تأثیر نوع و مقدار گرانول‌های پلی‌استایرنی بر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی چند سازه‏ های سبک وزن چوبی

Abstract

سابقه و هدف: امروزه تولید اوراق فشرده چوبی با دانسیته کمتر (حدود 25 درصد کمتر نسبت به پانل‌های معمولی) بدلیل افزایش بی رویه قیمت چوب و همچنین نیاز بازار به محصولات سبک وزن بسیار مورد توجه صنایع اوراق فشرده چوبی در دنیا می‌باشد. برای تولید چند سازه‌های سبک وزن چوبی، مواد و روش‌های مختلفی در سال‌های اخیر مورد استفاده قرار گرفته است. در این بین، استفاده از مواد اولیه سبک ‌وزن و پر حجم مانند مواد پلیمری بسیار سبک بیشتر مورد توجه محققین و تولیدکنندگان برای کاهش دانسیته اوراق فشرده چوبی بوده است. استفاده همزمان از خصوصیات و ویژگی‌های منحصر به فرد دو یا چند ماده متداول چوبی برای تولید چند سازه‌های چوبی سبک وزن نیز می‌تواند بهبود عملکرد فرآورده تولید شده را نیز به همراه داشته باشد. هدف از تحقیق حاضر، تولید و ارزیابی چند سازه‌های سبک چوبی متشکل از لایه های سطحی الیاف و لایه میانی از مخلوط خرده‌چوب و گرانول‌های پلی‌استایرنی بوده است. از آنجا که تاکنون در هیچ مطالعه‌ای، مقایسه‌ای بین نوع و درصد گرانول‌های پلی‌استایرنی قابل انبساط و از پیش منبسط شده بر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی چند سازه‏های سبک چوبی صورت نگرفته است، در این تحقیق به بررسی آن‌ها پرداخته شده است. <br /> مواد و روش‏ها: چند سازه‏های سبک چوبی با دانسیته 520 کیلوگرم بر مترمکعب با لایه‌های سطحی الیاف و لایه‌ میانی از مخلوط خرده-چوب و گرانول‌های پلی‌استایرنی تشکیل شد. برای ساخت تخته‌ها، از گرانول‌های پلی‌استایرنی در دو نوع از پیش منبسط شده و قابل انبساط و هر کدام در درصدهای مختلف (5، 10 و 15 درصد وزن خشک خرده‌چوب‌های لایه میانی) استفاده شد. در این تحقیق، ویژگی-های مکانیکی (مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، چسبندگی داخلی، مقاومت به پیچ) و فیزیکی (درصد واکشیدگی ضخامت و جذب آب) نمونه‌های آزمونی مورد بررسی قرار گرفت. <br /> یافته‏ها: اطلاعات به دست آمده نشان دادند که استفاده از گرانول‌های پلی‌استایرنی در لایه میانی باعث بهبود ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی نمونه‌ها نسبت به نمونه شاهد (بدون گرانول) شد. مدول الاستیسیته در نمونه‌های حاوی گرانول‌های از پیش منبسط شده بسیار بیشتر از نمونه‌های حاوی گرانول‌های قابل انبساط بوده است، اما سایر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی تفاوت خیلی زیادی در نوع گرانول مصرفی نداشته‌اند. افزایش درصد گرانول تا 15 درصد نیز تاثیر مثبتی بر چسبندگی داخلی، مقاومت به پیچ و ویژگی‌های فیزیکی نمونه‌ها داشته است. درصد واکشیدگی ضخامت و درصد جذب آب نمونه‌ها در صورت استفاده از گرانول‌های پلی‌استایرنی به طور معنی‌داری کاهش یافته است.<br /> نتیجه گیری: افزایش درصد گرانول‌های پلی‌استایرنی بیشترین تاثیر را در چسبندگی داخلی و مقاومت به پیچ نمونه‏ها داشته است. نتایج آزمون‌ها در ارتباط با مقایسه نوع گرانول‌های از پیش منبسط شده و قابل انبساط نشان داد که به استثنای مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی سایر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی تفاوت خیلی زیادی در نوع گرانول مصرفی نداشتند. به عنوان نتیجه‌گیری کلی می‌توان بیان داشت که استفاده از گرانول‌های قابل انبساط، با توجه به حذف مرحله پیش منبسط شدن آن‌ها و همچنین افزایش بهره‌وری چسب برای تولید چند سازه‏های سبک چوبی توصیه می‌شود.