بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق تأثیر رطوبت کیک بر خواص مکانیکی تخته خردهچوب ساقه کلزا به صورت مخلوط با خرده چوب صنوبر مورد مطالعه قرار گرفت. درصد اختلاط ساقه کلزا با خرده چوب صنوبر در پنج سطح با نسبت-هاي 98 - ، 93/75، 87/50، 81/25، 77 درصد - و نسبت رزین ملامین فرمالدئید به اوره فرمالدئید به عنوان عامل اتصال دهنده در پنج سطح 23 - ، 18/75، 12/50، 6/25، 2 درصد - و همچنین رطوبت کیک خرده چوب در پنج سطح 10 - ، 12، 15، 18، 20 درصد - به عنوان عوامل متغیر انتخاب گردیدند. در این بررسی بهترین تیمار تختههاي ساخته شده با 82/65 درصد کلزا، نسبت6/25 درصدMF به UF و رطوبت 18 درصد با روش RSM به عنوان حد اپتیمم انتخاب شده است.
.1 مقدمه
با توجه به محدود بودن منابع جنگلی، استفاده از مواد لیگنوسلولزي غیر چوبی و ضایعات کشاورزي نظیر ساقه کلزا، کاه گندم، نی و ... در صنعت تخته خردهچوب امري اجتناب ناپذیر است. بنابراین در سالهاي اخیر تحقیقات گستردهاي در جهت به کارگیري مواد لیگنوسلولزي نامرغوب جنگلی و ضایعات حاصل از برداشت محصولات کشاورزي در ساخت فرآوردههاي مرکب چوبی انجام گرفته است. مطالعات انجام شده نشان داده است که ضایعات کشاورزي میتواند جایگزینی مناسب براي چوب در ساخت صفحات فشرده مورد استفاده قرار گیرد. در بررسی استفاده از مواد لیگنوسلولزي در ساخت تخته خردهچوب [9] ویژگیهاي تخته-هاي ساخته شده از مواد لیگنوسلولزي غیرچوبی باگاس، ساقه کلزا و ساقه شاهدانه را با یکدیگر در ترکیب با خرده چوبهاي صنعتی مقایسه کردند. نتایج نشان داد که ویژگیهاي تختههاي ساخته شده از ساقه شاهدانه برتر از دو نوع ماده دیگر بود. رنگآور و همکاران [2] به بررسی امکان استفاده از پسماند ساقه کلزا در ساخت تخته خرده چوب پرداختند. نتیجه این پژوهش نشان داد که استفاده از ساقه کلزا در ساخت تخته خرده چوب سبب افزایش مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته نمونه ها می گردد. بدلیل تغییرات در میزان لیگنین، همیسلولز و سلولز موجود در ضایعات لیگنوسلولزي و رفتار متفاوت آن برروي محصولات ساخته شده از آنها در مقایسه با مواد چوبی، لازم است بررسیهایی در مورد تأثیر توأم عوامل مختلف ساخت برروي خواص کاربردي صفحات انجام گیرد. از این رو تأثیر تغییرات رطوبتی در کیک تخته خرده چوب ساخته شده از نسبتهاي مختلف ذرات ساقه کلزا به صنوبر و با نسبتهاي متفاوت رزین ملامین فرمالدئید به اوره فرمالدئید برروي خواص مکانیکی تخته خردهچوب مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روشها
در این تحقیق با استفاده از ضایعات ساقه کلزا موجود در استان فارس و چوب صنوبر در شرایط آزمایشگاهی اقدام به ساخت تخته خردهچوب گردید. مواد اولیه چوبی و لیگنوسلولزي در هواي آزاد تا رطوبت 6 درصد خشک و در کیسههاي پلاستیکی نگهداري گردیدند. جهت ساخت تخته هاي آزمونی، نسبت رزین ملامین فرمالدئید به اوره فرمالدئید به عنوان عامل اتصال دهنده در پنج سطح، نسبت وزنی ذرات ساقه کلزا با خرده چوب صنوبر در پنج سطح و رطوبت کیک خرده چوب در پنج سطح به عنوان متغیرهاي مستقل انتخاب گردیدند. متغیرهاي مستقل به همراه کد و سطوح آنها و تعداد ترکیب شرایط استفاده شده در ساخت نمونهها به ترتیب در جداول 1 و 2 نشان داده شده اند.
جدول -1 کد وسطوح واقعی متغیرهاي در نظر گرفته براي طرح مورد استفاده با روش - RSM -
به منظور برآورد ضرایب رگرسیون از محور مرکزي مکعب - CCR - 1 ماتریس طراحی شده با نقاط دایره شکل در مرکز هر محور از فضاي فاکتوریل مورد استفاده قرار گرفت. این گوناگونی نیاز به 5 سطح از هر متغیر دارد. حد بالا از سطوح یک فاکتور به عنوان 1/68 و حد پایین به عنوان -1/68 کدگذاري گردید. ابتدا به وسیله ترازویی دیجتالی با دقت 0/01 گرم مقدار خردهچوب مورد نیاز براي هر تیمار توزین و داخل یک دستگاه چسبزن آزمایشگاهی ریخته شد. مقدار رزین خشک مورد استفاده برابر 10 درصد وزن خشک ماده چوبی براي هر تخته در نظر گرفته شد. میزان غلظت رزین %60 بوده است. براي فرم دادن کیک خرده چوب از یک قالب چوبی به ابعاد 35×35×22 سانتیمتر استفاده گردید. کیک به دست آمده در داخل دستگاه پرس هیدرولیکی تحت فشار 3 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و درجه حرارت 165 درجه سانتی-گراد به مدت 660 ثانیه قرار گرفت. با کمک شابلون ضخامت تختهها در حد 16 میلیمتر تثبیت شد. دانسیته تختهها برابر 0/65 گرم بر سانتی متر مکعب ثابت گردید. پس از مشروط سازي در اتاق کلیماتیزه رطوبت نسبی 65 درصد و حرارت 20±2 درجه سانتی گراد به مدت دو هفته نمونهها براساس استاندارد EN-310 [5] و [7] EN-319 اندازهبري و مورد آزمایش قرار گرفتند. خواص مکانیکی نمونههاي آزمونی شامل مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی مورد ارزیابی قرار گرفتند.
طرح آزمون آماري
پس از انجام آزمونهاي مکانیکی، نتایج بدست آمده بر اساس آزمون فاکتوریل و با کمک روش سطح پاسخ - RSM - مورد ارزیابی و تحلیل آماري قرار گرفتند. از این روش براي توسعه مدل ریاضی به صورت معادلات رگرسیون چند متغیره براي واکشیدگی ضخامت و جذب آب پس از 2 ساعت غوطهوري درآب تختههاي ساخته شده مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از روش سطح پاسخ، متغیرهاي مستقل به عنوان توابعی از یک مدل ریاضی مدنظر قرار میگیرند. این مدل ریاضی به صورت معادله کلی چند جملهاي درجه دوم - رگرسیون - براي سطح پاسخ y نشان داده شده است :
نتایج
در این مطالعه تاثیر متغیرهاي نسبت ملامین فرمالدئید به اوره فرمالدئید - X1 - ، نسبت ذرات ساقه کلزا به صنوبر - X2 - و میزان رطوبت کیک - X3 - بر خواص فیزیکی تخته خردهچوب با استفاده از معادله رگرسیون بر مبناي آزمون فاکتوریل و با کمک روش سطح پاسخ - رابطه - 2 برآورد گردید.مقادیر آزمونی بهدست آمده MOR، MOE و IB را میتوان بهعنوان یک تابع از متغیرهاي ساخت تخته خردهچوب بیان نمود - جدول . - 2 رابطه رگرسیونی بین مقادیر MOR، MOE و IB و متغیرهاي ساخت براي واحدهاي کدگذاري شده به شرح زیر میباشد
