اثر اصلاح دیواره‌ای چوب‌پلیمر استایرن با مالئیک‌انیدرید و گلیسیدیل‌متاکریلات بر پایداری حرارتی، رفتار مکانیکی و مقاومت زیستی فرآورده

Abstract

در تحقیق حاضر اثر اصلاح مالئیک‌انیدرید و گلیسیدیل‌متاکریلات بر پایداری حرارتی، رفتار مکانیکی و مقاومت زیستی چوب‌پلیمر گونه ممرز حاوی مونومر استایرن بررسی شد. اشباع به روش خلاء- فشار در سیلندر آزمایشگاهی انجام شد. جهت انجام واکنش با مالئیک‌انیدرید، نمونه‌ها به مدت 4 ساعت تحت دمای C˚120 قرار داده‌شدند. در سطح حاوی مونومر استایرن پس از اشباع نمونه‌ها، پلیمر شدن به مدت 24 ساعت، تحت دمای C˚90 و متعاقباَ برای همین زمان، تحت دمای C˚2±103 انجام گرفت. حجیم‌شدگی چوب اصلاح‌شده با مالئیک‌انیدرید، حضور استایرن در حفرات سلولی، و برهمکنش پلیمر با دیواره متعاقب اصلاح با مالئیک‌انیدرید و گلیسیدیل‌متاکریلات به وسیله تصاویر میکروسکوپ الکترونی تائید شد. تشکیل ساختار شبکه‌ای متعاقب واکنش استایرن، گلیسیدیل‌متاکریلات و مالئیک‌انیدرید با چوب به بهبود پایداری حرارتی فرآورده حاصل انجامید. افزایش وزن ناشی از اصلاح از 69/24 درصد در نمونه‌های حاوی استایرن به 83/42 و 42/44 درصد به ترتیب در نمونه‌های مالئیک‌انیدرید/استایرن و مالئیک انیدرید/استایرن/گلیسیدیل‌متاکریلات افزایش یافت. کمترین تخلخل نیز در سطح مالئیک‌انیدرید/استایرن/گلیسیدیل‌متاکریلات، 21 درصد بود. خواص مکانیکی در سطح مالئیک‌انیدرید/ استایرن/گلیسیدیل‌متاکریلات، نسبت به سطح شاهد، بیشترین بهبود را نشان دادند. مالئیک‌انیدرید با پیوند دوگانه و گروه کربوکسیلات واکنش‌پذیری بالایی با چوب و پلیمر نشان داد. همچنین، مونومر دو عاملی گلیسیدیل‌متاکریلات طی واکنش با گروه‌های هیدروکسیل یا مالئیک‌انیدرید و مونومر استایرن، به بهبود چسبندگی پلیمر به دیواره‌سلولی انجامید. بهبود معنی‌دار خواص مکانیکی سطوح اصلاح‌شده را می‌توان به برهمکنش کمپلکس پلیمر با دیواره‌های سلولی اصلاح‌شده و توزیع یکنواخت پلیمر در حفرات سلولی نسبت داد. اصلاح دیواره با مالئیک‌انیدرید و حضور گلیسیدیل‌متاکریلات از طریق کاهش و مسدود شدن گروه‌های هیدروکسیل، تغییر ساختار هلوسلولز، و حضور پلیمر به عنوان یک مانع فیزیکی سخت در چوب، از توسعه میسیلیوم‌های قارچ جلوگیری نموده‌است.