چکیده

گرادیان حرارتی یکی از مهمترین مشکلاتی است که همواره در کارخانه های تخته های مرکب مشکل ایجاد می کند،چرا که چوب ماهیتا ماده ای است که ضریب هدایت حرارتی پایینی دارد.برخی پژوهشگران با افزایش میزان رطوبت ، و یا میزان رطوبت لایه  های مختلف تخته های مرکب بااین مشکل مقابله مرده اند ولی این راهکار نیز تنگناها و کاستی دارد.به کارگیری از قابلیت هدایت حرارتی ذرات نانونقره،موضوع اصلی پژوهش کنونی است.فرضیه این بود که استفاده از نانونقره در ساخت تخته خرده چوب باعث سرعت بخشیدن در انتقال حرارت به بخش های  میانی تر کیک تخته خرده چوب شده و خواص فیزیکی و مکانیکی فرآورده های حاصل را بهبود می بهشد.در این پژوهش تاثیر محلول نانونقره با غلضت 200ppm بر روی تخته خرده چوب ساخته شده در مقیاس صنعتی در کارخانه ایران چوب مورد بررسی قرار گرفت. محلول نانونقره به چسب استفاده شده در ساخت تخته خرده چوب در دو سطح     و         به ازای وزن خشک ذرات چوب اضافه شد.نتایج نشلپان داد که مصرف هر دو سطح از محلول نانو نقره باعث بهبودخواصفیزیکی و مکانیکی تخته خرده چوب گشت.به طور کلی میتوان نتیجه گیری مرد که استفاده از نانو نقره باعٍث انتقال بهتر و سریعتر حرارت از سطوح پرس به لایه های میانی تر خرده چوب شده و در نتیجه ،افزایش خواص فیزیکی ومکانیکی  تخته خرده چوب را در پی دارد.

واژگان کلیدی

تخته خرده چوب،انتقال حرارت،نانونقره،خواص فیزیکی و مکانیکی

فهرست

فصل اول– مقدمه

  • اهمیت و ارزش تولید صفحات فشرده چوبی 4

1-1-2 تعاریف      9

1-2 تاریخچه تولید صفحات فشرده چوبی در جهان      11

1-2-1 تخته خرده چوب           12

1-3 تاریخچه تولید تخته خرده چوب در ایران    18

1-3-1 تولید تخته خرده چوب در جهان       20

1-3-2 تولید تخته خرده چوب در ایران      21

1-4 فرایند تولید تخته خرده چوب به اختصار    24

1-4-1 ماده اولیه و ویژگی های آن         26

1-4-2 اندازه و شکل خرده چوبها      28

1-5 منابع چوبی و لیگنوسلولزی       30

1-5-1 چوب گرد         30

1-5-2 پسماندهای صنایع چوب      31

1-5-3 مواد لینگوسلولزی(مازاد کشاورزی)       33

1-6 خردکردن چوب       34

1-7 انتقال خرده چوب ها        37

1-8 خشک کردن خرده چوبها   38

1-9 درجه بندی خرده چوبها           40

1-10 رزین و سیستمهای  چسب زنی      43

1-10-1 رزین اوره فرمالدئید         43

1-10-2 رزین ملامین فرمالدئید            45

1-10-3 رزین های ایزوسیانات         46

1-10-4 سیستمهای چسب زنی            46

1-11 تشکیل کیک خرده چوب           50

1-12 پرس کردن         52

1-12-1 پیش پرس            52

1-12-2 انتقال حرارت و رطوبت در کیک خرده چوب 56

1-12-3 انتقال حرارت و رطوبت در فرایند پرس       60

1-12-4 فرایند پرس گرم و ویژگی های محصول     65

1-12-5 درجه حرارت پرس              67

1-12-6 رابطه رطوبت و حرارت کیک خرده چوب     69

1-12-7 فشار پرس                    73

1-12-8 زمان پرس                    75

1-12-9 گونه چوبی و فرم هندسی خرده چوبها     78

1-12-10 نوع زرین                   78

1-13 تیمار خرده چوب ها و مواد افزودنی           79

1-14 عملیات نهایی              80

1-14-1 خنک کردن                80

1-14-2 برش تخته به ابعاد استاندارد      81

1-14-3 سنباده زنی              82

1-15 فناوری نانو                   84

1-15-1 نانو                   85

1-15-2 نانو نقره          86

1-15-3 سوسپانسیون     86

1-15-4 نانو ذرات نقره      86

1-15-5 خصوصیات نانو نقره   87

1-15-6 موارد استافده پلی مرهای نانو نقره                 88

1-15-7 خصوصیات پلی مرهای نانو نقره آنتی باکتریال     88

فصل دوم: سابقه تحقیق      89

فصل سوم:مواد و روش ها     102

3-1 مشخصات محل ساخت تخته خرده چوب      104

3-2 خواص مکانیکی                   104

3-2-1 آزمون مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته        104

3-2-2 آزمون چسبندگی داخلی              105

3-3 خواص فیزیکی                    106

3-3-1 آزمون واکشیدگی ضخامت     106

3-3-2 آزمون جذب آب        107

3-4-3 وزن مخصوص       108

3-4 تحلیل آماری       109

فصل چهارم: نتایج      110

4-1 خواصض مکانیکی

4-1-1 نتایج مربوط به تاثیر نانو نقره بر مقاومت خمشی تخته خرده چوب کاخرانه ایران چوب 111

4-1-2 نتایج مربوط به تاثیر نانو نقره بر مدول الاستیسیته تخته خرده چوب کاخرانه ایران چوب 112

4-1-3 نتایج مربوط به تاثیر نانو نقره بر چسبندگی داخلی تخته خرده چوب کاخرانه ایران چوب 113

4-2 خواص فیزیکی

4-2-1 نتایج مربوط به تاثیر نانو نقره بر واکشیدگی ضخامت تخته خرده چوب کارخانه ایران چوب 114

4-2-2 نتایج مربوط به تاثیر نانو نقره بر جذب آب تخته خرده چوب کارخانه ایران چوب     114

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری

5-1 مقاومت خمشی       129

5-2 چسبندگی داخلی     129

5-3 واکشیدگی ضخامت و درصد جذب آب       130

پیشنهادها                         131

هدف

هدف از اجرای این تحقیق ،بررسی و اندازه گیری درصد نانو نقره بر روی کیفیت و خواص فیزیکی / مکانیکی تخته خرده چوب است.برای انجام این کار باید زمان پرس در حد مطلوب تنظیم گردد تا پلی میریزاسیون رزین به طور کامل انجام شده و تبخیر رطوبت کیک در حد اپتیمم باشد.درنتیجه ، حاصل کار،صرفه جویی در هزینه های تولید تخته خرده چوب در کارخانه و افزایش بهبود آنمیگردد.به طور کلی میتوان اهداف را به شکل زیر خلاصه گردد.

  • کاهش گرادیان حرارتی
  • بهبهود مقاومت های فیزیکی و مکانیکی تخته خرده چوب

فرضیه

قابلیت هدایت گرمایی ذرات نانو نقره باعث بهبود فرایند انتقال گرمااز صفحات گرم پرس مس شود و در نتیجه:

  • گرادیان گرمایی در ضخمات تخته پایین می آبد.
  • امکان بهبود فرآیند پلیمریزاسیون در بخش مغزی تخته به جهت انتقال گرمای کافی میسر می شود.

ضرورت انجام تحقیق

کاربرد چوب و کامپوزیت های آن در صنایع و مصرف آن از نظر حجم و وزن هنوز بیش از مصرف فولاد و مواد پلاستیکی است.و از نظر اقتصادی اجتماعی بخش تولید و صنعت به طور متوسط 9 درصد از کل اشتغال در جوامع را به خود اختصاص داده است.(عرب تبار 1371)با توجه به اهمیت چوب گردو کمبود آن در کشور،و محدودیت ها و معایبی که تخته های ماسیو در کارهای ساختمانی دارند،به همین سبب پانل های چوبی را برای جایگزین کردن آن ابداع کرده اند تا این نقایص برطرف شود.که هم یکی از راه های جلگیری از فشار بیشتر بر روی جنگل و همچنین کاهش در هزینه اقتصادی آن میگردد.که استفاده از گونه های چوبی کم مصرف،گرده بینه های غیر قابل استفاده ،بقایای بهرهبرداری از جنگل ،پوست درختان و پسماندها و ضایعات کارخانه ای صنایع چوب و نیز مواد لیگنوسلولزی حاصل از مزارع کشاورزی و درختان باغی نام برد.توسعه و گسترش این صنایع که پسمانده ها و مواد کم ارزش را بعنوان ماده اولیه در پانل های چوبی مصرف می کتتد.و فراورده های با ارزشی تولید میکنند که نقش مهمی را در حفظ منابع طبیعی و بهسازی محیط زیست ایفا می کند.(دوست حسینی،ک،1372.مجله منابع طبیعی ایران.(46)(63-77)

در فرایند تولید صفحات فشرده چوبی ،یا مواد لیگنوسلولزی پس از مخلوط شدن با رزین به صورت کبک خرده چوب با ضخامت و دانیسته حجمی کم آماده می شوند.این کیک در پرس گرم تا ضخامت نهایی ودانیسته مورد نظر فشرده و متراکم میگردد.(خادمی اسلام وح1372)

انرژی حرارتی یکی از مهمترین فاکتورهای فرایند تولید صفحات فشرده چوبی می باشد.در طی دوره پرس حرارت در اثر تماس صفحات گرم پرس با کیک خرده چ.ب از طریق سطوح کیک بهمغز آن انتقال میابد.حرارت با سرعت بخشیدن به پلی مریزاسیون رزین های ترموست، موجب گیرایی کامل آناها می گردد.افزون بر این حرارت با تسریع مکانیسم های رهاسازی تنش یا کاهش مقاوت ذرات چوب فرایند متراکم ساختن کیک خرده چوب را تحت تاثیر قرار می دهد.آب موجود در ماده چوبی (رطوبت ماده اولیه) از طریق گرادیان فشار بخاری که بوسیله افزایش حرارت کیک بوجود می آید.به فضاهای خالی هدایت شده و در نهایت از کیک خارج می گردد.(دوست حسینی،ک،1326)

پژوهشگران،JOHNSON AND KEYIHAN.F جریان دما را در طی مرحله پرس در کیکاندازه گیری نموده اند و شش الگوی حرارتی را که با جریان بخار آب به سمت لبه های کیک (جریانافقی بخار ) ارتباط دارد را ارایه نموده است.

در بررسی دیگر گرادیان حرارت در لایه های مختلف کیک تخته خرده چوب در سیکل پرس اندازه گیری شده است  و نتایج آن نشان می دهد که دما در این لایه ها به ویژه در لایه میانی کیک دارای افت قابل ملاحظه ای می باشد.افت درجه حرارت کیک ممکن است در اثر خروج سریع بخار آب از کیک می باشدکه در این صورت با کاهش دمای کیک را با خروج بخار آب مورد توجه قرار داد.

لذا دستیابی به ترکیب مناسب زمان پرس که قادر به بهینه سازی سیکل پرس باشد.داده ها و اطلاعات بسیار متنوع و با ارزشی ر ابرای ما فراهم می سازد.بنابراین پژوهش های که باعث بهینه سازی سیکل پرس و جنبه های مختلف انتقال جرم وحرارت را در پرس گرم مورد توجه قرار می دهند. در این تحقیق بررسی خواهند شد.

با توجه به اینکه هدایت حرارتی در پرس گرم کارخانه های تخته خرده چوب همیشه مشکل اساسی را درفرایند تولید ایجاد می کرده و پرس گرم به عنوان گلوگاه تولید به شمارمیرود.یافتن راه حلی برای کاهش زمان پرس و کاهش گرادیان حرارتی در بین لایه های میانی و لایه های سطحی کیک خرده چوب از ضروریات می باشد.لذا توسعه تحقیقاتی که به علت انجام عملیات در فرایند تولیدبه طور واقعی،برای دستیابی به ترکیب مناسب نانونقره و زمان پرس که قادر به بهینه سازی سیکل پرس در واحد های صنعتی باشد ضرروی است.

 


مقطع : کارشناسی ارشد

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید