تاثير نانوذرات رس برخواص فيزيكي و مكانيكي تخته خرده چوب حاصل از چسب سبز اوره- ليگنين كرافت- گلي اكسال

The Effect of Nanoclay on Physical and Mechanical Properties of Particleboard Made from Urea-Kraft Lignin- Glyoxal Green Wood Adhesive

در اين تحقيق از آلدهيدي غيرسمي با دماي جوش بالا به نام گلي اكسال در واكنش با اوره و ليگنين كرافت به منظور تهيه چسب سبز اوره- ليگنين- گلي اكسال (LUG) استفاده شد. سپس چسب LUG تهيه شده در ساخت چندسازه تخته خرده چوب مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله بعد تاثير افزودن نانوذرات رس روي ويژگي‌هاي مختلف تخته خرده چوب ساخته شده از چسب جديد LUG بررسي شد. پس از ساخت چسب در محيط اسيدي و بررسي خواص خواص فيزيكي- شيميايي چسب حاصله، نانوذرات رس با نسبت هاي مختلف 0/5، 1 و 1/5 درصد وزني (نسبت به وزن خشك چسب) به چسب اضافه شد و سپس در ساخت چندسازه تخته خرده چوب مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله بعد كليه ويژگي هاي فيزيكي چسب LUG از قبيل ويسكوزيته، زمان ژله اي شدن، درصد ماده جامد و دانسيته به همراه ويژگي هاي فيزيكي و مكانيكي تخته خرده چوب توليدي اندازه‌گيري شد. همچنين به ‌منظور بررسي نحوه توزيع نانوذرات رس در چسب اوره- ليگنين- گلي اكسال از آناليز تفرق پراش ايكس (XRD) استفاده گرديد. نتايج بررسي خواص فيزيكي نشان داد كه زمان ژله اي شدن چسب LUG بيشتر از چسب اوره فرمالدهيد است. افزايش ميزان نانوذرات رس از 0/5 تا 1/5% تاثير قابل ملاحظه‌اي روي كاهش زمان ژله‌اي شدن چسب دارد بطوريكه چسب LUG حاوي 1/5% نانو ذرات رس داراي كمترين زمان ژله‌اي شدن بوده است. نتايج آناليز XRD اين تحقيق نشان داد كه نانوذرات بنتونيت در ماتريس پليمرLUG كاملا از هم جدا شدند و داراي ساختار لايه لايه‌اي مي شود. همچنين نتايج بررسي خواص مختلف تخته خرده چوب مورد مطالعه نشان داد كه افزودن نانورس به چسب توليدي موجب كاهش ميزان جذب آب و افزايش معني دار چسبندگي داخلي و مقاومت خمشي تخته مي‌شود در حالي كه روي مدول الاستيسيته تخته خرده چوب تاثير معني داري ندارد.

In this study a nontoxic aldehyde with high boiling point entitled glyoxal was used for reaction with urea and Kraft lignin to prepare green adhesive entitled urea- lignin- glyoxal (LUG). The prepared LUG resin had used in particleboard manufacturing. Then the influence of nanoclay addition on various properties of particleboard made from LUG resin was investigated. For this reason, the kraft lignin (10 wt%) was used instead of second urea in urea- glyoxal resin synthesis. After LUG resin synthesis in acidic condition and measuring physicochemical properties of the prepared resins, the prepared LUG resin was mixed with the 0.5, 1 and 1.5% nanoclay by mechanically stirring for 5 min at room temperature. Then the prepared resin was used in particleboard manufacturing. The physical properties of the prepared resins such as viscosity, gelation time, solid content and density as well as physical (water absorption) and mechanical (internal bond strength and flexural properties) properties of manufactured panels were measured according to standard methods. Also X-ray Diffractometry (XRD) was used to investigate the distribution of nanoclay on LUG resin. The physical test results indicated that gelation time of the LUG resin is slower than that of UF resin. Addition of nanocaly from 0.5 to 1.5% accelerates the gelation time of the prepared resins whereas the fastest gelation time related to the LUG resin containing 1.5% nanocaly. Also XRD analysis indicated that nanoclay could good separate when was mixed with LUG resin. Based on obtained result, the addition of nanoclay decreased the water absorption content of the manufactured panels, significantly. The internal bond strength and flexural strength of the panels was increased by addition the amount of nanoclay. Finally it must be noted that the addition of nanoclay had no significant effect on flexural modulus of the manufactured panels.