اسید پیرولیز یا سرکه چوب مایعی تیره رنگ است که از تراکم بخار و دود ساطع شده از پیرولیز حرارتی چوب یا هر ماده لیگنوسلولزی دیگر بدست میآید. در این تحقیق ابتدا یک کوره حرارتدهی ساخته شد تا با استفاده از آن امکان اعمال یک برنامه دمائی-زمانی دقیق وجود داشته باشد. سپس چوب سه گونه مختلف شامل بلوط، پرتقال و سرو تحت یک برنامه دمایی-زمانی مشخص تحت پیرولیز قرار گرفتند. بخار و دودهای ساطع شده از کوره داخل لولهای به طول 20 متر با استفاده از جریان آب سرد خنک و متراکم شده و سپس به صورت مایع در داخل یک ظرف جمعآوری شدند. عمل پیرولیز در سه محدوده دمائی مختلف شامل 200، 260 و 330 درجه سانتیگراد انجام شد. اسید پیرولیزهای بدست آمده دارای رنگ و اسیدیته متفاوتی با توجه به دمای سرکهگیری بودند. گونههای مختلف چوب مورد استفاده برای سرکهگیری نیز بر روی این صفات اثرگذار بود. طی شرایط حرارتدهی استفاده شده در این مطالعه گونه سرو نسبت به گونههای پهنبرگ درصد پیرولیز کمتری داشت. مقادیر افزایش وزن نمونههای چوبی تیمار شده با توجه به گونهی چوب مورد اشباع، دمای تهیه اسید پیرولیز و همچنین چوب مورد استفاده برای پیرولیز از 5 تا 35 درصد متغییر بود. اسید پیرولیزهای بدست آمده در دمای بالاتر منجر به درصد افزایش وزن بالاتری شدند. اسید پیرولیزهای بدست آمده در دمای پایینتر با نرخ بیشتری از چوبهای تیمار شده آبشویی شدند. همچنین گونه چوب مورد استفاده برای پیرولیز نیز اثر معنیداری بر روی میزان آبشویی مواد از چوب داشت.
چسب چوب تانن کوبراچو نرخ خودتراکمی کندی دارد و در سیستمهای غیرفرمالدهیدی برای ساخت چندسازههای چوبی به زمان پرس طولانیتری نسبت به چسب چوبهای مصنوعی نیاز دارد. در این مطالعه از اسید بوریک برای تحریک و افزایش نرخ خودتراکمی تانن کوبراچو جهت ساخت تختهلایة صنوبر استفاده شد. اجزای اصلی چسب عبارت بود از: تانن کوبراچو، هیدروکسید سدیم، هگزامین، اسید بوریک، و ایزوسیانات پلیمری. بررسی ترمومکانیکی چسبهای ساختهشده در فرمولهای فاقد اسید بوریک نشان داد با افزایش غلظت اولیة تانن از 40 به 50 درصد حداکثر مدول الاستیسیتة چسب افزایش درخور توجهی دارد، در حالی که اضافهکردن 20 درصد ایزوسیانات بر مبنای وزن خشک تانن تأثیر محسوسی نداشت. اما، اضافهکردن اسید بوریک نهتنها زمان و دمای گیرایی چسب را کاهش داد، بلکه مدول الاستیسیتة چسب نیز با افزایش درصد اسید بوریک از دو به چهار درصد (بر مبنای وزن خشک تانن) افزایش معنیداری داشت. آزمون مقاومت برشی تختهلایهها نتایج مطالعات ترمومکانیکی را تأیید کرد. مقادیر مقاومت برشی در فرمولهای فاقد اسید بوریک نتوانست حداقلهای لازم در استاندارد EN 314-2 را تأمین کند، در حالی که اضافهکردن اسید بوریک باعث افزایش معنیدار مقادیر برش کششی شد که با افزایش درصد اسید بوریک و تانن روند افزایشی داشت. یافتههای این تحقیق نشان داد تختههای ساختهشده با چسب چوب حاوی 50 درصد تانن به همراه 2 تا 4 درصد اسید بوریک کیفیت چسبندگی لازم را برای مصارف داخل ساختمان دارند.
سلولز فراوانترین پلیمر طبیعی روی کرۀ زمین است که بهعلت خواص فیزیکی و مکانیکی منحصربهفرد خود کاربردهای متنوعی یافته است. ساختار سلولز طبیعی (سلولز I) از عوامل مهم محدودکنندة پتانسیل آن در ارزش رقابتی در تولید فرآوردههای مختلف است. در این مطالعه، از دو حلال یونی ایمیدازول پایة 1ـبوتیلـ3ـمتیل ایمیدازولیوم کلرید (BMIMCl) و 1ـبوتیلـ3ـمتیل ایمیدازولیوم متیل سولفات ([BMIM][MeSO4]) برای انحلال سلولز استفاده شد. بررسیها نشان داد که حلال [BMIM][MeSO4] قادر به انحلال سلولز نیست و عملآوری با حلال سبب تشکیل ترکیبات تخریبی محلول در آب گردید، اما عملآوری با BMIMCl سبب انحلال سلولز شد. طیفسنجی 13CNMRنیز این واقعیت را تأیید کرد. ساختار بلوری سلولز بر اثر انحلال و بازسازی به سلولز II تغییر شکل مییابد و مقدار بلورینگی ساختار آن کاهش مییابد. درصد کریستالی، ضخامت نانوکریستالها، نرخ کریستالی، و انرژی پیوند نیز بر اثر انحلال و بازسازی سلولز کاهش یافتند. نتایج نشان داد که درصد کریستالی و ضخامت نانوکریستالها بر اثر بازسازی سلولز با روش سردکردن تدریجی در مقایسه با روش سردکردن ناگهانی افزایش مییابد.
در این تحقیق، خواص فیزیکی و شیمیایی نانوالیاف سلولزی حاصل از ساقه و پوست کنف با استفاده از تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیفسنجی ((FTIR، آنالیز توزین حرارتی (TGA)، و پراش پرتو (XRD) X بررسی شد. بدینمنظور، با انجام تیمارهای شیمیاییـمکانیکی، نانوالیاف سلولزی الیاف ساقه و پوست کنف جداسازی شد. روش تولید خمیرکاغذ بر پایة فرایند سوداـآنتراکینون همراه با یک فرایند رنگبری سهمرحلهای بهعنوان تیمار شیمیایی و عملیات پالایش، خردکردن در نیتروژن مایع، و هموژنیزهکردن الیاف تحت فشار بالا به عنوان تیمار مکانیکی بهکار گرفته شد. سپس، ابعاد و مورفولوژی نانوالیاف حاصله با استفاده از TEM بررسی شد. نتایج بهدستآمده نشان داد قطر نانوالیاف حاصل از پوست کنف ضخیمتر از نانوالیاف بهدستآمده از ساقة کنف است؛ در حالی که میانگین طول هر دو نوع نانوالیاف حاصل بالغ بر چندین میکرون و تقریبا برابر بود. نتایج حاصل از بررسی نانوالیاف ساقه و پوست با استفاده از اشعة مادون قرمز نشان داد گروههای فعال موجود در هر دو نوع نانوالیاف شبیه بوده و اختلاف معنیداری بین آنها مشاهده نمیشود. آنالیز حرارتی نانوالیاف جداشده از پوست و ساقة کنف نشان داد پایداری حرارتی نانوالیاف حاصل از پوست بهمراتب بیشتر از نانوالیاف استخراجشده از ساقه است. همچنین، اشعة ایکس بهخوبی نشان داد تیمارهای شیمیاییـمکانیکی بهکارگرفتهشده در این تحقیق موجب افزایش درصد کریستالیتة نانوالیاف شده است؛ بهطوری که درصد کریستالیتة نانوالیاف حاصل از پوست کنف در حدود 81 درصد، و مقدار آن برای نانوالیاف حاصل از ساقة کنف در حدود 63 درصد بوده است.
پیش استخراج همیسلولزها قبل از فرآیند تهیه خمیرکاغذ امکان تولید همزمان خمیرکاغذ سلولزی و مواد شیمیایی مبتنی بر همیسلولزها را در صنایع خمیرکاغذ امکانپذیر میکند. به دلیل اثر همیسلولزها بر خواص خمیرکاغذ، پیش استخراج آنها باید در شرایط کنترل باشد تا کمترین اثر نامطلوب را بر ویژگیهای خمیرکاغذ تولیدی داشته باشد. در این تحقیق اثرات پیش استخراج همیسلولزهای باگاس در شرایط اسید رقیق بر خمیرسازی و خواص خمیرکاغذ سودای باگاس بررسی شدهاست. پیش استخراج همیسلولزها با روش هیدرولیز اسیدی با اسید سولفوریک رقیق با غلظت 1 و 2 و 4 درصد، نسبت مایع به جامد 5، دمای 120 و 140 و 160 درجه سلسیوس به مدت 5 و 10 و 15 دقیقه انجام شد. تهیه خمیرکاغذ از باگاس پیشاستخراج شده در شرایط منتخب و باگاس تیمار نشده در سه قلیائیت 11، 14 و 17 درصد قلیائیت فعال به روش سودا انجام شد و خمیرکاغذهای منتخب با روش ECF رنگبری شدند. نتایج نشان داد که پیشاستخراج با روش اسید رقیق با غلظت 1% در دمای 120 درجه سلسیوس به مدت 5 و 15 دقیقه شرایط مناسبتری را از نظر بازده و مقدار کربوهیدراتهای باقیمانده در باگاس به دست میدهد. نتایج تهیه خمیرکاغذ سودا نیز نشان داد که قلیائیت 17% در دمای 165 درجه سلسیوس به مدت یک ساعت شرایط مناسبی برای تهیه خمیرکاغذ قابل رنگبری از باگاس پیشتیمار شده و پیشاستخراج نشده است. بهعلاوه، بازده پس از غربال، بازده رنگبری و مقاومت کششی و ترکیدگی کاغذهای حاصل از باگاس پیشتیمار شده به مقدار قابلتوجهی کمتر از باگاس پیشاستخراج شده بود که علت آن را میتوان به حذف مقدار قابلتوجهی از همیسلولزها در جریان پیشاستخراج نسبت داد
در این تحقیق از پسماند لیگنوسلولزی سویا برای جذب رنگ اسیداورانژ 7 بررسی شده است. ابتدا، اثر غلظت رنگ اسیداورانژ 7، pH، دما و زمان تماس بر مقدار جذب بررسی شد و سپس تبعیت ایزوترم جذب از مدلهای لانگمویر و فروندلیچ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کارایی جذب به مقدار زیادی به pH محلول و به مقدار کمتری به دمای محلول وابسته است. سرعت جذب رنگ اسیداورانژ 7 با پسماند سویا سریع است و جذب در مدت زمان کمی کامل میشود. نتایج بررسی ایزوترم جذب نشان داد که هر دو مدل برای توصیف جذب رنگ اسید اورانژ 7 با سویا مناسب هستند. حداکثر ظرفیت جذب رنگ اسید اورانژ 7 توسط پسماندهای سویا برابر با 17/54 میلیگرم بر گرم محاسبه شد که از برخی از جاذبهای ارزان مطالعه شده بیشتر و از برخی دیگر مانند پسماند لیگنوسلولزی کلزا کمتر است.
در این پژوهش ساختار شیمیایی لیگنین آنزیمی (EL)با لیگنین چوب آسیاب شده (MWL) مقایسه شده است. برای جداسازی لیگنین با روش آنزیمی، ترکیبی از آنزیمهای مخرب کربوهیدارتهای چوب به ترتیب شامل زایلاناز، سلولاز و گلوکوزیداز به همراه خالص سازی آنزیمی با پروتئاز قلیایی و سپس خالص سازی شیمیایی به وسیله دی متیل استامید استفاده شد. مطالعه شیمیایی لیگنینها با استفاده از فناوریهای طیف سنجی FT-IR و 13C NMR کمی ، روشهای کروماتوگرافی و تخریبی به همراه روشهای شیمی تر انجام شد. بررسیها نشان داد که استفاده از توالی آنزیمی مورد استفاده به همراه کاهش زمان آسیاب کردن سبب جداسازی ملایم لیگنین با تغییرهای ساختاری اندک می شود. بررسی ساختاری لیگنین آنزیمی با روشهای گفته شده نشان داد که لیگنین چوب صنوبر (P. deltoids) از نظر ساختاری دارای واحدهای 4- (3-هیدروکسی-1-پروپنیل)-2- متوکسی فنول(لیگنین گواییاسیل) بیشتری نسبت به 4- (3-هیدروکسی-1- پروپنیل)-6،2 دی متوکسی فنول (لیگنین سیرینجیل) است. لیگنین باقیمانده در چوب پس از استخراج لیگنین آنزیمی به طور عمده از ساختارهای متراکم تشکیل شده است. همچنین بررسی ساختارهای تخریب شده با استفاده از کروماتوگرافی نفوذ ژلی و گازی نشان داد که لیگنین سلولیتیک نسبت به لیگنین چوب آسیاب شده داری ساختارهای غیرمتراکم بیشتری است که ناشی از عدم تخریب لیگنین در طی فرایند استخراج است.
