مطالعه ويژگي هاي فيزيكي و مكانيكي تخته خرده ساخته شده از خرده چوب صنعتي- پودر تاير بازيافتي

Study on physical and mechanical properties of particleboard made of wood particles - waste tire powder

سابقه و هدف: افزايش جمعيت و سهم سرانه مصرف چوب و لزوم كاهش برداشت چوب از جنگل‌هاي طبيعي، نياز به تأمين چوب از طريق استفاده از مواد جايگزين را اجتناب‌ناپذير نموده است. در سال‌هاي اخير، توجه زيادي به توليد محصولات از مواد بازيافت شده صورت گرفته است. از ميان مواد بازيافتي، تايرهاي بازيافتي يك نگراني جدي هستند؛ زيرا مقدار آن به خاطر افزايش تقاضا و طول عمر كوتاه در حال افزايش بوده و بنابراين لازم است كه روش‌هايي براي بازيابي تاير بازيافتي توسعه پيدا كند. يكي از راه حل هاي موثر براي بازيابي تاير بازيافتي مي‌تواند استفاده از آن به منظور توليد كامپوزيت‌هاي بر پايه چوب – تاير ‌باشد. در اين تحقيق، خواص فيزيكي و مكانيكي تخته خرده چوب ساخته شده از تاير بازيافتي و خرده چوب صنعتي مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق نسبت وزني پودر تاير بازيافتي به خرده چوب در پنج سطح (0/100، 10/90، 20/80، 30/70، 40/60) به عنوان متغيرهاي مستقل انتخاب گرديد. خرده‌چوب صنعتي از شركت صنعت چوب شمال تهيه شد. از رزين اوره فرم آلدهيد به ميزان 10 درصد وزن خشك ماده اوليه و از كلريد آمونيوم به عنوان هاردنر به ميزان 2 درصد وزن خشك رزين استفاده شد. پس از فرآيند مخلوط كردن مواد اوليه با يكديگر، كيك خرده چوب در دماي 170 درجه سانتي‌گراد به مدت زمان 5 دقيقه تحت پرس گرم قرار گرفت. براي انجام آزمون‌هاي فيزيكي و مكانيكي از استانداردهاي EN استفاده شد. همچنين براي نحوه پراكنش ذرات تاير بازيافتي در تخته خرده چوب از ميكروسكوپ الكتروني پويشي استفاده گرديد. خصوصيات فيزيكي و مكانيكي تخته‌ها با استفاده از آناليز واريانس در سطح اطمينان 5 درصد مورد تجزيه و تحليل آماري قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه با افزايش تاير بازيافتي، مقاومت خمشي، مدول الاستيسيته و چسبندگي داخلي تخته‌ها كاهش يافت. اگرچه با ذوب شدن تاير، احتمال افزايش چسبندگي بين تاير و چوب وجود داشت اما اين عمل در دماي استفاده شده در اين تحقيق روي نداد. زيرا ذرات تاير بازيافتي در دماي بيشتر از 170 درجه سانتي‌گراد ذوب مي‌شود. در تصاوير ميكروسكوپ الكتروني به وضوح مشخص است كه ذرات تاير در دماي پرس ذوب نشده و هيچ گونه اتصالي با خرده چوب برقرار نشده است. ميزان جذب آب و واكشيدگي ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه‌وري در آب تخته خرده چوب‌ها با افزايش ميزان تاير بازيافتي يك‌ روند كاهشي را نشان دادند، به‌ طوري‌ كه بيشترين مقدار آن مربوط به عدم استفاده از تاير بازيافتي و كمترين ميزان جذب آب و واكشيدگي ضخامت مربوط به تخته‌هاي داراي 40 درصد تاير بازيافتي بود. نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد، قابليت به كارگيري تخته‌هاي داراي 20 درصد تاير بازيافتي براي تخته‌هاي با اهداف عمومي (نجاري) و تخته‌هاي داراي 10 درصد تاير بازيافتي براي لوازم داخلي (مبلمان) به منظور استفاده در شرايط خشك وجود دارد.

Background and objective: It is a fact that demand for wood products has been increasing with the increasing in the population of the world that adversely influences the sustainable utilization of forest resources. In recent years, there has been widespread interest in the manufacturing of products from recycled materials. Among the waste materials, waste tires are a major concern, because the amount of waste tires is increasing more and more due to the increasing demand for tires and because of their short lifetime, it is therefore necessary to develop methods for recycling waste tires. Effectively recycling waste tires such as manufacturing wood-rubber-based composites could be one of the solutions. This research, physical and mechanical properties of particleboard made from waste tire powder and wood particles were investigated. Materials and methods: The variable in this research were the ratio of waste tire powder to wood chips (at five levels; 0:100, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60). Industrial wood particles from Sanate Choube Shomal Company were used. Urea formaldehyde resin used at 10 percent level of dry weight of raw material as well as ammonium chloride was used as a catalyst at 2 percent level of the dry weight of adhesive. After the mixing process raw material together, mat at temperature of 170°c for 5 minutes under hot press was placed. Physical and mechanical properties of panels measured according to EN Standard. Also the dispersion of waste tire in particleboard was evaluated by scanning electron microscopy (SEM). Physical and mechanical properties of panels analyzed using variance analysis in 5% probability level. Results: The results showed, increasing waste tire percent resulted in decreasing the bending strength, modulus of elasticity and internal bonding of the boards. Although melting of the tire might be expected to increase bonding strength with the wood, this did not happen at the temperatures applied in this study, because the waste tire might melt at temperatures higher than 170°c. Based on images of scanning electron microscopy, it is clear that tire has not melted at the press temperature and has been created no connection with wood. Water absorption and thickness swelling after 2 and 24 hours immersion in water decreased with increasing of the waste tire content, So that the maximum of WA and TS after 2 and 24 hours of immersion in water were found in control specimens and the minimum value of these factors were found in the boards contain of 40 percent of the waste tire. Conclusion: Results showed, there was usability of the waste tire up to 20 percent for general purpose boards and up to 10 percent for interior fitments (including furniture) for use in dry conditions.