بیان مسئله و اهداف: با توجه به افزایش روزافزون توجه به کامپوزیتها در صنایع مختلف، بررسی و بهبود خواص مکانیکی و حرارتی این مواد اهمیت ویژهای دارد. با توجه به مشکلات زیستمحیطی ناشی از استفاده از مواد سنتزی، استفاده از مواد طبیعی و تجدیدپذیر مانند آرد چوب نوئل در ترکیب با پلیمری مثل پلیاتیلن بازیافتی میتواند راهحلی مؤثر برای تولید مواد پایدار و سازگار با محیطزیست باشد. این تحقیق باهدف بررسی تأثیر دمای اختلاط بر خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت حاصل از آرد چوب نوئل و پلیاتیلن بازیافتی انجام شد. دما بهعنوان یکی از پارامترهای کلیدی در فرایند تولید کامپوزیتها، میتواند تأثیر زیادی بر خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی آنها داشته باشد. در این راستا، بررسی تأثیر دما بر رفتار مکانیکی و حرارتی این کامپوزیت میتواند به توسعه محصولات جدید و بهبود عملکرد آنها در صنایع مختلف کمک کند.مواد و روشها: استفاده از آرد چوب بهعنوان ماده طبیعی و تجدیدپذیر، در کنار پلیاتیلن بازیافتی، میتواند به توسعه محصولاتی سبز و پایدار کمک کند. برای این منظور، پلیاتیلن (در سطح ثابت 50 درصد)، آرد چوب نوئل (در سطح ثابت 50 درصد)، دمای پرس تزریق (150، 170 و 190 درجه سانتیگراد) و انیدرید مالئیک پیوند دادهشده با پلیپروپیلن (در سطح ثابت 3 درصد) بهوسیله اکسترودر دو ماردونی (دو مارپیچه) با یکدیگر مخلوط شدند. در این پژوهش، نمونههای آزمونی استاندارد با استفاده از روش قالبگیری تزریقی ساخته شدند. خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی و خمشی، مدولکششی و خمشی و مقاومت به ضربه فاقدار اندازهگیری و ارزیابی گردیدند. علاوه بر این، خواص حرارتی و آتشگیری نمونهها نیز بررسی شد.نتایج: نتایج بهدستآمده نشان داد که افزایش دمای پرس از 150 به 190 درجه سانتیگراد، باعث افزایش در مقاومت و مدولکششی و خمشی نمونهها به ترتیب برابر با 8، 9/3، 7/5 و 4/6 شده است. مقاومت به ضربه فاقدار 3/0 درصد کاهش یافت. این تغییرات نشاندهنده تأثیر دما بر رفتار مکانیکی و توانایی این کامپوزیت در برابر بارهای مختلف است. علاوه بر این، با افزایش دمای تزریق، ثبات حرارتی تغییرات زیادی نداشت و میزان خاکستر باقیمانده نیز به ترتیب برابر با 96/10، 96/10، 92/11 و 56/0 درصد بود. این نتایج نشاندهنده این است که حتی با تغییر دما، پایداری حرارتی کامپوزیت چندان تحت تأثیر قرار نگرفته و میزان خاکستر باقیمانده ثابت مانده است.نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان میدهد که دمای اختلاط بهطور مستقیم بر خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت حاصل از آرد چوب نوئل و پلیاتیلن بازیافتی تأثیر میگذارد. افزایش دما میتواند به بهبود عملکرد نهایی این نوع کامپوزیتها در کاربردهای مختلف، ازجمله بستهبندی و صنعت خودروسازی، کمک کند. انتخاب صحیح دما و ترکیب مواد، میتواند به توسعه محصولاتی با ویژگیهای مطلوب و عملکرد بالا منجر شود. بهطورکلی، این تحقیق بر اهمیت دما در طراحی و بهینهسازی کامپوزیتها تأکید دارد و میتواند بهعنوان یک مبنای علمی برای توسعه مواد جدید و پایدار در آینده مورد استفاده قرار گیرد. بررسیهای بعدی میتواند شامل ارزیابی دقیقتر اثرهای دما بر دیگر خواص فیزیکی و شیمیایی این کامپوزیت باشد تا به درک بهتری از رفتار آنها در شرایط مختلف برسیم.
سابقه و هدف: پکتین پلیساکاریدی چندمنظوره است که کاربرد گستردهای در صنایع غذایی، دارویی و بستهبندی دارد. بهواسطه ویژگیهای عملکردی ارزشمند، تقاضای جهانی آن بیش از ۳۰ هزار تن در سال برآورد شده و بازار آن سالانه حدود ۴ تا ۵ درصد رشد میکند. پوست لیموترش (Citrus aurantifolia)، بخش سفید داخلی (آلبیدو) غنی از پکتین است و میتواند منبعی اقتصادی و پایدار برای تولید پکتین باشد. بهرهبرداری از این ضایعات علاوه بر ایجاد ارزش افزوده، به کاهش اثرات زیستمحیطی ناشی از دفع پسماند کمک میکند. روشهای مرسوم استخراج پکتین مبتنی بر اسیدهای معدنی، اگرچه بازده بالایی فراهم میکنند، اما هزینه بالا و چالشهای زیستمحیطی را به همراه دارند. در مقابل، اسیدهای آلی همچون سیتریکاسید بهعنوان حلالهای سبز میتوانند بازده مطلوبی همراه با کاهش آثار منفی ارائه دهند. بر این اساس، پژوهش حاضر باهدف بهینهسازی استخراج اسیدی پکتین از پوست لیموترش برای دستیابی به بیشینه بازده و کیفیت مناسب، شامل خلوص بالا و قابلیت تنظیم درجه متوکسیل انجام شد.مواد و روش ها: آلبیدوی لیموترش پس از جداسازی از میوه تازه، شستوشو، خرد شدن و خشککردن در دمای ۵۰ درجه سانتیگراد تا رسیدن به وزن ثابت، آسیاب شده و از الک با مش ۲۰ عبور داده شد. برای استخراج اسیدی، ۱۰ گرم از پودر آلبیدو با نسبت ثابت مایع به جامد 30:1 (حجمی/وزنی) در محلول آبی سیتریکاسید با سه سطح pH شامل ۱، ۲ و ۳ مخلوط شد و سوسپانسیون حاصل در دماهای ۶۵، ۸۰ و ۹۵ درجه سانتیگراد و زمانهای ۳۰، ۶۰ و ۹۰ دقیقه استخراج گردید. پس از سانتریفیوژ، پکتین با اتانول مطلق رسوب داده شد، سپس با اتانول ۹۶ درصد شستوشو و در دمای ۴۰ درجه سانتیگراد خشک و سپس پودر شد. طرح آزمایشی باکس–بنکن با سه عامل (دما، زمان و pH) در سه سطح و شامل ۱۵ تیمار طراحی شد. بازده استخراج بر اساس روش توزین محاسبه شد؛ محتوای گالاکتورونیکاسید (GalA) با روش رنگسنجی مبتنی بر معرف متاهیدروکسیدیفنیل و قرائت جذب در ۵۲۰ نانومتر و درجه استری شدن به روش تیترسنجی دو مرحلهای (خنثیسازی و صابونیسازی) تعیین گردید. دادهها با مدل چندجملهای درجه دوم در نرمافزار Design Expert نسخه ۱۳ برازش یافتند و مدل مناسب بر اساس آنالیز واریانس، ضریب تبیین، ضریب تبیین تعدیلشده و آزمون عدم برازش انتخاب شد.نتایج: بازده استخراج پکتین بهطور معنیداری تحت تأثیر شرایط فرایندی قرار گرفت و در محدودهای بین 21/8 تا 8/53 درصد متغیر بود. بیشترین بازده در شرایط دمای 80 درجه سانتیگراد، زمان 90 دقیقه و pH برابر با ۱ حاصل شد، درحالیکه کمترین بازده در pH برابر با ۳ و دمای پایین به دست آمد. درجه استری شدن پکتین نیز وابستگی آشکاری به شرایط استخراج نشان داد؛ بهطوریکه بیشترین مقدار آن (۱۱/۶۱ درصد) تحت شرایط ملایمتر دمای 80 درجه سانتیگراد، زمان 30 دقیقه و 3 pH=به دست آمد که معرف تولید پکتین با درجه متوکسیل بالا است. در مقابل، شرایط شدیدتر استخراج مانند 1 pH=همراه بازمان طولانی، سبب کاهش قابلتوجه DE تا حدود 13/9 درصد و تولید پکتین کم متوکسیل شد. میزان گالاکتورونیکاسید نیز تحت تأثیر شدت شرایط استخراج قرار داشت؛ بیشترین خلوص (83/87 درصد) در pH برابر با 3، زمان 30 دقیقه و دمای 80 درجه سانتیگراد مشاهده شد، درحالیکه درpHهای پایین، خلوص پکتین کاهش قابلتوجهی یافت. مدلهای رگرسیونی توسعهیافته برای بازده، DE و GalA برازش آماری بسیار مطلوبی داشتند و ضرایب تبیین (R²) بالاتر از ۹۸/۰ مؤید دقت و کارایی مناسب مدلها در توصیف رفتار سیستم استخراج بود.نتیجه گیری: یافتههای این پژوهش کارآمدی سیتریکاسید را بهعنوان یک حلال سبز و سازگار با محیطزیست برای استخراج پکتین از پوست لیموترش تأیید میکند. در شرایط بهینه، پکتینی با بازده بالا، خلوص زیاد و درجه استری شده قابل تنظیم حاصل شد. بهکارگیری روش سطح پاسخ امکان مدلسازی دقیق فرایند استخراج را فراهم کرد و تطابق نزدیک دادههای پیشبینیشده و تجربی، اعتبار بالای مدل را نشان داد. پکتین تولیدشده با توجه به خلوص زیاد و قابلیت تنظیم میزان متوکسیل، در کاربردهای گستردهای ازجمله صنایع غذایی، دارویی و بستهبندی زیستپایه قابل استفاده است. استفاده از پوست لیموترش بهعنوان یک پسماند فراوان صنایع آبلیمو، علاوه بر تأمین منبعی ارزشمند برای تولید پکتین، در راستای توسعه پایدار، مدیریت ضایعات کشاورزی و کاهش اثرات زیستمحیطی اهمیت دارد. این رویکرد میتواند راهکاری مؤثر برای تبدیل پسماندهای گیاهی به محصولات با ارزش افزوده در صنایع وابسته باشد.
سابقه و هدف: چوب بهعنوان یکی از اساسیترین مواد زیستی تجدیدپذیر، نقش تعیینکنندهای در سیر تحول و پیشرفت تمدن بشری داشته است. شناسایی دقیق چوبآلات باستانی میتواند شیوههای بهرهبرداری از منابع طبیعی و راهبردهای سازگاری جمعیتهای گذشته با محیط پیرامون را آشکار کرده و شواهد مستقیمی برای بازسازی پوشش گیاهی دیرینه منطقه، شبکههای تجارت چوب و میزان تأثیرگذاری انسان بر اکوسیستم را فراهم نماید. بر این اساس، هدف اصلی این پژوهش، شناسایی علمی نمونههای چوبی بهدستآمده از کاوشهای باستانشناسی در منطقه منصورآباد استان یزد است.مواد و روشها: تعداد شش نمونه چوب باستانی (سه نمونه داربست، دو نمونه سبد و یک نمونه کفش چوبی) از موزه علوم زمین سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی برای شناسایی بررسی شدند و از هر نمونه باستانی با رعایت ضوابط موزه و کمترین آسیب وارده به آنها، تراشههای کوچکی برش داده شد. برای انجام مطالعات آناتومیکی، پس از نرم شدن بافت نمونهها در محلول شامل الکل 98 درصد، آب و گلیسیرین، با استفاده از میکروتوم لغزشی، مقاطع نازک به ضخامت ۱۵ میکرومتر در سه جهت عرضی، شعاعی و مماسی برش داده شدند. سپس مقاطع با محلول یک درصد سافرانین رنگآمیزی، بر روی لام تثبیت و با استفاده از میکروسکوپ نوری مطالعه شدند. همچنین بهمنظور اندازهگیری ابعاد سلولی، از وابری الیاف با استفاده از روش فرانکلین استفاده شد. درنهایت ویژگیهای آناتومی نمونهها بهطور دقیق و براساس فهرست ویژگیهای ارائه شده توسط انجمن بینالمللی آناتومیستهای چوب (IAWA) بررسی شد.نتایج: نتایج بررسی ویژگیهای آناتومیکی و مورفولوژیکی شش نمونه چوبی تاریخی از منطقه منصورآباد یزد شامل سبد، کفش و داربست نشان داد که همه نمونهها دارای مرز حلقه رویشی مشخص بودند. نمونه سبد، به دلیل تهیه از شاخههای یکساله و داشتن یکسال حلقه رویشی، بافت چوبی کمتری داشته و پراکنش آوندی آن بهصورت منفرد و گاهی در حالت شعاعی مشاهده شد، درحالیکه در نمونه کفش آرایش آوندها مورب و عمدتاً در گروههای مماسی و خوشهای، بهویژه در چوب پایان بود. در نمونه داربست بیش از ۹۰ درصد آوندها بهصورت منفرد قرار داشتند. در تمامی نمونهها دریچه آوندی ساده و منافذ بین آوندی متناوب با قطر غالب 7-4 میکرومتر گزارش شد. حضور ضخامتهای مارپیچی در آوندها، بهویژه در آوندهای باریک و وجود تراکئیدهای آوندی از دیگر ویژگیهای مشترک بین نمونهها بود. پارانشیم محوری در سبد و داربست بهصورت پراکنده و در کفش بهصورت دورآوندی دیده شد. در تمامی نمونهها اشعههای چوبی عمدتاً پهن و چند ردیفه بودند و در داربست از نوع همگن با سلولهای خوابیده و در دیگر نمونهها ناهمگن گزارش شد. نتایج وابری الیاف نشان داد طول عناصر آوندی در سبد بیشتر و در نمونه داربست و کفش کوتاهتر بود. آثار تخریب زیستی نیز در دیواره سلولی همه نمونهها مشاهده شد.نتیجهگیری: با توجه به ویژگیهای آناتومیکی و مورفولوژیکی نمونههای مورد بررسی، نمونه سبد جنس بادام (Amygdalus)، نمونه کفش جنس داغداغان (Celtis) و نمونه داربست سنجد (Elaeagnus angustifulia) شناسایی شد. بادام کوهی (Amygdalus scoparia) با داشتن شاخههای ترکهای، راست و با انعطاف بالا یکی از گونههای مناسب در سبدبافی است. همچنین چوب داغداغان برای ساخت کفش و سنجد نیز برای داربست چوبی معادن، با توجه به داشتن ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی مطلوب انتخاب مناسبی در گذشته بوده است. با توجه به پراکنش این درختان و درختچهها در استان یزد چه بهصورت دست کاشت و چه خودرو، استفاده از آنها در سازههای معماری و هنرهای دستی نشان از شناخت دقیق، استفاده بهینه و هوشمندانه مردمان گذشته از منابع در دسترس محلی دارد.
سابقه و هدف: استفاده از الوار لایهای Laminated Veneer Lumber (LVL) بهعنوان یکی از فراوردههای نوین چوبی، امکان بهرهبرداری از گونههای سریعالرشد مانند Populous nigra را فراهم کرده و نقش مهمی در کاهش فشار بر جنگلهای طبیعی دارد. باوجود مزایای متعدد، محدودیت اصلی LVL، حساسیت آن به تغییرات رطوبتی و کاهش نسبی دوام در شرایط محیطی است. در سالهای اخیر توجه ویژهای به افزودنیهای نوین برای بهبود خواص این محصول شده است. در همین راستا، پودر تایر ضایعاتی به دلیل ماهیت هیدروفوبیک و ساختار پلیمری خود بهعنوان فیلری جایگزین برای مواد سنتی مانند آرد گندم پیشنهاد گردیده است. این مطالعه باهدف بررسی اثر اندازه ذرات (۴۰، ۶۰ و ۸۰ مش) و درصد مصرف پودر تایر ضایعاتی (۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد) بر خواص مکانیکی و فیزیکی LVL صنوبر تبریزی انجام شد.مواد و روش: برای انجام این پژوهش، دو اصله درخت صنوبر تبریزی (Populous nigra) دوازدهساله برداشت و پس از پوستکنی و لایهبرداری، لایههایی به ضخامت ۲/۲ میلیمتر تهیه شد. لایهها تا رسیدن به رطوبت حدود ۵ درصد در خشککن هوایی نگهداری گردید. بهمنظور آمادهسازی چسب، رزین فنول فرمآلدهید محلول در متانول بدون افزودنی انتخاب شد و پودر تایر ضایعاتی حاصل از بازیافت تایرهای فرسوده در کارخانه به سه اندازه ذرات (۴۰، ۶۰ و ۸۰ مش) آسیاب و جداسازی گردید. این پودر به نسبتهای ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد بر اساس وزن خشک رزین به مخلوط چسب افزوده شد. نمونههای شاهد با استفاده از رزین حاوی ۲۰ درصد آرد گندم بهعنوان فیلر تهیه گردید. درمجموع ۲۷ پنل آزمایشی (۹ تیمار در سه تکرار) و سه پنل شاهد ساخته شد. فرایند پرس در دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد، فشار ۳۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و زمان ۸ دقیقه انجام شد. برای سنجش مقاومت خمشی و مدولالاستیسیته طبق استاندارد EN 310، واکشیدگی ضخامت و جذب آب طبق EN 317 و مقاومت نگهداری پیچ و میخ طبق ASTM D 1037 استفاده شد. طرح آماری مورد استفاده کاملاً تصادفی بود و تجزیه واریانس برای دادهها انجام شد. تفاوت میانگینها با آزمون چند دامنهای توکی در سطح ۹۵ و ۹۹ درصد بررسی گردید. نتایج: نتایج نشان داد که حضور پودر تایر ضایعاتی تأثیر معناداری بر خواص فیزیکی و مکانیکی LVL صنوبر تبریزی دارد. مقاومت خمشی در تمامی تیمارهای حاوی پودر تایر نسبت به نمونه شاهد کاهش یافت، اما تفاوت آن در سطوح ۲۰ و ۳۰ درصد مصرف پود تایر نسبت به ۱۰ درصد کمتر بود. مدولالاستیسیته نیز روند مشابهی داشت، تیمارهای با ذرات ریزتر (۶۰ و ۸۰ مش) عملکرد بهتری نسبت به ذرات درشتتر (۴۰ مش) داشتند. در مورد مقاومت نگهداری پیچ و میخ، اثر متقابل دو عامل اصلی مشخص شد، بهطوریکه بهترین نتایج در ترکیب ۲۰ درصد مصرف پودر تایر و مش ۸۰ مشاهده گردید، درحالیکه ضعیفترین نتایج مربوط به ۱۰ درصد مصرف پودر تایر و ذرات ۴۰ بود. در بخش خواص فیزیکی، یافتهها حکایت از آن داشت که افزودن پودر تایر توانست میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت را به شکل محسوسی کاهش دهد. تیمارهای با ۳۰ درصد مصرف پودر تایر و مش ۸۰ کمترین جذب آب را داشتند و تیمارهای ۲۰ درصد مصرف پودر تایر و ذرات با مش 60 و 80 کاهش چشمگیری در واکشیدگی ضخامت نشان دادند. بهطورکلی، دادهها نشان دادند که ذرات ریزتر و درصد مصرف بالاتر میتوانند ثبات ابعادی و مقاومت رطوبتی LVL را بهطور مؤثر بهبود دهند.نتیجهگیری: براساس یافتهها، استفاده از پودر تایر ضایعاتی در رزین فنول فرمآلدهید میتواند بهعنوان رویکردی پایدار در تولید LVL صنوبر تبریزی مطرح شود. اگرچه خواص مکانیکی نمانند مقاومت خمشی اندکی کاهش یافت، اما مدولالاستیسیته و مقاومت اتصالات در شرایط بهینه حفظ شدند. از سوی دیگر، بهبود خواص فیزیکی مانند کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت احتمالاً نتیجه تعامل مثبت بین پودر تایر و ماهیت آبگریز چسب فنول فرمآلدهید است؛ بنابراین، کاربرد پودر تایر در فرمولاسیون چسب میتواند ضمن کمک به بازیافت ضایعات تایر، رویکردی مؤثر برای بهبود پایداری و توسعه اقتصاد چرخشی در صنعت چوب مهندسیشده باشد.
سابقه و هدف: کیفیت خدمات را میتوان بهعنوان تفاوت بین انتظارات مشتری پیش از دریافت خدمت از عملکرد مورد انتظار و ادراکات او از خدمت دریافتی تعریف کرد. در شرکتهای مبلمان چوبی، کیفیت خدمات فروش میتواند موجب افزایش رضایت مشتریان شده و به ایجاد رابطه طولانیمدت با آنها کمک میکند. براین اساس، هدف پژوهش حاضر، سنجش سطح کیفیت خدمات ارائهشده در شرکتهای مبلمان چوبی منزل از طریق تحلیل شکاف بین انتظارات و ادراکات مشتریان است.مواد و روشها: در این پژوهش رضایت مراجعهکنندگان از کیفیت خدمات در پنج بعد قابلیت اعتماد، پاسخگویی، اطمیناندهی، همدلی و عوامل ملموس(فیزیکی) مورد سنجش قرار گرفت. ابزار اصلی جمعآوری دادههای میدانی پژوهش، پرسشنامه استاندارد تغییریافته سروکوال (SERVQUAL) است که بر پایه پیشینه پژوهش و مطالعات مقدماتی پژوهشگران با شرایط و مقتضیات خدمات فروش تنظیم شده است. پرسشنامه تحقیق در سه بخش ارائه گردید، بخش اول مربوط به ویژگیهای جمعیت شناختی پاسخدهندگان، بخش دوم شامل 22 سؤال در خصوص وضعیت مطلوب (انتظارات) مشتریان از کیفیت خدمات فروش و بخش سوم شامل همان تعداد سؤال دربارهی وضعیت موجود (ادراکات) بود. گویهها با طیف پنج گزینهای لیکرت (از «کاملاً مخالفم» تا «کاملاً موافقم») نمرهگذاری شدند. برای بررسی روایی محتوایی ازنظر خبرگان و برای پایایی از ضریب آلفای کرونباخ استفاده گردید. جامعه آماری پژوهش شامل تمامی مراجعهکنندگان به فروشگاههای عرضهکننده مبلمان چوبی منزل در شهر تهران بود. با توجه به نامحدود بودن جامعه آماری، حجم نمونه با استفاده از جدول مورگان 386 نفر تعیین شد. برای تحلیل دادهها از آمار توصیفی (میانگین، انحراف معیار و توزیع فراوانی) و برای آزمون فرضیهها از آزمون ویلکاکسون (برای مقایسهی ادراکات و انتظارات) و آزمون فریدمن (برای رتبهبندی ابعاد کیفیت خدمات از دیدگاه مشتریان) در نرمافزار SPSS استفاده شد.نتایج: نتایج نشان داد که در شرکتهای مبلمان چوبی منزل، درتمامی پنج بعد مدل سروکوال، انتظارات مشتریان بالاتر از ادراکات آنان بوده است. مقایسهی میانگینهای انتظارات و ادراکات بیانگر شکاف قابلتوجه در کیفیت خدمات فروش است؛ بهگونهای که بیشترین شکاف مربوط به بعد پاسخگویی است (27/1-) و کمترین شکاف مربوط به قابلیت اعتماد بود (13/1-). نتایج آزمون ویلکاکسون نشان داد شکاف بین انتظارات و ادراکات مراجعهکنندگان درتمامی ابعاد و در سطح اطمینان 99 درصد معنادار (p<0.01) است. این شکاف منفی بیانگر آن است که انتظارات افراد فراتر از ادراکات آنان است. همچنین بر اساس آزمون فریدمن، در رتبهبندی ابعاد از دیدگاه پاسخدهندگان، بعد عوامل فیزیکی بالاترین رتبه و همدلی پایینترین رتبه را به خود اختصاص داد. به این معنا که هرچه میانگین رتبه کمتر است، شکاف بین انتظارات و ادراکات بیشتر است.نتیجهگیری: در فرآیند خرید مبلمان چوبی، ادراک مشتریان از ظاهر فیزیکی مبلمان خریداری شده، آراستگی کارکنان، نحوه ارتباط با مشتری، مدرن بودن امکانات و چیدمان محیط فروش، با انتظارات آنها فاصله معناداری دارد. توانایی برقراری ارتباط مؤثر با مشتری، حساسیت نسبت به نیازهای او و برخورداری کارکنان از شایستگیهای حرفهای در ارائهی خدمات، از عوامل کلیدی مؤثر بر رضایت مشتریان محسوب میشود. با توجه به افزایش رقابت در بازار داخلی و صادراتی مبلمان چوبی، توجه به کیفیت خدمات فروش بهعنوان یک ابزار استراتژیک برای حفظ مشتریان و افزایش وفاداری آنان، ضروری است.
سابقه و هدف: استفاده گسترده از پلیمرهای نفتی در صنعت بستهبندی به دلیل زیستتجزیهناپذیری، موجب انباشت پسماند و آلودگی خاک و آبهای سطحی و درنهایت تخریب اکوسیستمها شده است. در این راستا، بیوپلیمرها بهویژه پکتین استخراجشده از پوست مرکبات بهعنوان محصول جانبی کشاورزی، گزینهای مناسب برای جایگزینی پلیمرهای سنتزی محسوب میشوند. استخراج پکتین با اسیدهای آلی مانند سیتریک اسید، بهدلیل ایمنی، سازگاری زیستمحیطی و کیفیت مناسب، رویکردی سبز و مطلوب است. بااینحال، فیلمهای پکتین خالص معمولاً ازنظر خواص مکانیکی و ممانعتی محدودیت دارند. نانوفیبریل سلولز به دلیل مدول کشسانی بالا، مقاومت کششی مطلوب و زیستتجزیهپذیری، میتواند بهعنوان تقویتکننده مؤثر در ماتریس پکتین بهکار رود. هدف این پژوهش، ساخت و مشخصهیابی فیلمهای بایونانوکامپوزیتی پکتینCNF/ با خواص بهبودیافته برای کاربردهای بستهبندی زیستتخریبپذیر است.مواد و روشها: پکتین با درجه استریشدن 63/61% از پوست لیموترش با استفاده از سیتریک اسید استخراج شد و نانوفیبریل سلولز (CNF) از شرکت نانونوین پلیمر تهیه گردید. فیلمها به روش ریختهگری محلول تولید شدند؛ بدین منظور پکتین در آب مقطر در دمای C°70 حل شد، سپس گلیسرول بهعنوان نرمکننده افزوده و pH محلول روی 4 تنظیم گردید. همزمان،CNF در سطوح 1، 3 و 5 درصد (وزنی/وزنی) در آب پراکنده و بهمدت 30 دقیقه با اولتراسوند پراکنده شد. پسازآن، سوسپانسیون CNF به محلول پکتین افزوده و مخلوط به مدت 25 دقیقه همگنسازی شد. محلولها پس از هواگیری در آون خلأ، در پتریدیش ریخته شدند و بهمدت 48 ساعت در دسیکاتور حاوی محلول اشباع منیزیم نیترات (رطوبت نسبی 8/52 درصد در C25°) خشک شدند. خواص کششی، خواص نوری، ضخامت، نفوذپذیری بخار آب و جذب رطوبت فیلمها اندازهگیری شد. فیلمهای پکتین خالص و حاوی 5 درصد CNF برای آزمونهای FTIR،XRD و SEM انتخاب شدند. تحلیل آماری دادهها با استفاده از نرمافزار SPSS انجام شد.نتایج: نتایج نشان داد افزودن نانوفیبریل سلولز (CNF) اثر معنیداری بر خواص فیلمهای پکتینی دارد. مدول یانگ از 12/3 مگاپاسکال در فیلم پکتین خالص به 08/8 مگاپاسکال در فیلم حاوی 5 درصد CNF افزایش یافت. همچنین استحکام کششی از 42/1 به 60/2 مگاپاسکال و جذب انرژی کششی از 94/12 به 43/22 ژول ارتقا یافت که بیانگر بهبود همزمان سفتی، استحکام و چقرمگی سامانه است. نفوذپذیری بخار آب با افزودن 5 درصد CNFحدود 51 درصد کاهش یافت و از g/m.s.Pa10-11×54/4 به g/m.s.Pa 10-11×22/2 رسید؛ این مقدار ازنظر عملکرد ممانعتی با سلوفان قابل مقایسه است. جذب رطوبت نیز در غلظت 5 درصد CNFبه 35/25 درصد کاهش یافت. در مقابل، شفافیت فیلمها با افزایش CNF از 26/98 درصد به 09/80 درصد کاهش یافت. نتایج FTIR تشکیل پیوندهای هیدروژنی قوی میان CNF و پکتین را تأیید کرد. الگوهایXRD افزایش 73 درصدی شدت پراش و بهبود درجه بلورینگی را نشان دادند. همچنین تصاویر SEM پراکندگی نسبتاً مناسب نانوفیبریل سلولز و سازگاری فازی مطلوب بین CNF و ماتریس پکتین را تأیید نمود.نتیجهگیری: یافتههای این پژوهش نشان داد فیلم بایونانوکامپوزیتی پکتین/نانوفیبریل سلولز ترکیبی مطلوب از خواص مکانیکی و ممانعتی را فراهم میکند. بهبود عملکرد این سامانه را میتوان به شکلگیری پیوندهای هیدروژنی قوی بین ماتریس پکتین و CNF، افزایش درجه بلورینگی و ایجاد یک شبکه تقویتکننده سهبعدی نسبت داد. بر این اساس، فیلم پکتین/نانوفیبریل سلولز گزینهای امیدبخش بهعنوان جایگزین زیستتخریبپذیر برای بستهبندیهای پلاستیکی متداول بوده و میتواند در کاهش پیامدهای زیستمحیطی پسماندهای بستهبندی، در چارچوب اقتصاد چرخشی و توسعه پایدار، نقش مؤثری ایفا کند.
سابقه و هدف: صنوبر تبریزی به دلیل رشد سریع و دسترسی آسان، بهعنوان یکی از گزینههای مناسب بهمنظور تأمین مواد اولیه صنایع برای جنگلکاری مطرح است. ازاینرو، این تحقیق باهدف بررسی و مقایسه ویژگیهای فیزیکی، آناتومی و ترکیب شیمیایی چوب تنه و شاخه صنوبر تبریزی و روند تغییرات آنها در طول شاخه انجام شد.مواد و روشها: بدین منظور نمونههای چوبی از قسمت تنه و سه شاخه در طول آن تهیه شدند و مقادیر طول الیاف، قطر الیاف، ضخامت دیواره سلولی، قطر حفره سلولی، ضرایب بیومتری، قطر آوندها، دانسیته چوب، لیگنین، سلولز، مواد استخراجی در آب گرم و مواد استخراجی در الکل استن اندازهگیری گردیدند.نتایج: نتایج نشان داد که اختلاف میان تنه و شاخه در همه ویژگیهای اندازهگیری شده کاملاً معنیدار است. الیاف تنه ازنظر طول، قطر و ضخامت دیواره دارای مقادیر بیشتری بوده و بلوغ آناتومیکی بالاتری را نشان میدهند، درحالیکه شاخه باوجود الیاف کوچکتر، دارای نسبت درهمرفتگی و رانکل بالاتری بود. البته روند تغییرات ابعاد الیاف در محور طولی شاخه کاهش محسوسی نشان میدهد. دانسیته شاخه بهطور محسوسی بیشتر از تنه اندازهگیری شد و قطر آوندها در تنه نسبت به شاخه بزرگتر بوده و روند تغییرات آن در طول شاخه نزولی است. ازنظر ترکیب شیمیایی نیز درصد سلولز، لیگنین و مواد استخراجی در چوب تنه بالاتر بود و این مقادیر در محور طولی شاخه بهطور یکنواخت کاهش یافت.نتیجه گیری: یافته ها نشان داد که چوب تنه به دلیل بلوغ ساختاری و مقادیر بیشتر اجزای لیگنوسلولزی، ماده اولیه مناسبتری برای کاربردهای چوبی و کاغذی باکیفیت بالا محسوب میشود؛ اما چوب شاخه نیز با داشتن دانسیته بالاتر، ضرایب کاغذسازی قابلقبول و الیاف مناسب، میتواند بهعنوان یک منبع اقتصادی و در دسترس در تولید خمیرکاغذ مورد استفاده قرار گیرد. این نتایج نقش قابلتوجه شاخهها را در افزایش بهرهوری مواد خام و مدیریت پایدار منابع چوبی برجسته میسازد.
سابقه و هدف: کاغذ کنگرهای و لاینر کرافت ازجمله مهمترین کاغذهای تولیدی در صنعت کاغذ کشور هستند که در تولید کارتنهای مقوایی کاربرد دارند. کاغذ کنگرهای معمولاً از مخلوط پهنبرگان و با استفاده از فرایند خمیرسازی NSSC تولید میشود؛ درحالیکه کاغذ لاینر کرافت از مواد مشابه با استفاده از فرآیند کرافت تولید میگردد. بااینحال، به دلیل محدودیتهای تأمین چوب و رقابت در منابع اولیه، بخش زیادی از این کاغذها در کشور از کاغذ بازیافتی تولید میشوند. این تحقیق با بهرهگیری از تکنیک کروماتوگرافی گازی- طیفسنجی جرمی (GC-MS) به شناسایی و مقایسه دقیق ترکیبات آلی موجود در کاغذ کنگرهای و لاینر کرافت میپردازد. هدف اصلی این مطالعه، بررسی اثر ترکیبات شیمیایی مختلف بر ویژگیهای ساختاری و عملکردی این دو نوع کاغذ و تحلیل نقش آنها در بهینهسازی فرآیندهای تولید و ارتقاء کیفیت نهایی محصول در صنایع کاغذسازی است.مواد و روشها: در این مطالعه، نمونههای کاغذ کنگرهای از ماشین شماره دو کارخانه چوب و کاغذ مازندران و نمونههای کاغذ لاینر کرافت از کارخانه چوکا گیلان انتخاب شد. ابتدا، طبق استانداردهای TAPPI، آرد نمونهها و درصد مواد استخراجی آنها اندازهگیری گردید. سپس، مواد استخراجی با استفاده از حلال استون از آرد نمونههای کاغذ جدا شده و به آنها واکنشگر BSTFA افزوده شد. نمونهها به مدت یک ساعت در حمام بنماری در دمای 70 درجه سانتیگراد قرار گرفتند و پسازآن برای آنالیز به دستگاه GC-MS تزریق شدند. شناسایی ترکیبات موجود با استفاده از دیاگرام زمان بازداری، ضریب کواتز و جدول آدامز انجام شد.نتایج: نتایج حاصل از تحلیل دیاگرامهای GC-MS کاغذ کنگرهای نشان داد که از مجموع 76 ترکیب شناساییشده، بنـزآلدهیــد (44/20 درصد)، بنــزنمتانول (32/5 درصد)، 9-اکتــا دکانوئیک اسیــد (16/5 درصد)، بیس (2-اتیلهگزیل) فتالات (33/4 درصد)، گاما-سیتوسیترول (34/1 درصد) و بتا-سیتوسیترول (01/1 درصد) مهمترین ترکیبات موجود بودند. این ترکیبات شامل ترکیبات آروماتیک و اسیدهای چرب طبیعی هستند. در مقابل، در کاغذ لاینر کرافت از مجموع 28 ترکیب شناساییشده، بیس (2-اتیلهگزیل) فتالات (21/28 درصد)، هگزادکانوئیک اسید (25/24 درصد)، 9-اکتا دکانوئیک اسید (67/11 درصد)، اکتادکانوئیک اسید (45/10 درصد)، هگزادکان (12/7 درصد)، پیماریک اسید (06/2 درصد)، 2،1-بنزن دیکربوکسیلیک اسید (17/1 درصد)، اسکوئلن (40/1 درصد) و سرینجیل آلدئید (31/0 درصد) بهعنوان مهمترین ترکیبات شناساییشده بودند. این ترکیبات عمدتاً به ترکیبات نرمکننده صنعتی و برخی ترکیبات چرب اشاره دارند که در ساختار کاغذ لاینر کرافت نقش مهمی ایفا میکنند. در تجزیهوتحلیل GC-MS کاغذ کنگرهای، ترکیباتی مانند پارا-زایلن، بنزآلدهید، بیبنزیل، فورمیلمورفولین و بنزنمتانول شناسایی شدند که در کاغذ لاینر کرافت حضور نداشتند. همچنین، آلکانهای سبک (مانند دکان، دودکان و نونادکان) و ترکیبات زیستی مانند بتا-و گاما-سیتوسترول بهطور مشخص در کاغذ کنگرهای مشاهده شدند که احتمال تفاوت در منابع الیاف یا افزودنیهای مورد استفاده در این کاغذ را تقویت میکند. از سوی دیگر، ترکیبات فنولیک و آروماتیک شناساییشده ممکن است ناشی از چسبها، جوهرها یا مواد جانبی فرآیند تولید باشند. در کاغذ لاینر کرافت، ترکیباتی مانند اسید آبتیک، اسید پیماریک و ایزوکونابیک اسید شناسایی شدند که در کاغذ کنگرهای وجود نداشتند. همچنین، ترکیبات با زنجیرههای بلند مانند تتراکوزان و اسکوالن بهطور خاص در این نمونه حضور داشتند که احتمال استفاده از الیاف چوب سوزنیبرگان و یا افزودنیهای غیرفیبری مانند روزینها را مطرح میکند.نتیجهگیری: مقایسه نتایج حاصل از آنالیز GC-MS در کاغذ کنگرهای و لاینر کرافت نشان داد که ترکیبات مشترک شامل آلکانهای زنجیره بلند و اسیدهای چرب طبیعی در هر دو نوع کاغذ وجود دارند. علاوه بر این، بیس (2-اتیلهگزیل) فتالات بهعنوان نرمکننده صنعتی نقش مؤثری در بهبود خواص مکانیکی این کاغذها ایفا میکند. تفاوتهای مشاهدهشده در ترکیبات اختصاصی هر نمونه، ازجمله حضور ترکیبات آروماتیک و آلکانهای سبک در کاغذ کنگرهای و روزینها و آلکانهای بلند در کاغذ لاینر کرافت نشاندهنده تفاوتهای منبع الیاف و فرآیندهای تولید است. این تفاوتها میتوانند به بهینهسازی و ارتقای کیفیت محصولات کاغذی کمک کنند.
سابقه و هدف: با عنایت به محدودیت تأمین مواد اولیه موردنیاز صنایع چوب و کاغذ کشور، استفاده از منابع لیگنوسلولزی مانند باگاس، نی، بامبو، لینتر پنبه، پنبه، چوب پسماند هرس کیوی، پسماند کلزا و غیره در صنایع فیبری ایران از اهمیت زیادی برخوردار است. در این میان، بامبو و نی بهعنوان یکی از منابع تجدیدشونده را نباید از نظر دور داشت، بهطوریکه ساقه و پسماندهای آن میتواند تأمینکننده بخشی از مواد لیگنوسلولزی غیرچوبی صنایع ایران باشد. این تحقیق باهدف شناسایی عناصر معدنی و اجزای شیمیایی مواد آلی موجود در ساقه نی و بامبو انجام شد.مواد و روشها: تعداد سی ساقه نی و بامبو از منطقه غرب مازندران انتخاب و قطع گردید. در مرحله اول آرد ساقه نی و بامبو و درصد خاکستر آنها طبق آزمونهای استاندارد TAPPI تهیه شد. با کمک اسید نیتریک 63 درصد و دستگاه جذب اتمی، نوع و درصد عناصر معدنی آنها تعیین گردید. سپس درصد مواد استخراجی نمونههای آزمونی اندازهگیری شد. مواد استخراجی توسط حلال استن از آرد چوب جداسازی و باقیمانده مواد استخراجی به داخل یک ویال شیشهای منتقل و به آن واکنشگر BSTFA اضافه گردید. نمونهها به مدت 1 ساعت در حمام بنماری و دمای 70 درجه سانتیگراد قرار گرفته و برای آنالیز به دستگاه GC-MSتزریق شدند. شناسایی ترکیبات با توجه به دیاگرام زمان بازداری، محاسبه ضریب کوارتز و جدول آدامز انجام شد.یافتهها: نتایج نشان داد که مقدار جذب یونهای روی، مس و منیزیم در ساقه بامبو بیشتر از مقادیر آنها در ساقه نی است. همچنین مقدار جذب یونهای آهن، سرب، پتاسیم و منگنز در ساقه نی بیشتر از ساقه بامبو میباشد. نتایج GC-MS نشان داد که در ساقه نی 96 ترکیب وجود دارد که 2- فنیل-N- متیل آنیلین (99/25%)، بنز آلدئید (70/20%)، 2،1- بنزن دی کربوکسیلیک اسید (48/11%) و زایلان (16/1%) بهعنوان مهمترین ترکیبات هستند. در ساقه بامبو 104 ترکیب شناسایی شد که بنز آلدئید (43/46%)، آهن، مونوکربونیل (94/1%)، بی بنزیل (58/1%) و وانیلین (09/0%) دارای بیشترین مقادیر و مهمترین ترکیبات میباشند.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که میزان جذب یون منیزیم در ساقه نی بهعنوان بیشترین و میزان جذب یون سرب در بامبو بهعنوان کمترین عناصر شناسایی شده بودند. بررسی کروماتوگرامها هم نشان داد که 9 ترکیب زایلان، بنز آلدئید، بنزیل کلراید، بنزن متانل، دودکان، تترادکان، بی بنزیل، اوکتادکان و 2،1- بنزن دی کربوکسیلیک اسید بهصورت مشترک در ساقه نی و بامبو وجود دارند. همچنین ترکیبات وانیلین و آهن، مونوکربونیل در ساقه بامبو و ترکیبات بیس (2-اتیل هگزیل) فتالات و جیبرلین A3 در ساقه نی بسیار مهم و حائز اهمیت است. در این میان، بنزآلدئید بهعنوان یکی از مهمترین و بیشترین ترکیب شناسایی شده در ساقه بامبو و نی است. این ترکیبات میتوانند در مصارف ساقه نی و بامبو نقش مؤثری داشته باشند.
بیان مسئله و اهداف: پوششدهی سطح چوب نقش مهمی در افزایش دوام، پایداری ابعادی و مقاومت آن در برابر عوامل محیطی دارد. در این میان، پوششهای پلییورتان پایه آب (WBPU) به دلیل سازگاری زیستمحیطی و عملکرد مناسب، بهعنوان جایگزینی پایدار برای سامانههای پایه حلال موردتوجه قرارگرفتهاند. بااینحال، عملکرد این پوششها بهشدت تحت تأثیر روش اعمال و ضخامت فیلم قرار دارد. باوجود اهمیت این عامل، بررسی نظاممند اثر ضخامت پوشش، بهویژه هنگام اعمال با روشهای نوین مانند روش اسپینکوتینگ، در شرایط کهنگی تسریعشده محدود است. در این پژوهش، روش اسپینکوتینگ بهعنوان رویکردی نوآورانه برای پوششدهی چوب معرفیشده و اثر ضخامتهای مختلف پوشش WBPU بر عملکرد سطحی و مکانیکی چوب راش (Fagus orientalis) ارزیابی میشود. هدف اصلی، تعیین ضخامت بهینهای است که تعادل مناسبی میان آبگریزی، چسبندگی، ثبات ظاهری و دوام در برابر کهنگی ایجاد کند.مواد و روشها: در این پژوهش، نمونههای چوب راش با استفاده از یک پوشش پلییورتان پایه آب آکریلیکی تجاری، بهروش اسپینکوتینگ و در چهار سطح (۳، ۶، ۹ و ۱۲ دور پوشش) تیمار شدند. در هر دور، سرعت چرخش ۲۰۰۰ دور بر دقیقه و زمان اعمال ۳۰ ثانیه بود. ضخامت نهایی فیلمها با استریو میکروسکوپ و پردازش تصویری اندازهگیری شد. مجموعهای جامع از آزمونهای فیزیکی و سطحی، قبل و بعد از کهنگی تسریعشده، بر روی نمونهها انجام گرفدید؛ ازجمله جذب آب، زبری سطح، زاویه تماس قطره آب و تغییر رنگ (ΔE) چسبندگی کششی و چسبندگی خراشی. کهنگی تسریعشده از طریق قراردهی در محفظه دما-رطوبت انجام شد. در ادامه، برای یافتن ضخامت بهینه، از بهینهسازی چندمعیاره با استفاده از ابزار Response Optimizer نرمافزار Minitab استفاده شد.نتایج: نتایج نشان داد که افزایش تعداد لایهها، ضخامت پوشش را بهصورت تقریباً خطی از ۷۵ تا ۲۸۶ میکرومتر افزایش داد. پوششهای ضخیمتر، جذب آب کمتری نشان دادند و زاویه تماس قطره آب در آنها بیش از ۹۰ درجه بود که بیانگر افزایش خاصیت آبگریزی است. پس از کهنگی، تغییر رنگ نمونهها در پوششهای ضخیمتر کاهش یافت؛ بهطوریکه تیمار ۹ دور بهترین تعادل را ازنظر ثبات رنگ (84/7). زبری پایین و حفظ براقیت داشت. این تیمار بالاترین چسبندگی کششی را پیش از کهنگی (99/2 مگاپاسکال) نشان داد و پس از کهنگی نیز چسبندگی قابلتوجهی حفظ شد که بیانگر اتصال بین سطحی قوی و ساختار پایدار بود. در مقابل، تیمار ۱۲ دور باوجود مقاومت رطوبتی بالاتر، افت چسبندگی قابلملاحظهای داشت که احتمالاً ناشی از تنشهای داخلی یا ایجاد ریزترک در لایههای ضخیم بود. چسبندگی خراشی در همه تیمارها در شرایط اولیه در سطح (5B) باقی ماند، ولی در تیمارهای ضخیمتر پس از کهنگی کمی کاهش یافت. فرایند بهینهسازی چندمعیاره نشان داد که ضخامت حدود ۲۰۶ میکرومتر (مطابق با تیمار ۹ دور)، بالاترین امتیاز مطلوبیت ترکیبی (94/0) را در میان تمامی پارامترهای ارزیابیشده کسب میکند. این یافته تأیید میکند که افزایش ضخامت از یک مقدار بهینه، لزوماً بهبود عملکرد را در پی ندارد، حتی ممکن است به افت چسبندگی یا یکنواختی ظاهری به علت تنش مکانیکی در فرایند خشک شدن یا طی عمر مفید منجر شود.نتیجهگیری: میتوان نتیجه گرفت که اسپینکوتینگ روشی مؤثر و نوآورانه برای اعمال پوششهای یکنواخت و باضخامت کنترلشده پلییورتان پایه آب بر روی زیر لایههای چوبی است. ضخامت پوشش، عامل تعیینکنندهای در بهبود مقاومت رطوبتی، کیفیت سطح، ثبات رنگ و چسبندگی نهایی بهشمار میرود. ضخامت میانه در حدود ۲۱۰ میکرومتر، بهترین عملکرد ترکیبی را ارائه میدهد و برای کاربردهای عملی در مبلمان داخلی، اجزای معماری و حفاظت از آثار چوبی پیشنهاد میشود. این پژوهش مبنایی مناسب برای توسعه سامانههای پوششدهی پایدار و مهندسیشده در صنعت چوب فراهم میکند.
سابقه و هدف: الیاف سلولزی، بهویژه الیاف گیاهی، به دلیل ویژگیهایی مانند تجدیدپذیری، هزینه پایین تولید، وزن سبک و خواص مکانیکی مناسب، بهعنوان جایگزینهایی پایدار برای مواد مصنوعی در صنایع کامپوزیت، خودروسازی و ساختمانسازی اهمیت یافتهاند. گیاه بامبو با رشد سریع، ساختار فیبری منظم، استحکام بالا و زیستتخریبپذیری، منبعی برجسته برای کامپوزیتهای زیستی است. دیواره سلولی بامبو عمدتاً از سلولز، همیسلولز و لیگنین تشکیل شده است که میکروفیبریلهای سلولز در ماتریکس انعطافپذیر همیسلولز در لایه اولیه دیواره قرار دارد. بااینحال، آبدوستی ذاتی و چسبندگی ضعیف الیاف بامبو، چالشهای مهمی را در کاربردهای کامپوزیتی ایجاد میکند که نیازمند اصلاحات شیمیایی و حرارتی است. هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی اثربخشی روشهای تیمار اصلاحی شامل اسید بوریک (H3BO3)، سود(NaOH) و آب جوش بر خواص فیزیکی و ساختاری بامبو است. برای ارزیابی دقیق نتایج، از روشهای طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شده است.مواد و روشها: نمونههای بامبو (Phyllostachys vivax) پس از خشک شدن در هوای آزاد به قطعات با ابعاد ۳×۳ سانتیمتری تقسیم شدند. نمونهها در چهار گروه شاهد، تیمار با آب جوش (۶ ساعت غوطهوری در آب جوش)، اسید بوریک (۱ ساعت غوطهوری در محلول اسید بوریک ۶ درصد) و سود (۱۰ ساعت غوطهوری در محلول سود ۱ درصد) دستهبندی شدند. قبل از تیمار، نمونهها در آون در دمای 2 ± 103 سانتیگراد خشک شده و جرم، حجم و جرم مخصوص آنها اندازهگیری شد. درصد واکشیدگی سطح و ضخامت با استفاده از تصاویر میکروسکوپ استریو و نرمافزار Image-J محاسبه گردید. درصد جذب آب در فواصل زمانی ۲۴، ۴۸ و ۷۲ ساعت و بعد هفتگی تا 4 هفته اندازهگیری شد. تغییرات ساختار مولکولی با FTIR و ریزساختار نمونهها با تصاویرSEM مقایسه گردید.نتایج: بررسیهای فیزیکی نشان داد که نمونههای شاهد پس از خشک شدن در آون، کاهش متوسطی را در جرم (38/8%) و حجم (91/3%) تجربه کردند. نمونههای تیمار شده با آب جوش و هیدروکسید سدیم به دلیل کاهش چشمگیر حجم و جرم ناشی از تجزیه مواد استخراجی، افزایش چگالی نشان دادند. در مقابل، تیمار اسید بوریک با کاهش جرم کمتر و افزایش حجم 80/6% همراه بود که منجر به کاهش چگالی گردید. نتایج جذب آب پس از ۲۸ روز غوطهوری نشان داد که تمامی تیمارهای حرارتی و شیمیایی، درصد جذب آب را افزایش دادهاند. تیمار بوریک اسید به دلیل خاصیت رطوبتجذبی بور، بیشترین جذب آب و تیمار سود به دلیل حذف لیگنین و همیسلولز، افزایش تخلخل را نشان دادند. در مورد واکشیدگی، تیمارهای آب جوش و سود آن را افزایش دادند، اما تیمار بوریک اسید به دلیل تشکیل پیوندهای عرضی، درصد واکشیدگی را بهطور مؤثری کاهش داد. نتایج FTIR نشان داد که هیدروکسید سدیم باعث تخریب همیسلولز و لیگنین شده است. در طیف اسید بوریک، کاهش شدت پیک گروه هیدروکسیل و ظهور پیکهای جدید مربوط به پیوندهای عرضیB-O مشاهده شد. تصاویر SEM، ساختار فشرده در نمونه شاهد و به ترتیب افزایش جزئی تخلخل در آب جوش، رسوب بور در تیمار اسید بوریک و تخلخل بالا در تیمار هیدروکسید سدیم را تأیید کردند. این مشاهدات، تأثیر اسید بوریک در جذب آب بالا و واکشیدگی کم و تأثیر هیدروکسید سدیم در واکشیدگی زیاد و چسبندگی بهتر را بهخوبی نشان دادند.نتیجهگیری: این پژوهش ثابت کرد که تیمارهای شیمیایی و حرارتی بهطور مؤثری ساختار دیواره سلولی بامبو را تغییر میدهند. تیمار اسید بوریک با کاهش چشمگیر واکشیدگی (با وجود افزایش جذب آب)، پایداری ابعادی مطلوبی را برای کاربردهای سازهای بامبو (بهعنوان مسلح کننده) در بتن فراهم میکند. در مقابل، هیدروکسید سدیم با افزایش واکشیدگی و تخلخل، چسبندگی الیاف به ماتریس کامپوزیت را بهبود میبخشد. این نتایج بهطور جامع توسط آنالیزهای طیفی و میکروسکوپی تأیید شدند. این یافتهها چالشهای آبدوستی الیاف گیاهی را برطرف کرده و ظرفیت بالای بامبو را در کامپوزیتهای زیستی برجسته میکنند. تحقیقات آینده باید بر ترکیب بهینه تیمارها و ارزیابی صنعتی محصولات تمرکز کند.
سابقه و هدف: هدف از این تحقیق بررسی تأثیر اصلاح گرمایی بر دوام بیولوژیکی و برخی خواص فیزیکی و مکانیکی دو گونه چوبی زبانگنجشک (Fraxinus Sp.) و نوئل (Picea Sp.) است. بدین منظور از دو گونه چوبی موردنظر نمونههای ترمووود براساس فرایند ترمو-D تهیه گردید. از قارچ عامل پوسیدگی سفید (Trametes versicolor) بهمنظور ارزیابی دوام بیولوژیکی نمونههای چوبی شاهد و تیمار شده با فرایند گرمایی استفاده شد. میزان لاکاز تولید شده توسط قارچ عامل پوسیدگی سفید و نیز تأثیر این قارچ بر کاهش وزن و تغییرات دانسیته نمونهها پس از 16 هفته مجاورت نمونهها با قارچ مورد بررسی قرار گرفت. برخی خواص مکانیکی ازجمله مقاومت به ضربه و مقاومت به فشار موازی الیاف نمونهها قبل و بعد از مجاورت با قارچ عامل پوسیدگی سفید ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که تیمار گرمایی سبب افزایش دوام بیولوژیکی هر دو گونه چوبی گردید. همچنین نتایج بیانگر کاهش مقاومت به ضربه و افزایش مقاومت فشاری موازی الیاف نمونهها در اثر تیمار گرمایی بودند.مواد و روشها: در این بررسی نمونههایی از دو گونه چوبی زبانگنجشک و نوئل تهیه گردید. سپس تیمار گرمایی نمونههای موردنظر با توجه به نوع فرایند گرمایی (ترمو-D) انجام شد. برای بررسی دوام بیولوژیکی و نیز خواص فیزیکی و مکانیکی، از چوبهای تیمار شده و شاهد نمونههای آزمونی استفاده گردید. بهمنظور بررسی دوام بیولوژیک نمونههای چوبی نیز از قارچ عامل پوسیدگی سفید (Trametes versicolor) استفاده شد. همچنین از مالت اکستراکت آگار بهعنوان محیط کشت قارچ استفاده شد. پس از تهیه قارچ موردنظر، اقدام به انتقال آنها روی محیط کشت در شیشههای kolle گردید و بعد در داخل ژرمیناتور قرار داده شدند تا سطح محیط کشت توسط قارچ پوشانده شود. سپس مجاورت نمونههای چوبی با قارچ موردنظر انجام شد و درنهایت شیشههای kolle حاوی نمونههای چوبی و قارچ به ژرمیناتور منتقل شدند. پس از 16 هفته کلیه نمونهها از داخل ژرمیناتور خارج شده و مورد آزمونهای فیزیکی، مکانیکی و نیز بررسی مقاومت بیولوژیکی قرار گرفتند. آزمونهای موردنظر شامل بررسی میزان لاکاز، اندازهگیری کاهش وزن، دانسیته، مقاومت به ضربه و مقاومت به فشار موازی الیاف بودند. استانداردهای مورد استفاده برای آزمونهای موردنظر شامل EN113، D143-09 ASTM و256 ASTM بودند. نتایج بهدستآمده جمعآوری و با استفاده از نرمافزار SPSS مورد تجزیهوتحلیل آماری قرار گرفتند. از آزمون تجزیه واریانس ANOVA نیز برای مقایسه بین گروهها استفاده شد.یافتهها: نتایج بهدستآمده نشان دادند که فعالیت و اثرگذاری قارچ عامل پوسیدگی سفید در نمونههای شاهد بیشتر از نمونههای تیمار شده با فرایند گرمایی در هر دو گونه چوبی بوده است. ازاینرو، حرارتدهی میتواند سبب بهبود و افزایش مقاومت بیولوژیکی گردد. از سویی، تیمار گرمایی با فرایند ترمو-D میتواند سبب بروز برخی تغییرات در خواص فیزیکی و مکانیکی گردد. اصلاح حرارتی ضمن آنکه سبب کاهش دانسیته میگردد همچنین میتواند عاملی بازدارنده در کاهش دانسیته ناشی از فعالیت قارچ عامل پوسیدگی سفید نیز باشد. همچنین این تیمار سبب بهبود مقاومت فشاری موازی الیاف میگردد، مضاف بر اینکه اثرگذاری قارچ عامل پوسیدگی سفید بر این ویژگی در نمونههای تیمار شده با فرایند گرمایی کمتر از نمونههای شاهد گردید. ویژگی مکانیکی مقاومت به ضربه نیز در اثر تیمار گرمایی کاهش مییابد و میزان این کاهش در نمونههای تیمار شده بیشتر از نمونههای شاهد است.نتیجهگیری: براساس نتایج بهدستآمده میتوان گفت که تیمار گرمایی میتواند سبب بهبود مقاومت بیولوژیکی، کاهش برخی خواص فیزیکی و مکانیکی و نیز پایداری بیشتر این ویژگیها در مقابل اثرگذاری قارچ عامل پوسیدگی سفید در دو گونه چوبی زبانگنجشک و نوئل گردد.
سابقه و هدف: امروزه پلیمرهای طبیعی مانند سلولز، نشاسته و پلیلاکتیک اسید (PLA) بهعنوان جایگزین پلیمرهای نفتی در زمینههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. دراینبین، پلیلاکتیک اسید بهعنوان پلیمری که بیشترین شباهتها را ازنظر ساختاری به پلیمرهای نفتی دارد، موردتوجه قرار گرفته است. در این تحقیق، پلیلاکتیک اسید بهعنوان پلیمر پایه ساخت فوم و آرد چوب بهعنوان تقویتکننده ویژگیهای مکانیکی و از آزودی کربن آمید (ACA) بهعنوان عامل فومکننده و از میکروکریستالین سلولز (MCC) بهعنوان عامل هستهزا استفاده شد.مواد و روشها: فومهای پلیلاکتیک اسید با ترکیب آرد چوب، عامل فومزا و عامل هستهزا در دستگاه اکسترودر و بعد قالبگیری زیر پرس تهیه شدند. اثر میکروکریستالین سلولز بهعنوان عامل هستهزا در تولید فوم پلیلاکتیک اسید/آرد چوب با عامل فومزای آزودیکربنآمید بررسی شد. خواص حرارتی پانلهای تهیه شده با استفاده از آزمونهای وزنسنجی حرارتی (TGA) و گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) مورد بررسی قرار گرفت.یافتهها: نتایج نشان داد که با افزایش مقدار عامل فومزا تا سطح 3 درصد و عامل هستهزا تا سطح 4 درصد، چگالی پانل فوم ساختهشده تا 45/52 درصد کاهش یافته است. کاهش چگالی همراه با افزایش تخلخل، افزایش جذب آب و افزایش واکشیدگی ضخامت در تمام سطح تیمارها (1 تا 3 درصد عامل فومزا و ۱ تا ۴ درصد عامل هستهزا) معنیدار بوده است. همچنین، این کاهش چگالی منجر به کاهش مقاومت کششی و خمشی و افزایش مقاومت به ضربه شده است. نتایج حاصل از آزمونهای TGA و DSC نشان داد که استفاده از عامل فومزا تغییری در دمای شیشهای شدن فومهای ساختهشده ندارد، اما اضافه کردن میکروکریستالین سلولز منجر به افزایش دمای شیشهای فومها شده است. همچنین، نتایج DSC تغییر رفتار کریستالینه شدن فومهای ساخته شده را پس از اضافه نمودن میکروکریستالین سلولز نشان داد.نتیجه گیری: این تحقیق نشان داد که خاصیت هستهزایی MCC در کنترل رشد سلولی و کاهش قطر حفرهها مؤثر بوده است، ازاینرو، میتوان از آن برای تولید فوم پلیلاکتیک اسید میکرو سلولی باکیفیت قابلقبول استفاده نمود. با توجه به این موضوع، این مطالعه استفاده از میکروکریستالین سلولز (MCC) را به دلیل کاربردهای صنعتی، ارزانقیمت بودن، زیستتخریبپذیری و آثار محیطزیستی آن مورد تأکید قرار میدهد.
سابقه و هدف: نقصان دسترسی به آخالهای تمیز و با پیشینه بازیابی اندک و نیز الیاف بکر در سالیان اخیر در کشور، منجر به کاهش شدید کیفیت فراوردههای کاغذی بستهبندی و نیز فرایند تولید کاغذ بازیافتی شده است. استفاده از مواد افزودنی شیمیایی راهکاری کارآمد در بهبود ویژگیهای خمیرکاغذ و کاغذهای بازیافتی محسوب میشود. در این میان کاربرد مواد مبتنی بر زیستتوده مانند نانوسلولز و نیز مواد چند کاربردی مانند پلیمر کاتیونی دیآلیل دیمتیل آمونیوم کلراید (پلی دادماک) از جنبههای مختلف فنی و زیستمحیطی رو به گسترش و مورد توجه است. بنابراین در راستای بهبود ویژگیهای فراورده و فرایند تولید، تأثیر نانوسلولز و پلیدادمک بهعنوان پلیمرهای دارای ظرفیت های مزبور، در مقیاس آزمایشگاهی مورد پژوهش قرار گرفت.مواد و روشها: خمیرکاغذ بازیافتی از آخال قهوهای OCC از کارخانههای داخلی و بدون هرگونه افزودنی و با درجه روانی 350 میلیلیتر تهیه شد. مواد شیمیایی پلی دیآلیل دیمتیل آمونیوم کلراید کاتیونی (پلیدادماک) با وزن مولکولی متوسط از شرکت Sigma Aldrich و نانوالیاف سلولزی با میانگین قطر 35 نانومتر از شرکت نانونوین پلیمر خریداری شد. مواد شیمیایی مزبور در چهار سطح مصرف صفر، 1/0، 15/0 و 2/0 بر مبنای جرم خشک خمیرکاغذ بررسی گردید. تأثیر کاربرد پلیمرهای مزبور بهصورت منفرد و ترکیبی بر ویژگیهای خمیرکاغذ شامل درجه روانی، ماندگاری کل و اتلاف مواد در آنالیزگر DDJ و نیز ویژگیهای کاغذ بازیافتی دستساز آزمایشگاهی مشتمل بر دانسیته و شاخصهای مقاومت کششی، ترکیدن و پارگی برابر استاندادهای TAPPI مورد پژوهش قرار گرفت.نتایج: کاربرد منفرد پلیمرکاتیونی p-DADMAC (سامانه وصلهزنی) منجر به افزایش درصد ماندگاری کل اجزای دوغاب خمیرکاغذ بازیافتی شد، اما افزایش میزان مصرف تغییر محسوسی را در ماندگاری کل نداشت. همچنین میزان مواد عبورکرده از توری DDJ را کاهش داده و نیز افزایش درجه روانی خمیرکاغذ از 350 میلیلیتر در نمونه شاهد و فاقد هرگونه افزودنی به 430 میلیلیتر در کمترین سطح کاربرد آن (1/0%) را سبب شده است. همچنین بهطور چشمگیری دانسیته ظاهری را ارتقا داده که افزایش سطح مصرف آن نیز تأثیر معنیداری بر این ویژگی ساختاری کاغذ نداشته است. کاربرد منفرد p-DADMAC و افزایش درصد افزودن آن به خمیرکاغذ بازیافتی بهطور نسبی تغییراتی را عمدتاً افزایشی اما محدود، در مقاومت به کشش و ترکیدن کاغذ بازیافتی به وجود آورده است. نانوالیاف سلولزی نیز بهصورت کاربرد منفرد منجر به افزایش ماندگاری خمیرکاغذ، دانسیته، شاخصهای کشش و ترکیدن کاغذ، کاهش درجهروانی و اتلاف مواد از خمیرکاغذ و نیز افت شاخص پارگی گردید. ماهیت آنیونی، سطح ویژه بالا و دارای ظرفیت پیوندهای هیدروژنی سبب این نتایج گزارش شد. کاربرد نانوالیاف سلولزی پس از پلیدادمک به خمیرکاغذ بهعنوان سامانه مرکب در پایانه تر کاغذسازی، بر ماندگاری روی توری افزوده است که در قالب کاهش اتلاف مواد قابل گزارش است. همچنین غالباً از تأثیر معنیداری نامطلوب شدیدی بر درجه روانی برخوردار بوده و آبگیری را کندتر و سختتر کرده است. کاربرد نانوسلولز پس از p-DADMAC نیز با توجه به درصد افزودن هریک از افزودنیهای مزبور، تأثیرات متفاوتی عمدتاً افزایشی بر ویژگیهای مقاومتی کششی، ترکیدن و پارگی داشته است.نتیجه گیری: نشان داده شد که بهاستثنای تأثیر نامطلوب کاهنده کاربرد منفرد نانوسلولز بر شاخص پارگی و درجه روانی، در سایر حالتهای کاربرد منفرد و ترکیبی افزودنیهای شیمیایی نانوسلولز و پلی دادماک، افزایش تمامی ویژگیهای مقاومتی و دانسیته کاغذ، بهبود سهولت آبگیری از خمیرکاغذ، افزایش ماندگاری خمیرکاغذ به هنگام شکلگیری و کاهش اتلاف مواد در مقایسه با تیمار شاهد قابل دستیابی است. بااینحال، کاربرد منفرد پلیمر کاتیونی نسبت به کاربرد منفرد نانوسلولز و نیز ترکیبی آنها، شرایط بهتری را در خمیرکاغذ از منظر ماندگاری و آبگیری پدیدار نمود. البته روند تغییرات ویژگیهای مقاومتی نیز وابسته به درصدهای کاربرد ترکیبی دو ماده شیمیایی متفاوت بوده است.
سابقه و هدف: صنعت کاغذسازی بهعنوان یکی از صنایع کلیدی و پرکاربرد در اقتصاد ملی، همواره با چالشهای متعددی درزمینه مصرف منابع، آثار زیستمحیطی و الزامات اجتماعی مواجه بوده است. توسعه پایدار در این صنعت نهتنها تضمینکننده بقا و سودآوری بلندمدت است، بلکه به کاهش مصرف منابع طبیعی، بهبود عملکرد زیستمحیطی و ارتقای جایگاه اجتماعی سازمانها نیز کمک میکند. این پژوهش باهدف شناسایی و تحلیل مؤلفههای اساسی پایداری در صنعت کاغذسازی ایران با بهرهگیری از روش نگاشت شناختی فازی انجام شده است تا تصویری جامع از تعاملات میان عوامل کلیدی ارائه دهد و راهبردهایی عملی برای ارتقای پایداری سازمانی پیشنهاد کند.مواد و روشها: جامعه آماری تحقیق شامل 13 خبره صنعت کاغذسازی و دانشگاهیان فعال در حوزه پایداری بود که بر اساس معیارهایی مانند تجربه کاری طولانی، سابقه مدیریتی و آشنایی با مفاهیم پایداری انتخاب شدند. ابتدا با مرور نظاممند منابع علمی و جستوجو در پایگاههای معتبر، ۹۳ مؤلفه اولیه شناسایی شد. سپس با بهکارگیری تحلیل عاملی اکتشافی (روش تحلیل مؤلفههای اصلی Principle Component Analysis))(، این مؤلفهها به ۲۴ مؤلفه نهایی در سه بعد اجتماعی (آموزش و توسعه کارکنان، رضایت کارکنان، رضایت مشتری، پاسخگویی شرکت، میزان مواجهه کارکنان با مواد شیمیایی و سفیدکننده)، زیستمحیطی (میزان مصرف انرژی، برنامهریزی نگهداری و تعمیرات برای کاهش اتلاف انرژی، مدیریت پسماندهای خطرناک، توانایی بازیافت، کاهش آلایندههای زیستمحیطی، استفاده از مواد بازیافتی، مدیریت لجن، آلودگی هوا، استفاده از آب خاکستری، میزان مصرف چوب) و اقتصادی (هزینه تولید به ازای هر تن کاغذ، قیمت محصول کاغذ، سودآوری شرکت، کارایی عملیاتی، کیفیت کاغذ تولید شده، هزینه خرید آخال، میزان از کارافتادگی و توقف خط تولید، درآمد حاصل از فروش محصولات جانبی، هزینههای بازیافت) تقلیل یافتند. باوجود اینکه نقش دولت در تدوین سیاستها و اعمال نظارت بر شاخصهای زیستمحیطی و اجتماعی از اهمیت بالایی برخوردار است، در این پژوهش تمرکز بر مؤلفههای داخلی سازمانی بوده که مستقیماً در کنترل واحدهای صنعتی قرار دارند. بااینحال، اثر سیاستهای دولتی بهطور غیرمستقیم از طریق شاخصهای مقرراتی و زیستمحیطی منعکس شده است. در مرحله بعد، پرسشنامههای زوجی برای سنجش شدت روابط علت و معلولی میان مؤلفهها طراحی و دادههای حاصل به اعداد فازی تبدیل شد. درنهایت، با استفاده از نرمافزار FCM Expert نگاشت شناختی فازی ترسیم گردید و میزان تأثیرگذاری، تأثیرپذیری و مرکزیت مؤلفهها تحلیل شد.یافتهها: نتایج نشان داد که ساختار پایداری در صنعت کاغذسازی از یک هسته مرکزی شامل چند مؤلفه کلیدی تشکیل شده است که بیشترین نقش را در پویایی کل سیستم ایفا میکنند. در این میان، پاسخگویی شرکت با بالاترین مقدار مرکزیت (۱۴/۳۷) در جایگاه نخست قرار گرفت و بهعنوان یک اهرم مدیریتی و نقطه مداخله راهبردی شناخته شد. پسازآن، سودآوری شرکت (78/13)، استفاده از مواد بازیافتی (92/10)، میزان مصرف چوب (80/10) و کارایی عملیاتی (72/10) در رتبههای بعدی قرار گرفتند. این مؤلفهها با سرعت بالا به مقادیر پایدار همگرا شده و بهعنوان «محرکهای قوی و پایدار» شناخته میشوند و هرگونه مداخله مدیریتی در آنها میتواند بهسرعت منجر به تغییرات سیستمی گسترده شود. از سوی دیگر، مؤلفههایی مانند مصرف انرژی، مدیریت لجن و برنامهریزی کاهش اتلاف انرژی در دسته «محرکهای متوسط» قرارگرفتهاند که رشد آهستهتری دارند و در مقدار نهایی کمی پایینتر تثبیت میشوند، اما در بلندمدت اثرگذاری مهمی بر سیستم اعمال مینمایند. همچنین، عواملی مانند هزینه خرید آخال، میزان توقف خط تولید، درآمد فروش محصولات جانبی، آلودگی هوا و رضایت مشتری با مرکزیت پایینتر، دارند. این مؤلفهها در همان تکرارهای ابتدایی روند نزولی پیدا میکنند و به مقادیر پایین همگرا میشوند. این رفتار بیانگر آن است که این مؤلفهها نقش ضعیفتری در تحریک کل شبکه دارند و بیشتر تحت تأثیر سایر مؤلفهها قرار میگیرند تا اینکه خود عامل تغییر باشند.نتیجهگیری: نتایج این پژوهش نشان میدهد که دستیابی به پایداری در صنعت کاغذسازی نیازمند نگاهی مرحلهای و سیستماتیک است. تمرکز اولیه باید بر طراحی سیاستهای مسئولیتپذیر اجتماعی، ارتقای بهرهوری و توسعه مدلهای اقتصادی چرخشی باشد و در ادامه با سرمایهگذاری در فناوریهای نوین انرژی و بازیافت، مسیر پایداری تثبیت گردد. نهایتاً، بهبود جنبههای پیرامونی مانند مدیریت هزینهها، کنترل آلودگی و توسعه بازارهای جانبی میتواند پایداری صنعت را در بلندمدت تقویت کرده و جایگاه آن را در اقتصاد ملی ارتقا دهد.
سابقه و هدف: نیترو سلولز، یکی از مشتقات مهم سلولز، به دلیل ویژگیهایی مانند واکنشپذیری بالا، قابلیت انحلال در حلالهای آلی، توانایی تشکیل فیلم و اشتعالپذیری کنترلشده، در صنایع مختلف مانند تولید مواد منفجره، پوششهای پلیمری، فیلمهای عکاسی، داروسازی و زیست پزشکی کاربرد گستردهای دارد. خواص نهایی نیترو سلولز تا حد زیادی به ماهیت ماده اولیه سلولزی و شرایط فرایند نیتراسیون وابسته است. در دهههای گذشته، آلفاسلولز با خلوص بالا، بهعنوان ماده اولیه استاندارد برای سنتز نیترو سلولز شناخته شده است، اما ظهور نانو الیاف سلولز بهویژه نانوالیاف سلولز (CNF) با ساختار نانومتری، سطح ویژه بالا و واکنشپذیری بیشتر، افق جدیدی را در توسعه نیتروسلولزهای اصلاحشده گشوده است. با توجه به تفاوتهای ساختاری اساسی بین آلفاسلولز و نانوالیاف سلولز، بررسی اثر نوع ماده اولیه بر ویژگیهای شیمیایی، فیزیکی و حرارتی نیترو سلولز از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف این پژوهش، مقایسه سیستماتیک نیتروسلولزهای تولیدشده از آلفاسلولز و نانوالیاف سلولز و تحلیل دقیق عملکرد آنها در شرایط مختلف نیتراسیون است.مواد و روشها: آلفاسلولز از کاه گندم، پس از انجام پیشتصفیه اسیدی، خمیر سازی فرایند پخت سودا-آنتراکینون، رنگبری با دی اکسید کلر و نهایتاً استفاده از هیدروکسید سدیم 5/17% جهت حذف همی سلولوزهای باقیمانده به دست آمد. نانوالیاف سلولز با قطر 50–10 نانومتر بهصورت تجاری تهیه شد. فرایند نیتراسیون با استفاده از مخلوط اسید نیتریک و اسیدسولفوریک با نسبت حجمی 3:1 و در دمای 30 درجه سانتیگراد به مدت 45 دقیقه انجام شد. سه سطح غلظت اسید نیتریک (20، 40 و 80 میلیلیتر) برای بررسی اثر شدت نیتراسیون در نظر گرفته شد. پس از واکنش، محصولات بهدقت شستوشو و خشک شدند. سپس ویژگیهایی مانند درجه استخلاف (DS)، ویسکوزیته، درجه پلیمریزاسیون (DP)، طیفسنجی FTIR، پایداری حرارتی به روش TGA و سرعت سوختن مورد ارزیابی قرار گرفتند.نتایج: نیتروسلولز حاصل از آلفاسلولز (NC) در مقایسه با نیتروسلولز نانوالیاف سلولز (NNC) درجه استخلاف بالاتری داشت. در NC، مقدار DS از 151/1 در غلظت 20 میلیلیتر اسید نیتریک به 54/1 در 80 میلیلیتر افزایش یافت، درحالیکه در NNC مقدار DS بین 088/1 تا 182/1 متغیر بود. ویسکوزیته NC از 8/359 به 9/325 سانتیپواز با افزایش غلظت اسید کاهش یافت، درحالیکه در نمونههای NNC به دلیل رفتار پلاستیکی، اندازهگیری ممکن نبود. درجه پلیمریزاسیون (DP) در NC از 311 در غلظت پایین اسید به 279 در غلظت بالا کاهش یافت. طیفسنجی FTIR کاهش جذب باندهای O–H در محدوده cm⁻¹3200–3600 و افزایش شدت باندهای نیترو در cm⁻¹1250–1650 را نشان داد. تحلیل گرماوزنسنجی (TGA) بیانگر پایداری حرارتی بالاتر NNC بود، بهطوریکه دمای تجزیه اصلی آن از °C200–230 در NC به °C240–270 در NNC افزایش یافت. در آزمون سرعت سوختن، نمونههای NC با میزان متوسط 8/2 mm/s سریعتر از NNC با نرخ mm/s 9/1 سوختند که بیانگر واکنشپذیری و اشتعالپذیری بیشتر نیتروسلولز آلفاسلولز است.نتیجهگیری: نوع ماده اولیه سلولزی، تأثیر تعیینکنندهای بر خواص نهایی نیترو سلولز دارد. نیتروسلولزهای تهیهشده از آلفاسلولز، به دلیل ساختار یکنواختتر و دسترسی آسانتر گروههای هیدروکسیل، درجه استخلاف و نرخ سوختن بالاتری دارند که آنها را برای کاربردهای انفجاری و پوششی مناسب میسازد. در مقابل، نانوالیاف سلولز بهدلیل ساختار نانومتری، سطح تماس بیشتر و رفتار پیچیدهتر، نیتروسلولزی با پایداری حرارتی بهتر و واکنشپذیری کنترلشده تولید میکند که برای کاربردهای ایمنتر و دقیقتر مناسب است. این یافتهها میتوانند به بهینهسازی تولید نیترو سلولز و توسعه کاربردهای نوآورانه در حوزه انرژی، زیست پزشکی و کامپوزیتهای پیشرفته کمک شایانی کنند.
بیان مسئله و اهداف: باتوجه به افزایش روزافزون استفاده از نانو کامپوزیتها در صنایع مختلف، بهبود ویژگیهای مکانیکی و فیزیکی این فراوردهها اهمیت ویژهای دارد. نانو کربنات کلسیم بهعنوان یک تقویتکننده مؤثر میتواند به بهبود عملکرد نانو کامپوزیتهای آرد صنوبر و پلیپروپیلن بازیافتی کمک کند. این پژوهش به بررسی تأثیر میزان نانو کربنات کلسیم بر خواص مکانیکی این نانو کامپوزیتها میپردازد. هدف اصلی این تحقیق، ارزیابی تأثیرات اندازه و مقدار نانو کربنات کلسیم بر مدولالاستیسیته، مقاومت کششی و سایر ویژگیهای مکانیکی نانو کامپوزیتها است. نتایج این مطالعه میتواند به توسعه فراوردههای سبک و مقاوم در صنایع بستهبندی، خودروسازی و دیگر حوزهها کمک کند و راهکاری برای استفاده بهینه از مواد بازیافتی ارائه دهد.مواد و روشها: برای این منظور پلیپروپیلن (در سه سطح 50، 60 و 70 درصد)، آرد چوب صنوبر (در سه سطح 30، 40 و 50 درصد)، نانو کربنات کلسیم (در چهار سطح 0، 1، 2 و 3 درصد وزنی) و انیدرید مالئیک پیوند داده شده با پلیپروپیلن در سطح ثابت 3 درصد، بهوسیله اکسترودر دو ماردونی (دو مارپیچه) با یکدیگر مخلوط و نمونههای آزمونی استاندارد با استفاده از روش قالبگیری تزریقی ساخته شدند. سپس خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی و خمشی، مدول کششی و خمشی، مقاومت به ضربه فاقدار، و سختی، اندازهگیری شدند.نتایج: نتایج مربوط به مقدار F و سطح معنیداری نشان داد اثر مقدار آرد چوب بر ویژگیهای مکانیکی شامل مقاومت کششی، خمش، مدول کششی و خمشی، مقاومت به ضربه فاقدار، و سختی، در سطح اطمینان 95 درصد معنیدار گردید. همچنین، اثر نانو کربنات کلسیم بر مقاومت کششی و خمشی، مدول خمشی، و سختی نیز در سطح اطمینان 95 درصد معنیدار بود، درحالیکه مدول خمشی، مقاومت به ضربه فاقدار در این سطح معنیدار نشدند. اثر متقابل مقدار آرد و نانو کربنات کلسیم بر تمامی مقاومتها در سطح اطمینان 95 درصد معنیدار نبود.نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان میدهد که افزایش آرد چوب صنوبر از 30 به 50 درصد تأثیر قابلتوجهی بر خواص مکانیکی نانو کامپوزیتها دارد، بهویژه در افزایش مقاومت کششی و خمشی، مدول کششی، خمشی و سختی. این بهبود به دلیل افزایش چسبندگی و انتقال تنش بین مراحل است. بااینحال، افزایش مقدار آرد منجر به کاهش مقاومت به ضربه و تردی بیشتر کامپوزیت میشود. اضافه کردن نانو کربنات کلسیم تا 3 درصد وزنی نیز خواص مکانیکی را بهبود میبخشد، اما مشابه با آرد، مقاومت به ضربه کاهش مییابد. بهطورکلی، انتخاب مناسب نوع و مقدار مواد افزودنی میتواند به بهبود عملکرد نانو کامپوزیتها کمک کند، اما توجه به آثار منفی مانند کاهش مقاومت به ضربه نیز ضروریست.
سابقه و هدف: چوب، ماده طبیعی تجدیدپذیر بینظیری است که بهعنوان یک منبع تجدیدپذیر، نقش اساسی در توسعه اجتماعی و اقتصادی یک کشور ایفا میکند. درخت گردو (Juglans regia)، یک درخت قطور و با دوام است که در جنگلهای معتدله و نیمه گرمسیری آسیا، اروپا و آمریکا یافت میشود. از سوی دیگر، درخت گردو یکی از مهمترین گونههای چوبی در ایران است که در صنایع مختلفی مانند مبلمان، روکش و پانلهای ساختمانی مورداستفاده قرار میگیرد. بر همین اساس، دسترسی به خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مختلف اینگونه موردنیاز است.مواد و روشها: در این پژوهش نمونهبرداری از گونه گردو واقع در جنگل روستای بارکلا از شهرستان کردکوی (استان گلستان) مورداستفاده قرار گرفت. میانگین قطر برابرسینه سه تنه حدود 3/51 سانتیمتر و میانگین سن سه تنه حدود 51 سال اندازهگیری شد. از استاندارد ISO 3129 و ASTM D-143 به ترتیب برای انجام آزمایشهای فیزیکی و مکانیکی استفاده گردید. تعداد نمونهها برای آزمایشهای فیزیکی حدود 319 عدد و برای انجام آزمایشهای مکانیکی حدود 246 عدد بود. ویژگیهای فیزیکی شامل (دانسیته خشک، دانسیته بحرانی، دانسیته مرطوب، حداکثر رطوبت، همکشیدگی و واکشیدگی) و خواص مکانیکی شامل (مقاومت خمشی، مدولالاستیسیته، فشار موازی به الیاف، کشش موازی و عمود بر الیاف، برش موازی به الیاف، سختی و شکاف خوری) بررسی شد. نمونههای تهیه شده برای انجام آزمایشهای مکانیکی، به مدت چهار هفته در اتاق کلیما در دمای 20 درجه و رطوبت نسبی 65 درصد قرار گرفتند تا رطوبت کلیه نمونهها در هنگام انجام آزمایشهای مکانیکی برابر با 12 باشد. برای انجام آزمایشهای مکانیکی از دستگاه شرکتSANTOM 150 با لودسلهای مناسب هر آزمایش واقع در دانشگاه ملی و مهارت امام محمدباقر ساری استفاده شد.نتایج: نتایج دانسیته مرطوب، خشک و بحرانی گونه گردو واقع در کردکوی استان گلستان به ترتیب برابر 16/1، 63/0 و 54/0 گرم بر سانتیمتر مکعب به دست آمد. همچنین، میزان همکشیدگی طولی، شعاعی، مماسی و حجمی آن به ترتیب برابر با 4/0، 65/5، 30/8 و 35/14 درصد و واکشیدگی طولی، شعاعی، مماسی و حجمی به ترتیب برابر با 51/0، 71/5، 88/8 و 1/15 درصد و رطوبت بیشینه نمونهها 14/105 درصد به دست آمد. نتایج مقاومت مکانیکی گونه گردو برای مقاومت خمشی برابر 46/102 نیوتن بر میلیمتر مربع، مدولالاستیسیته برابر با 02/10246 نیوتن بر میلیمتر مربع، فشار موازی به الیاف برابر با 11/34 نیوتن بر میلیمتر مربع، کشش موازی و عمود بر الیاف به ترتیب برابر با 17/146 و 66/9 نیوتن بر میلیمتر مربع، برش موازی به الیاف برابر با 54/11 نیوتن بر میلیمتر مربع و سختی برابر با 70/6622 نیوتن و مقاومت به شکافخوری 69/1 نیوتن بر میلیمتر مربع اندازهگیری شد. نتایج بهدستآمده نشاندهنده تأثیر مثبت دانستیه بر روی خصوصیت مکانیکی چوب میباشد. البته عواملی مانند عوامل جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا بر روی خواص فیزیکی چوب مانند واکشیدکی و همکشیدگی چوب نیز مؤثر است. در این تحقیق مشخص شد اثر سن درخت روی خصوصیت مکانیکی چوب اثر کاملاً مثبتی دارد.نتیجه گیری: باتوجه به نتایج بهدستآمده از این پژوهش و مقایسه آن با مقادیر گزارش شده در تحقیقات گذشته میتوان گفت که گونه گردو منطقه بارکلا کردکوی استان گلستان دارای دانستیه مناسب و از لحاظ بیشتر مقاومتهای مکانیکی نیز از گردو چهار استان کشور که قبلاً موردمطالعه قرار گرفته بود بیشتر بود. یکی از دلایل این موضوع را میتوان به سن بیشتر گردو این منطقه نسبت به گردو چهار استان دیگر ذکر کرد. باتوجه به مقاومتهای مکانیکی خوب بهدستآمده از چوب گردو میتوان در صنایع پارکت، مبلمان، روکش و پانلهای ساختمانی استفاده کرد.
سابقه و هدف: شناسایی کاغذهای تاریخی یکی از مراحل مهم مطالعه بر روی آثار آرشیوی و کاغذی است و حفاظت صحیح از آن را تضمین میکند. ازآنجاکه خمیرکاغذهای تاریخی متشکل از الیاف گیاهان غیرچوبی است و ترکیبات آلی کربوهیدرات مانند سلولز، همیسلولز و لیگنینها در ساختار این الیاف وجود دارد، روشهای آنالیز دستگاهی تجزیهای مانند طیفسنجی مادونقرمز- تبدیل فوریه مجهز به طیفبینی بازتاب کلی تضعیف شده برای شناسایی آنان مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش، شناسایی مقادیر اصلی ذکر شده ارزیابی و براساس نقاط داده و کسر حاصل از شدت این ترکیبات اصلی محاسبه شده است؛ اما عواملی مانند لیگنین در ساختار درونی و آهار در ساختار بیرونی کاغذهای تاریخی وجود دارند که به مرور زمان نهتنها منجر به آسیب بلکه در شناسایی با این روش دستگاهی مؤثر هستند. بنابراین اهمیت این پژوهش در آن است تا تأثیر تغییرات پیرشدگی و آهار را بر روی دو دسته از کاغذهای تاریخی معروف به سمرقندی و دولتآبادی با این روش دستگاهی بررسی نماید و نتایج شناسایی با این روش دستگاهی را ارزیابی کند. مواد و روشها: از میان کاغذهای تاریخی 8 نمونه بهطور تصادفی انتخاب شد. این نمونهها همگی با ویژگی خود رنگ بودن و آهار یکسان نشاسته انتخاب و برای این منظور با استفاده از آزمون لوگل سنجیده شدند. برای بررسی تغییرات انجام شده در ساختار درونی کاغذها و آهار موجود در سطح کاغذهای تاریخی، از آزمون پیرسازی مصنوعی که روشی تسریعی در تخریب ساختار مولکولی مواد آلی کاغذ است استفاده شد. برای آمادهسازی نمونهها، حدود g5 از دو نمونه کاغذ تاریخی D2 و S4 برداشته شد و به مدت h 24 ساعت در شرایط °C23 و در رطوبت نسبی 50% قرار گرفتند. سپس برای آزمون پیرسازی تسریعی در حرارت °C80 و رطوبت نسبی 65٪ به مدت 24 روز به انکوباتور منتقل شدند. از دستگاهFTIR Spectrometer مدل TENSOR 27ساخت شرکتBruker آلمان در دانشگاه هنر تهران، با سطح آنالیزور کریستال ZnSe و به روش انعکاس کلی ضعیف شده در محدوده cm-1 400 تا cm-1 4000 استفاده شد. یافتههای تحقیق: پس از گذشت دو دوره 12 روزه (576 ساعت و تقریباً برابر 50 سال) مقادیر اسیدیته در دو نمونه کاغذ تاریخی، کاهش میزان عدد pH را نشان میدهند. این مقادیر اکسیداسیون سلولز را آشکار میکنند که ناشی از فرایند همزمان پیرسازی تسریعی حرارتی و رطوبتی میباشند. نتایج افزایش اسیدی شدن کاغذها پیکهای واضحی را در ناحیه cm -1 1730 ظاهر و یا به شدت آنان افزودند. این نوارهای جذبی مربوط به پیوندهای C=O در گروههای کربونیل هستند که در مقایسه با نمونههای قبل از پیرسازی وجود نداشتند و پسازآن آشکار شدند. مقایسه میان دو کاغذ تاریخی پیرسازی شده به مدت 50 سال بیشتر از نمونههای کاغذ اصلی در طیفسنجی FTIR- ATR نشان میدهند که پس از پیرسازی، شدت مقادیر سلولزی و ترکیبات آلی در مقایسه با مقادیر لیگنین کاهش یافته است و با افزایش شدت پیک لیگنین در ناحیه cm -1 1595 خود را آشکار کرده است؛ این دو نمونه نسبت به نمونه کاغذهای اصلی خود در ارتفاع دورتر و بالاتری قرارگرفتهاند که به دلیل افزایش مقادیر لیگنین به نسبت مقادیر سلولز و ترکیبات آلی است؛ بنابراین نقش پیرسازی و تغییر اسیدیته را در تغییر نقاط شناسایی الیاف با توجه به نمودار گارسید با خطا مواجه میکنند. همچنین تأثیر عامل خارجی آهار نشاسته نیز با تغییر در اعداد موجی و شدت آنان در نقاط اصلی cm -1 1595، cm -1 1105 و cm-1 2900 نمود مییابد. در طیفسنجی کاغذ اصلی کاهش شدت پیک کاملاً مشهود است و این نشان میدهد که آهار منجر به پوشش سطح کاغذ و درنهایت کاهش شدت طیف شده است؛ بنابراین با شستن کاغذها، شدتها تغییر کرده و اندکی از میزان لیگنین کاسته شده است اما بر میزان ترکیبات آلی و سلولز افزوده شده است. نتیجهگیری: یافتهها نشان دادند که میزان اسیدیته که با روند افزایش عمر و با افزایش لیگنین در کاغذهای تاریخی ظاهر میگردد بر روی نقاط شدتِ حاصل از طیفسنجی FTIR_ATR تأثیر داشته و آنان را در نمودار گارسید جابجا میکند. همچنین آهار نیز عامل دیگری است که نقش بسزایی در تغییر دادههای نمودار گارسید در شناسایی الیاف کاغذهای تاریخی دارد و نقاطی متفاوت را نشان میدهند؛ بنابراین آهار نشاسته و روند پیرسازی که با تغییر میزان اسیدی شدن کاغذهای تاریخی در ارتباط است بر روی طیفسنجی FTIR_ATR تأثیرگذارند.
سابقه و هدف: افزودن برخی مواد شیمیایی و همینطور برخی اصلاحات (Modify) اجزای تشکیلدهنده کاغذ (سلولز و مواد شیمیایی افزودنی) عاملی مهم برای تغییر یا تقویت پیوندهای بینمولکولی کاغذ میشود، بهنحویکه عامل بروز ویژگیهایی میگردد که کاربردهای متنوع و خاصی را برای ترکیبات سلولزی فراهم میکند. بیشتر افزودنیهای مقاومتی عمدتاً بر تشکیل پیوندهای هیدروژنی متعدد برای حفظ و اثربخشی خود متکی هستند. سرسین ابریشم ماکرومولکولی طبیعی است و بهدلیل یک پروتئین «چسب مانند» شناخته میشود. سرسین مادهای آبدوست است که سازگاری عالی با سایر بیوپلیمرهای آبدوست مانند نشاسته، پلی وینیل الکل (PVA) و آلژینات دارد. با توجه به تطبیقپذیری و خواص برجسته سرسین، بهطور گستردهای برای تولید اسفنجها، فیلمها و هیدروژلها (Hydrogel) برای استفاده بیشتر در کاربردهای مختلف زیست پزشکی بکار میرود. جایگزینی مواد زیستتخریبپذیر بهجای منابع جنگلی در صنایع کاغذسازی اهمیت زیادی دارد. با وجود استفاده گسترده از خمیر بازیافتی، کاهش مقاومت مکانیکی این مواد به دلیل تکرار چرخههای بازیافت، چالشی جدی بهشمار میآید. این پژوهش باهدف اصلاح نشاسته و نانوسلولز با سرسین با خواص پلیمری برای ایجاد خواص تقویتی و برخی خواص جدید و بررسی آن، بر بهبود ویژگیهای کاغذ ساختهشده از مقوای کنگرهای کهنه (OCC) انجام شد. مواد و روشها: در این پژوهش از سرسین، نانوسلولز و نشاسته استفاده شده است. در شرایط آزمایشگاهی هیدروژل نانوسلولز حاوی سرسین تهیه شده است. نانوسلولز و نشاسته با اپیکلروهیدرین (ECH) با واکنش گروههای هیدروکسیل آن با گروه اپوکسی (ECH) عاملدار شده است. نانوسلولز و نشاسته عاملدار شده با اپوکسید با این گروهها روی سرسین ابریشم که حاوی اسیدهای آمینه مختلف با گروههای جانبی فعال مانند گروههای آمین، کربوکسیل و هیدروکسیل کنش میدهد و یک پیوند کووالانسی و یا هیدروژنی ایجاد میکند. با پیوند بین گروههای آمینی و آمیدی سرسین و گروههای هیدروکسی نانوسلولز و نشاسته، پیوندهای هیدروژنی تشکیل شده و کامپوزیت نهایی ایجاد میشود. نشاسته و نانوسلولز با استفاده از سرسین اصلاح شدند و با استفاده از تجهیزات آنالیز دستگاهی مانند FT-IR و دیگر دستگاههای مشابه به وجود آمدن ترکیب جدید نشاسته – سرسین و نانوسلولز- سرسین تأیید شده است و در نسبتهای مختلف (20/70، 30/70، 40/70 و 50/70) به خمیرکاغذ بازیافتی اضافه شدند (70 نسبت خمیربازیافتی). کاغذهای دستساز با گرماژ g/m² 60 تهیه گردید. ویژگیهای مکانیکی مانند شاخص مقاومت به کشش، طول پارگی، شاخص مقاومت به ترکیدگی، شاخص مقاومت به پارگی و درجه روانی با استفاده از استانداردهای مرتبط بررسی شد. نتایج: افزودن نشاسته و نانوسلولز اصلاحشده با سرسین بهطور معناداری موجب بهبود شاخص مقاومت به کشش، ترکیدگی و پارگی کاغذ شد. بیشترین بهبود با نسبت 20/70 نشاسته اصلاحشده مشاهده گردید. افزودن این مواد به خمیرکاغذ، تأثیر مثبتی بر این ویژگیها داشته است. ازآنجاکه افزودن این مواد تغییری در مقاومت ذاتی الیاف ایجاد نمیکند، تغییرات مشاهدهشده در مقاومت کششی کاغذ احتمالاً ناشی از افزایش یا کاهش پیوند بین الیاف است، این افزایش میتواند به دلیل نفوذ مواد اعمالشده در فضای بین الیاف باشد. در مقابل، افزایش غلظت سرسین در ترکیبات، در برخی نسبتها موجب کاهش جزئی این ویژگیها شد. شاخص مقاومت به پاره شدن از ویژگیهای مهم در ارزیابیهای کاغذ است. این شاخص عموماً تحت تأثیر عوامل متعددی از قبیل میانگین طول الیاف، مقاومت ذاتی الیاف، میزان پیوند بین الیاف و میزان جهتیافتگی الیاف است. در اینجا میزان پیوند بین الیاف و جهتیافتگی بیشترین تأثیر را میتوانند داشته باشند. نانوسلولز اصلاحشده با سرسین مقاومت به عبور هوا را افزایش داد و پراکندگی یکنواختتری در ساختار کاغذ ایجاد کرده است، یعنی بهطور غیرمستقیم نشاندهنده ساختار داخلی و کیفیت شکلگیری کاغذ است؛ همینطور افزودن نشاسته و نانوسلولز اصلاحشده با سرسین باعث کاهش درجه روانی خمیر در نسبتهای مختلف اشاره شده گردید. نتیجهگیری: نتایج نشان داد که نشاسته و نانوسلولز با سرسین پیوند داده است و اصلاح در ساختار این دو ماده به وجود آمده است و استفاده از نشاسته و نانوسلولز اصلاحشده با سرسین میتواند راهکاری مؤثر و زیستسازگار برای بهبود مقاومت مکانیکی کاغذ بازیافتی باشد. این روش نهتنها کیفیت کاغذ را بهبود میبخشد، بلکه گامی مهم در راستای توسعه پایدار و استفاده از مواد زیستی تجدیدپذیر بهشمار میآید.
