنر در معرض هوازدگی تسریع شده قرار گرفتند و مجددا ویژگی های آنها بررسی شد. بررسی تصاویر الکترونی نشان داد که پلاسما باعث ایجاد لایه زگیلی مانند روی سطح چوب می شود که می تواند بر اثر رسوب مواد جدید و یا اثرات فیزیکی پلاسما (حکاکی سطح) باشد. تیمار پلاسما باعث افزایش قابل-توجه زاویه تماس قطره آب بر روی سطح نمونه ها شد. نمونه های تیمار شده سطح زبرتری نسبت به نمونه شاهد داشتند. سطح نمونه های تیمار شده به طورکلی تیره تر از نمونه شاهد بود. پس از اعمال هوازدگی بر روی نمونه ها، اثرگذاری تیمارها بر روی آبگریزی سطح تا حد زیادی از دست رفت. سطوح تیمار شده بر اثر هوازدگی، تغییرات زبری کمتری نسبت به شاهد داشتند و رنگ تیره آنها نیز بعد از هوازدگی به نقره ای فام تغییر یافت. استفاده از پلاسمای گلاید گاز متان پتانسیل زیادی برای ایجاد سطوح آب گریز بر روی سطح چوب نشان داد، اما این لایه دوام چندانی نداشته و بر اثر هوازدگی اثر خود را از دست داد

    کلیدواژگان: پلاسما، هوازدگی، زاویه تماس، تغییرات رنگ، تغییرات زبری، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • مجتبی اسدی، بهزاد بازیار، امیرهومن حمصی*، محمد طلایی پور، اسماعیل قاسمی صفحات 283-292

    در این پژوهش آنالیز گرماسنج پوبشی تفاضلی، دینامیکی-مکانیکی و زیست تجزیه پذیری چندسازه پلی لاکتیک اسید/ الیاف چوبی (PLA) با استفاده از سه سطح نانو گرافن (75/0، 5/1 و 3 درصد) مورد بررسی قرار گرفته است. جهت اختلاط مواد با همدیگر از میکسر داخلی و جهت ساخت نمونه های استاندارد از پرس تحت فشار استفاده شده است. در بررسی آنالیز گرماسنج پوبشی تفاضلی مشاهده شده افزودن الیاف و همچنین نانو گرافن تاثیر مثبتی بر دمای انتقال شیشه ای و درجه بلورینگی داشته که نشان دهنده تغییر از ویژگی نرم و انعطاف به حالت سخت و سفت است. آنالیز دینامیکی -مکانیکی نشان داده است که افزایش الیاف چوبی به پلی لاکتیک اسید خالص باعث افزایش در مدول ذخیره چندسازه شده و با افزودن نانو گرافن به ترکیب افزایش بیشتری مشاهده شده است. بالاترین میزان مدول ذخیره مربوط به چندسازه پلی لاکتیک اسید/ 30 درصد الیاف و 30 درصد الیاف بوده است. بررسی پیک tan δ مشاهده شد که با حضور الیاف چوبی و نانو گرافن دما به سمت دمای بالاتر انتقال یافته که نشان دهنده محدودیت حرکت مولکول ها بواسطه بهبود یافتن واکنش الیاف در پلیمر PLA است. آزمون زیست تجزیه پذیری نشان داد که افزودن الیاف به PLA خالص باعث افزایش چشمگیری در کاهش وزن چندسازه شده است. افزودن نانو گرافن به چندسازه PLA باعث کاهش وزن کمتری در چندسازه ها شده است.

    کلیدواژگان: چندسازه پلی لاکتیک اسید، الیاف چوبی، گرماسنج پوبشی تفاضلی، دینامیکی-مکانیکی، زیست تجزیه پذیری
|
  • Mitra Babakhani, Alireza Yavari *, Razieh Azimi Pages 171-181

    In this study, the quality of Calotropis procera cellulose in 14 ecotypes (Hormozgan province: airport, Tazian, Isin, Soro, Hajiabad, Tang Zagh, Ganj, Abmah, Qutbabad, Gnu, Minab, Gahkam; Fars province: Qalatouyeh and Bushehr province) was investigated to evaluate the plant potentials in the natural habitat and its use in breeding and domestication programs. Samples were selected and collected at the flowering stage in June and July 2017. In this study, the extraction and separation of holocellulose and alphacellulose as well as fiber dimensions in terms of fiber length and diameter, cell cavity diameter and cell wall thickness were investigated. Concerning the cellulose quality, among the 14 ecotypes, the highest amount of holocellulose and alphacellulose was in Hormozgan-Abmah ecotype (54.59%) and Bushehr-Heydariyeh ecotype (61.1%), respectively. Comparison of mean fiber dimensions showed that the highest fiber length was in Minab (0.81) and Tazian (0.78) ecotypes. Also, the highest fiber diameter, cell cavity diameter and cell wall thickness were 34.87, 23.58 and 5.64 microns in the Isin ecotype, respectively. In general, the results showed that due to the suitability of fibers and its high percentage of cellulose, this species can be comprehensively studied for use in industry. Considering that our country has few wood resources and on the other hand, this species has a good growth in the arid southern regions with low water resources of our country, it can be considered as a wood source in the cellulose industry and widely cultivated.

    Keywords: Calotropis procera, ecotype, Holocellulose, Alphacellulose
  • Alireza Asgari *, Amirhooman Hemmasi, Behzad Baziyar, Mohammad Talaeipour, Amir Nourbakhsh Pages 182-193

    The mechanical (tensile strength and modulus, bending strength and modulus), humidity (water absorption and thickness swelling) and biodegradability properties of wood-plastics produced from polypropylene and poplar wood-flour (wood flour in three levels of 0, 20 and 25 percentage) in the presence of starch powder (at four levels of 0, 5, 10 and 15 percentage) are assessed as a bio strength agent. The material mixing process is run in two stages of applying an extruder machine and applying an internal mixer haake machine. The mechanical and humidity tests specimens are produced by mold injection method and the biodegradability test specimens are formed by hot press method. The tests are run according to standards and procedures. The results indicate that an increase in weight percentage of wood-flour in the composition, increase the mechanical strength, water absorption, thickness swelling and biodegradability of composites. An increase in weight percentage of starch powder in the composition, increase the bending strength and modulus, tensile modulus, water absorption, thickness swelling and biodegradability of composites, while decreasing the tensile strength. Additional studies run through the scanning electron microscopy indicate that by adding wood-flour and starch powder to the composition, the intensity of biodegradation increase at the surface of the specimens. By adding starch powder to the composition, the starch powder particles fill the cavities in the composite structure, thus a reduction in the volume of the pores in the composite structure.

    Keywords: wood plastic, WOOD FLOUR, starch powder, MECHANICAL PROPERTIES, biodegradability
  • Bahram Mardani, Ahmad Jahan Latibari *, Ajang Tajdini Pages 194-204
    Natural disasters and the need to facilitate and relief the consequences of such disasters has initiated global crisis in its respective management. Reducing the variabilities of inhabitants requires the integrated system to battle against such devastations and crises. This research presents the application of Delfi method to identify the influential factors on risk management model risk management model for the wooden structures in Iran. The statistical population of the study consisted of the academic and organizational experts. A total of 30 individuals were interviewed using a purposive non-random sampling technique as well as data adequacy and saturation principle. A semi-structured interview was used to collect the required data. Delfi method was applied for data analysis in qualitative section. The results indicated that 43 risk factors are influential in wooden structures which can be classified as internal and external risks. Among these risk factors, 11 are considered as the major factors which influences the application of risk management in construction of wood structures in earthquake prone regions of Iran.
    Keywords: Management risk, Wooden structures, Earthquake, Delphi method
  • Saman Ghahri *, Mohammad Reza Abde, Farshid Abdoli Pages 205-217

    In this research, Fir wood (Abies spp.) was thermally modified by retification process. The effect of modification process on physical and mechanical properties of fir wood were evaluated. For this aim, fir wood specimens with 12% moisture were modified in the steel tank with nitrogen gas medium at different temperatures (180 °C, 200 °C, and 220 °C) and 15 hours holding time. Physical properties such as wood density, volumetric swelling, dimensional stability and mechanical properties such as modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE), shear and compression strength parallel to grain and impact strength of different modified wood specimens were evaluated. Results showed that by increasing treatment temperature, during modification process, water absorption and volumetric swelling were decreased and dimensional stability was improved. Also, results revealed that the mechanical strength of modified wood such as MOR, MOE, shear and compression strength parallel to grain and impact strength were decreased.

    Keywords: wood products, Wood modification, Dimensional stability
  • Reza Hajihassani * Pages 218-230
    The aim of current research was to investigate the effect of hydro thermo-mechanical treatment and also press conditions on the physical and mechanical properties of poplar wood (Populus deltoides). The wood blocks were initially treated hydrothermally at temperatures of 100°C for holding time of 0, 60, 120 minutes. Afterwards, the densification process was carried out under a hot press at two phases 1- contact and 2- compression press, for temperature of 160, 180 and 200°C for 60 and 90 minutes. The wood compression set was adjusted for 40 percent based on the thickness (radial direction) of the blocks. The samples were physically and mechanically tested as density, springback after press, water absorption, thickness swelling, bending strength and modulus of elasticity. Afterward, the results were analyzed based on a complete randomized design (CRD) under a factorial experiment. Results revealed that physical and mechanical properties of samples were enhanced due to the combined hydro thermo-mechanical treatment. Results revealed that this process causes reduction of springback, water absorption and thickness (radial direction) swelling and also improvement of mechanical properties such as bending strength and modulus of elasticity.
    Keywords: Poplar, Hydro Thermo-Mechanical Treatment, Compression, PHYSICAL, MECHANICAL PROPERTIES
  • Farhad Zeinaly, Ali Kazemi Tabrizi *, Amirhosein Jafari Mofidabadi Pages 231-242
    Growing industrial trees is one of the solutions to overcome the wood resources lack. Thus, for efficient investment in wood cultivation, some cases such as annual growth of cultivated species, species adaptation to the climate of the region, adaptation to the soil of the culture site and also the quality of the produced wood and its capability as a raw material used in lignocellulosic industries, must be regarded. One of the recently introduced extremely fast growing poplar cultivars is the “Mofid” hybrid poplar (Populus euphratica Oliv. × P. alba L.). Since the wood and wood-waste produced during the wood mechanical conversion, are used as the main source in the wood-plastic composite production, in this study, the use of 4-year-old Mofid” hybrid poplar wood-flour as filler in the polyethylene wood-plastic production was investigated. Results indicated that the composites with Mofid poplar lignocellulosic filler had acceptable mechanical and physical properties, in a way that they were comparable with the composites containing hardwoods wood-flour filler (control treatment). Results showed that the plasticity and irreversible-strain during applying force were less in poplar filler-composites, so the tensile and flexural moduli were higher than control composites. Results indicated that the use of poplar wood-flour reduced the impact resistance value. Also, among the treatments of 20, 30 and 40% filler, the 30% filler treatment had the highest mechanical properties. All samples had acceptable water-absorption and thickness-swelling characteristics.
    Keywords: Wood-plastic composite, Mofid hybrid populus, Poly ethylene, Wood-flour
  • Khashayar Vaezi, Ghasem Asadpour * Pages 243-255

    Concerns about environmental pollution caused by petroleum-based packaging materials waste have increased the motivation to research and study on biodegradable packaging materials. In this study, in order to make added value and reprocess of the recycled papers, cellulose nanocrystals were produced from them and added to the hydroxypropyl methyl cellulose / cationic starch nanocomposite in amounts of (3%, 5%, 7%, 9% and 11%) and their structural, strength and barrier properties were investigated. The yield of crystalline cellulose nanoparticles produced from this alpha cellulose was about 65% and according to the (TEM) test results, the obtained nanoparticles were rod-shaped and had a length of 100 to 150 nm and a diameter of 15 to 30 nm. Also, their degree of crystallinity was 79.6% according to the X-ray diffraction test. According to the results, with the addition of cellulose nanocrystals to the nanocomposites, the tensile strength, moisture absorption resistance, and oxygen permeability resistance were increased and only the strain to the breaking point (Flexibility) was decreased and the best strength properties and barrier properties of the nanocomposites were obtained in the presence of 9% cellulose nanocrystals from recycled papers.

    Keywords: Recycled paper, Biodegradable polymer, Bionanocomposite film, cationic starch, Nanocrystalline Cellulose, Hydroxypropyl methylcellulose
  • Mostafa Kohantorabi, Amir Hooman Hemmasi *, Mohammad Talaei Poor, Mehran Roohnia, Behzad Baziyar Pages 256-263

    One of the problems of non-destructive tests in the detection of the inhomogeneities in wood and wood products is their location relative to the vibrating node and antinode. Thus, the hidden inhomogeneities located at the vibration node in such materials may not have any effects on the dynamic modulus of elasticity and may not be detectable. In this study, we investigated the development of simple end-to-end joint in oak beams (Quercus castaneifolia) with dimensions of 72×4×2 cm (longitudinal×Radial×Tangential), with blocks removed from the areas of 0.06 and 0.50 cm of the beam length. The blocks were removed from the same beam as the joint was developed. The results indicated that developing a joint in 0.50 cm of the beam length has no significant effect on values obtained from the dynamic modulus of elasticity while creating this joint in 0.06 cm of the beam length has a significant effect on values obtained from the dynamic modulus of elasticity. Also, in both joints, the damping and acoustic converting efficiency values were increased and decreased, respectively. The amount of these changes was more in the area of 0.06 cm of beam length. In general, it can be said that due to the effect of vibrating node and antinode and on the other hand, the location of the joint in both areas, the acoustic conversion efficiency factor is a suitable factor to estimate the location of the joint or the inhomogeneity itself.

    Keywords: Vibrating nodes, Vibrating antinode, non-destructive test, Joint, inhomogeneity, Adhesive
  • Afsaneh Topa, Atamalek Ghorbanzadeh, Davood Efhamisisi * Pages 264-282

    The plasma has different effects on the surface wettability of wood, depending on the treatment conditions and the type of gas used. The hdrocarbon gases usually destroy hydrophilic groups on the surface of wood and cause hydrophobicity by creating microscopic rough structures. In this study, glide plasma treatment with methane was used to hydrophilize the surface of the wood and create weathering resistanc. The poplar wood (Populus deltoides) were exposed to glide plasma under various laboratory conditions such as time of exposure, voltage, frequency, distance between electrodes as well as flow of inlet gas and outlet gas with methane inside a reactor. Then the surface properties of wood were studied using scanning electron microscope (SEM), measurement of water drop contact angle, ATR‐FTIR spectroscopy, roughness survey, and colorimetry. The specimens were then subjected to the accelerated weathering using the Gardner weathering wheel and their properties were checked again. The SEM images showed that the plasma creates a warty layer on the surface of the wood which could be due to the deposition of new materials or the physical effects of plasma (surface etching). The plasma treatment significantly increased the contact angle of the water droplet on the surface of the treated samples. The treated samples had a higher surface roughness than the control samples. The surface of treated samples was generally darker than the control. After exposure to the accelerated weathering, the effect of treatments on surface hydrophobicity was largely lost. The treated samples had less roughness changes than the control after exposure to the weathering, and also their dark color changed to silver-gray. The use of glide plasma with methane gas showed the great potential for creating hydrophobic surfaces on the wood, but it did not last long and lost its effectiveness due to weathering.

    Keywords: plasma, weathering, Contact angle, Color changes, Roughness changes, SEM
  • Mojtaba Asadi, Behzad Bazyar, Amir Hooman Hemmasi *, Mohammad Talaeipour, Ismail Ghasemi Pages 283-292

    The paper aims to study differential, dynamic-mechanical and biodegradability analysis of polylactic acid/wood fiber (PLA) composites using three levels of nano-graphene (0.75, 1.5 and 3%). In order to mix the materials together and to make standard specimens, an internal mixer and pressure press were used. In the analysis of differential polishing calorimeter, the addition of fibers as well as nano-graphene had a positive effect on the glass transition temperature and the degree of crystallinity, which indicates a change from softness and flexibility to hardness and hardness. Dynamic-mechanical analysis has shown that the addition of wood fibers to pure polylactic acid can case an increase in the storage modulus of the composite and with the addition of nano-graphene to increasing composition, while the highest amount of storage modulus was related to polylactic acid composites / 30% of fibers and 30% of fibers. Results of tan δ peak showed that with the presence of wood fibers and nano-graphene, the temperature was transferred to a higher temperature and the limited movement of molecules due to the improvement of the fiber reaction in the PLA polymer. The results of biodegradability test also showed that the addition of fibers to pure PLA caused a significant increase in the weight loss of the composite. Additionally, nano-graphene to PLA composites decreases with the less weight in composites.

    Keywords: Polylactic acid composites, Wood fibers, differential pounding calorimeter, dynamic-mechanical, biodegradability