بررسی مطالعاتی مقاومت به پوسیدگی چند سازه چوب پلاستیک اصلاح شیمیایی شده : پایان نامه ارشد مهندسی کشاورزی منابع طبیعی و حفاظت و اصلاح چوب

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان” بررسی مطالعاتی مقاومت به پوسیدگی چند سازه چوب پلاستیک اصلاح شیمیایی شده ” با گرایش منابع طبیعی و حفاظت و اصلاح چوب و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

چکیده بررسی مطالعاتی مقاومت به پوسیدگی چند سازه چوب پلاستیک اصلاح شیمیایی شده:

امروزه استفاده از چندسازه چوب پلاستیک در مصارف ساختمانی بسیار رواج یافته است.یکی از دلایل مهم این افزایش تقاضا، ارزانی مواداولیه این چندسازه ارزشمند میباشد.چراکه در ابتدا هدف از تولید این سازه کاهش هزینه های ناشی از تولید چندسازه پلیمر- شیشه بوده است.مهمترین پارامتر محدودکننده این سازه ارزشمند خاصیت جذبآب است.در ابتدا گمان بر این بود که این سازه عاری از هرگونه جذب آب است.اما ازآنجائیکه شواهدی مبنی بر حضور رطوبت ودر پیآن تخریب بیولوژیکی وجود دارد،محققین درپی روشهایی برای کاهش جذب رطوبت این سازه هستند.

تاکنون روشهای نسبتا زیادی برای کاهش جذب آب این سازه بیان شده است که از مهمترین اینها روشهایاصلاح چوب هستند. اصلاح حرارتی، استیلاسیون و فورفولاسیون از مهمترین روشهای اصلاح چوب بشمار میروند. وجه مشترک این روشها کاهش درمعرض قرارگیری با رطوبت بخش سلولزی و در نتیجه آن افزایش ثبات ابعادی مقاومت به پوسیدگی سازه است.ازآنجائیکه رطوبت نقش کلیدی را درپوسیدگی قارچی بازی میکند، اصلاح شیمیایی دیواره سلول چوبی میتواند در پیشگیری و کندکردن تخریب بیولوژیکی موثر باشد.

دراین تحقیق به بررسی اثر اصلاح شیمیایی چوب بمنظور افزایش مقاومت به پوسیدگی چندسازه چوب پلاستیک پرداخته شده است. همچنین اثر پیش تیمارهایی نظیر درمعرض گذاری با UV و چرخه های جوشاندن برای افزایش احتمال پوسیده شدن بررسی شده است.

نتایج حاصل حاکی از آن است که روشهای اصلاح چوب منجر به افزایش مقاومت به جذب آب چندسازه چوب پلاستیک شده و باعث افزایش ثبات ابعادی و مقاومت به پوسیدگی آن می شود. همچنین نتایج بیان میکندکه پیش تیمارهای انجام شده باعث افزایش احتمال پوسیده شدن این سازه میشود.

مقدمه

از دیر باز انسان مواد مختلف را جهت دستیابی به فرآوردههای جدید با خواص بهتر با هم ترکیب نموده است. یکی از این فرآورده ها چندسازه چوبپلاستیک است که به اختصار ^[1]WPC نامیده میشود. این فرآورده که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است، مخلوطی از ذرات چوب یا مواد لیگنوسلولزی دیگر و مواد پلیمری است که ظاهری شبیه به چوب داشته ولی به وسیله فرآیندهای تولید مواد پلاستیک شکل میگیرد(جزایری،1385).سالانه تحقیقات فراوانی برروی نحوه فرآوری و ساخت این فرآورده و اصلاح و بهبود خواص آن صورت میگیرد. در ساخت این مواد محدوده وسیعی از پلیمرها مانند پلیپروپیلن(PP^[2])، پلیاتیلن(^[3]PE)، پلیونیل کلراید(PVC[4]) و… همراه با پرکننده های سلولزی نظیر آرد و الیاف چوب، کتان، کنف، بامبو، کاه و کلش مورد استفاده قرارمیگیرد(کوزیژسکی[5]،2010). طبق آمار منتشر شده بیشترین پلیمرهای مصرفی از نوع پلیاتیلن و پلیپروپیلن بوده، به طوریکه در سال 2010 در مجموع 95% از پلیمرهای مصرفی را شامل شده اند(کارنانی[6]وهمکاران، 1997و زوو[7] و همکاران،2010).به طورکلی این محصولات شامل دو فاز میباشند: فاز زمینه و فاز تقویت کننده(امیرخیزی،1373).

با اینحال تنها هنگامیکه فاز های تشکیلدهنده خواص فیزیکی کاملاً متفاوتی داشته باشند،ماده حاصل مرکب نامیده میشود(آگاروال و باروتمن[8] ،1980).

وظیفه فاز تقویت کننده تحمل تنشهای مکانیکی وارده است و فاز زمینه تنشهای وارده را از یک جزء تقویت کننده به جزءدیگر منتقل کرده و بدین ترتیب در تمام حجم در تمام حجم چندسازه توزیع مینماید(درودیانی،1373).

کامپوزیتهای چوب پلاستیک به دلیل طیف متنوع آن و همچنین مقرون به صرفه بودن آن، دارای نرخ بالایی از رشد جهانی هستند. به طور معمول، کامپوزیتها از 40 تا 60 درصدچوب به شکل تراشه، الیاف و یا ذرات ریزتر که با گرمانرمهایی مانند پلیپروپیلن، پلیاتیلن و پلیونیل کلراید ترکیب میشوند، ساخته میشود (حمزه و همکاران، 2011).

پلاستیکها به طور کلی مقاوم به حمله قارچی هستند با این حال یک نگرانی عمده برای این مواد هست که چوب موجود در کامپوزیتها مستعد به تخریب بیولوژیکی است. جزء چوب در این مواد سطوح رطوبت مناسبی را برای حمله قارچی فراهم میکند. بسیاری از تولیدکنندگان از این خطر به وسیله تولید این محصولات برای مصارف داخلی که حضور آب کم است یا وجود ندارد، جلوگیری میکنند در نتیجه خطرحمله قارچی به حداقل میرسد(لوملی[9] و همکاران، 2011).

افزایش کاربردهای چوب پلاستیکها در محیطهای بیرونی، نیازمند اطلاع از دوام این محصولات است، زیرا با وجود پیشرفتهایی که در روش ساخت این محصولات صورت گرفته است، شواهد نشان میدهند که این محصولات کاملاً در برابر پوسیدگی مصون نمیباشند. به خصوص اگر این چندسازه ها در جاهایی که به طور دورهای یا مداوم در معرض رطوبت نسبی بالا و رشد قارچی میباشند، بیشتر مستعد به رشد قارچ و تخریب بیولوژیکی خواهند بود (شریفی، 1388).

با توجه به آنچه بیان شد پیدا کردن یک روش دوستدار محیط زیست برای کاهش جذب رطوبت و پوسیدگی قارچی دارای اهمیت بسیاری است. باتوجه به مطالعات انجام شده اصلاح شیمیایی اجزای چوبی یکی از روشهایی است که بدین منظور بیشترین مطالعات روی آن انجام شده است.

اهداف تحقیق پوسیدگی چند سازه چوب پلاستیک

بررسی مروری اثر اصلاح شیمیایی چوب بر روی مقاومت به پوسیدگی چندسازه های چوبپلاستیک
تعیین سطح مورد نیاز اصلاح شیمیایی چندسازه چوب پلاستیک جهت بهبود مقاومت به پوسیدگی این محصولات
بررسی مروری اثر پیش تیمارهایی نظیر در معرض قرار گیری با UV و… بر روی مقاومت به پوسیدگی چوب پلاستیک اصلاح شیمیایی شده

فرضيه ها

احتمالا بعضی از روشهای اصلاح در مقابل پوسیدگی مقاومت چند سازه را بهبود می دهند.
روشهای اصلاح شیمیایی در یک سطح خاص مقاومت پوسیدگی را بطور کامل بهبود می بخشند.
فرض بر این است مقاومت به پوسیدگی فرآورده چندسازه اصلاح شده، حتی بعد از در معرض قرارگیری با پیش تیمارهایی نظیر در معرض قرارگیری با UV و … بدون تغییر می ماند.

اهمیت تحقیق

با توجه به کاربردهای چندسازه الياف چوب پلاستيك(صنايع مختلف به خصوص ساختماني و طراحي سازهها جهت كاربردهاي بيروني از جمله ديوار كوبها، سطوح خارجي ايوانها، كف پوش ها) و مستعد بودن الياف طبيعي ليگنوسلولزي مورداستفاده در چندسازه ها به جذب آب و هجوم عوامل مخرب نظير قارچها و تاثير زياد پوسيدگي قارچي بر خواص فيزيكي و مكانيكي، بررسي دوام اين محصولات در برابر عوامل مخرب بيولوژيكي اهميت ويژهاي يافته است(موریس و کوپر[10]،1998).

تاكنون اصلاحات زيادي در روش ساخت اين محصولات انجام شده ولي با اين وجود تحقيقات انجام شده روي مقاومت به پوسيدگي اين فرآورده ها حاكي از آن است كه اين مواد كاملاً در برابر تخريب و پوسيدگي مصون نمي باشند(کاظمی و جلیلوند، 1385).

فهرست مطالب بررسی مطالعاتی مقاومت به پوسیدگی چند سازه چوب پلاستیک

فصل اول: مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه 2
1-1-1-اهداف تحقیق 4
1-1-2-فرضيهها 4
1-1-3-اهمیت تحقیق 4
1-2-کلیات 5
1-2-1- چند سازه چوب پلاستیک 5
1-2-2-پلاستیکها 8
1-2-3-پلیاتیلن 9
1-2-4-پلیاتیلن با دانسیته‏ کم 10
1-2-5-پلیاتیلن با دانسیته متوسط 11
1-2-6-پلیاتیلن با دانسیته بالا 11
1-2-7-پلیپروپیلن 12
1-2-8-تقویت کننده ها و سازگارکننده ها 13
1-2-9-روشهای فراورش پلاستیکها 15
1-2-10-روش پرس 17
1-2-11-اهمیت وکاربرد‏‏های چندسازه چوب پلاستیک 18
1-2-12-اهداف تهیه چندسازه های چوبپلاستیک 20
1-2-13-انواع اصلاح چوب 20
1-2-14-اصلاح شیمیایی 21
1-2-15-حالتهای قرار‏‏‏گرفتن مونومر در سلول 22
1-2-16-تاریخچه فرآیند استیلاسیون 27
1-2-17-استیلاسیون 27
1-2-18-دیگر مواد استیله کننده 28
1-2-19-خواص چندسازه اصلاح شده 35
1-2-21-پوسیدگی قهوهای 37
1-2-22-پوسیدگی رشته ای یا سفید 39
1-2-23-پوسیدگی نرم 41
1-2-24-عوامل و عناصر مورد نیاز قارچ‏‏‏ها 41
1-2-25-اثرات پوسیدگی و روشهای بررسی آن 42
1-2-26-دوام طبیعی چندسازه ها 43

فصل دوم : مرور منابع
2-1- مرور منابع 48
فصل سوم : بحث و نتیجه گیری
3-1- بحث 54
نتیجهگیریکلی 56
پیشنهادات 57
فصل چهارم: منابع
منابع 60

شکل1- چوب پلیمر 6
شکل 2- چوب پلاستیک کامپوزیت 6
شکل 3- پلیاتیلن 10
شکل 4- پلی پروپیلن 13
شکل 5- دستگاه اکسترودر 16
شکل 6- دستکاه قالبگیری تزریقی 17
شکل 7- حالتهای تثبیت ماده اصلاح¬کننده در چوب 23
شکل 8 – حالتهای ASE 26
شکل 9- واکنش بین انیدرید و چوب 28
شکل 10- کاتالیست اسید در واکنش چوب با اسید کربوکسیلیک 29
شکل 11- واکنش چوب با کلرید اسید 29
شکل 12- a) استیلاسیون چوب با گاز کتن b) استیلاسیون چوب با دی‌کتن 30
شکل 13- واکنش چوب با مالئیک‏‏‏انیدرید 30
شکل 14- مکانیسم جفت ‏کنندگی مالئیک انیدرید 31
شکل 15 – واکنش چوب با ساکسنیک انیدرید 32
شکل 16- واکنش چوب با ایزوسیانات 32
شکل 17- واکنش چوب با اپوکسید 33
شکل 18- واکنش چوب با فرم آلدئید 33
شکل 19- واکنش چوب با اکریلو نیتریل 34
شکل 20- واکنش β-پرپیولاکتون با چوب 34
شکل 21- قارچ مولد پوسیدگی قهوهای 39
شکل22- قارچ مولد پوسیدگی سفید 40
شکل 23- رابطه بین WPG و کاهش وزن ناشی از پوسیدگی 46