دانلود پایان نامه ارشد: اثر اصلاح ترکیبی نانو نقره گرمآبی بر زمان پرس و خواص کاربردی تخته­ خرده ­چوب

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی کشاورزی

گرایش : حفاظت و اصلاح

عنوان : اثر اصلاح ترکیبی نانو نقره گرمآبی بر زمان پرس و خواص کاربردی تخته­ خرده ­چوب

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

دانشکده منابع طبیعی

گروه مهندسی چوب و کاغذ

پایان‌نامه برای دریافت درجه‌ی کارشناسی ارشد در رشته‌ی­ حفاظت و اصلاح

عنوان:

اثر اصلاح ترکیبی نانو نقره-گرمآبی بر زمان پرس و خواص کاربردی تخته ­خرده­ چوب

استاد راهنما:

دکتر مریم قربانی

استادان مشاور:

دکتر پوریا بی­پروا

دکتر ابولفضل کارگرفرد

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………..11

1-2- فرضیات پژوهش……………………………………………………………………………………..13

1-3- اهداف پژوهش……………………………………………………………………………….14

1-4- کلیات………………………………………………………………………………………………..14

1-4-1- راش……………………………………………………………………………………………….14

1-4-2- تخته­ خرده چوب…………………………………………………………………………..15

1-4-3- اصلاح چوب………………………………………………………………………………………16

1-4-3-1- اصلاح حرارتی………………………………………………………………………………..16

1-4-3-2- تیمار گرمآبی……………………………………………………………………………….17

1-5- فناوری نانو…………………………………………………………………………………………18

1-5-1- نانو ذرات…………………………………………………………………………………………..18

1-5-1-1- فرآیند­های تولید نانو ذرات………………………………………………………………..19

1-5-1-2- نانو نقره…………………………………………………………………………………………20

1-5-2- انتقال حرارت نانو ذرات فلزی……………………………………………………………….20

1-6- کلوئید­ها……………………………………………………………………………………..21

1-7- میکروسکوپ الکترونی (SEM)……………………………………………………………22

فصل دوم: پیشینه تحقیق

3-1- اثر تیمار گرمایی بر خواص کاربردی چوب و فرآورده ­های آن……………….24

3-1-1- خواص فیزیکی…………………………………………………………………………..24

3-1-2- خواص مکانیکی………………………………………………………………………..26

3-2- اثر نانوذرات فلزی بر خواص کاربردی چوب و فرآورده­ های آن……………30

3-2-1- اثر نانوذرات فلزی بر هدایت حرارتی………………………………………..30

3-2-2- خواص فیزیکی………………………………………………………………………32

3-2-3- خواص مکانیکی………………………………………………………………………….35

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1- عوامل متغیر………………………………………………………………………………40

3-2- عوامل ثابت…………………………………………………………………………………40

3-3- تهیه مواد اولیه…………………………………………………………………………..41

3-3-1- تهیه خرده­ چوب……………………………………………………………….41

3-3-2- تهیه مواد شیمیایی……………………………………………………………….41

3-3-3- تهیه چسب مصرفی…………………………………………………………………..41

3-4- آماده­سازی ترکیبات آزمونی………………………………………………………….42

3-4-1- نانو نقره کلوئیدی………………………………………………………………….42

3-5- فرآیند اصلاح………………………………………………………………………………42

3-5-1 تیمار نانو­نقره………………………………………………………………………….43

3-5-2- تیمار گرمآبی و نانو­-گرمآبی……………………………………………………….43

3-6- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)…………………………………………………..44

3-7- میکروسکوپ الکترونی (SEM)………………………………………………………….44

3-8- ساخت تخته و ثبت دما در ضخامت کیک …………………………………………..45

3-9- تهیه نمونه ­های آزمونی………………………………………………………………..45

3-10- اندازه­ گیری خواص فیزیکی تخته ­ها…………………………………………..46

3-10-1- محاسبه تغییرات وزن و میزان ماندگاری نانو روی خرده­چوب راش…..46

3-10-2- محاسبه واکشیدگی ضخامت و جذب آب……………………………….47

3-11- اندازه­گیری خواص مکانیکی………………………………………………………47

3-11-1- خواص­خمشی……………………………………………………………………….47

3-11-1-1- مدول­گسیختگی  (MOR)……………………………………………………..47

3-11-1-2- مدول­الاستیسیته (MOE)…………………………………………………….48

3-11-2- چسبندگی­داخلی (IB)……………………………………………………………….48

3-12- تحلیل آماری……………………………………………………………………………..48

فصل چهارم: نتایج

4-1- شناسایی و بررسی ساختاری خرده­چوب (SEM و EDS)………………..50

4-2- طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)…………………………………………………..53

4-3- اثر اصلاح ترکیبی نانو-گرمآبی بر روند انتقال حرارت………………………55

4-4- خواص فیزیکی……………………………………………………………………….57

4-4-1- تغییرات وزن خرده ­چوب راش………………………………………………..58

4-4-2- جذب آب…………………………………………………………………………….58

4-4-3- واکشیدگی ضخامت…………………………………………………………………60

4-5- خواص مکانیکی……………………………………………………………………………61

4-5- 1- خواص خمشی…………………………………………………………………….61

4-5-1-1- مدول گسیختگی…………………………………………………………………….61

4-5-1-2- مدول­الاستیسیته…………………………………………………………………62

4-5-2- مقاومت چسبندگی داخلی…………………………………………………………..63

فصل پنجم: بحث و نتیجه­ گیری

5-1- نوآوری روش…………………………………………………………………………….66

5-1- تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM و EDS)………………………………..67

5-2- طیف­سنجی FTIR…………………………………………………………………………

5-3- انتقال حرارت…………………………………………………………………………68

5-4- خواص فیزیکی…………………………………………………………………………..70

5-5- خواص مکانیکی…………………………………………………………………………72

5-5-1- خواص­خمشی………………………………………………………………………..72

5-5-1-1- مدول گسیختگی………………………………………………………………….72

5-5-1-2- مدول­الاستیسیته……………………………………………………………………….73

5-5-2- چسبندگی داخلی……………………………………………………………………….74

نتیجه­ گیری………………………………………………………………………………………75

پیشنهادات………………………………………………………………………………………….76

منابع………………………………………………………………………………………………..78

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………….86

چکیده:

در این تحقیق اثر اصلاح ترکیبی نانونقره کلوئیدی-گرمآبی بر انتقال حرارت از صفحات پرس گرم به مغز کیک خرده­چوب گونه­ی راش (Fagus orientalisخواص فیزیکی و مکانیکی تخته ­خرده­ چوب و تغییرات شیمیایی خرده­ چوب­های تیمار شده از طریق طیف­سنجی FTIR بررسی شد. تیمار در 4 گروه شاهد، گرمآبی، نانو و نانو-گرمآبی انجام گردید. البته تیمار­ گرمآبی و نانو-گرمآبی در دو سطح حرارت 150 و 170 درجه سانتی­گراد و دو سطح زمان 30 و 45 دقیقه انجام شد. در مجموع 10 سطح تیمار به­دست­آمد. نانونقره کلوئیدی با غلظت ppm100 تهیه­شد. مقاومت­های مکانیکی تخته ­ها شامل مدول­گسیختگی، مدول­الاستیسیته و چسبندگی داخلی طبق استاندارد DIN-68763 و خواص فیزیکی تخته ­ها شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت پس از 2 و 24 ساعت غوطه­وری در آب طبق استاندارد EN-317 اندازه­ گیری شدند. به­ منظور بررسی اثر نانوذرات نقره بر انتقال حرارت تخته­ هایی با زمان پرس 5 دقیقه ساخته­شد و دما در لایه میانی کیک خرده­چوب در هر 30 ثانیه توسط ترموکوپل ثبت گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) حضور، سایز و پراکنش مناسب نانو ذرات کلوئیدی نقره در خرده­چوب را به وضوح ثابت کرده­است. نتایج طیف سنجی FTIR شکست گروه­های استیل همی­سلولز­ها و کاهش مناطق آبدوست خرده­چوب­ها اصلاح شده به روش گرمآبی و نانو-گرمآبی رانشان می­دهد. اصلاح ترکیبی نانو-گرمآبی سرعت انتقال حرارت به لایه­های میانی کیک را تسریع کرد. تیمار نانو-گرمآبی در دمای بالای (170 درجه­سانتی­گراد) و نیز در دقایق انتهایی پرس نسبت به نمونه ­های شاهد و گرمآبی بهبود انتقال حرارت معنی­داری نشان­داد. هم­چنین تخته ­های حاوی نانونقره نسبت به تمام سطوح تیمار در زمان کمتری (92 ثانیه) به دمای 100 درجه­سانتی­گراد رسید. نتایج نشان­دادند تیمار نانو-گرمآبی منجر به کاهش مدول­گسیختگی و چسبندگی داخلی، افزایش مدول­الاستیسیته، کاهش جذب آب و بهبود واکشیدگی ضخامت تخته­ها گردید. بیشترین بهبود در خواص فیزیکی در تخته­های ساخته­شده با خرده­های چوب تیمار شده به روش نانو-گرمآبی در دمای 170 درجه سانتی­گراد و به­مدت 45 دقیقه مشاهده­شد. با افزایش دما و زمان تیمار، کاهش MOR و بهبود MOE محسوس­تر ­شد، اما با افزایش زمان تیمار در یک سطح دمایی IB کاهش بیشتری نشان­داد. هم­چنین کلیه خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ­های ساخته ­شده با خرده­ چوب­های اشباع­ شده با نانو نسبت به شاهد بیشتر بود.

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه

چوب از زمان پیدایش انسان تاکنون همواره به­عنوان ماده­ای بسیار مهم مطرح بوده­است. در سال­های اخیر، بازار مصرف اوراق فشرده­چوبی گسترش قابل­ملاحظه­ای یافته­است. از دلایل عمده آن مزایای ویژه پانل­های چوبی، مانند یکنواختی خواص کاربردی در سطح پانل، امکان تولید در ابعاد بزرگ و سطح صاف با کیفیت مطلوب می­باشد (تومن[1] و همکاران، 2010). در میان محصولات متنوع حاصل از فرآورده­های چوبی، تخته­خرده­چوب به­لحاظ تنوع استفاده، فرآیند نسبتاً ساده تولید و انعطاف­پذیری مواد اولیه از اهمیت ویژه­ای برخوردار­است. این صنعت در اوایل قرن بیستم صنعتی گردید و با تولید رزین­های مصنوعی در دهه­های چهل تا شصت میلادی توسعه چشم­گیری یافت (فتحی و همکاران، 1389) . در کنار ویژگی­های منحصر به فرد تخته­خرده­چوب، این ماده دارای ویژگی­های نامطلوبی همچون ناپایداری ابعاد که از تبادل رطوبت با محیط پیرامون آن ناشی ­می­شود، هست. این ویژگی باعث تغییر ابعاد چوب شده و بر روی خواص مکانیکی، هدایت حرارتی، صوتی و الکتریکی آن اثر می­گذارد. هم­چنین این ماده دارای ویژگی­هایی همچون تخریب زیستی، هوازدگی، قابلیت اشتعال و … هست.

در نتیجه، اگر فرآورده­های چوبی بدون هیچ گونه تیمار اصلاحی تحت شرایط نامطلوب (بخصوص مصارف بیرونی) به­کار روند، کیفیت آن­ها تحت تاثیر قرار می­گیرد و عمر مفیدشان نیز محدودتر خواهد شد. جهت بهبود خواص، می­بایست تیمار‌هایی روی فرآورده­های مرکب چوبی اعمال نمود تا کاربرد آنها را افزایش داد. در سال­های اخیر بیشتر از روش­های اصلاح چوب برای حل مشکلات زیست­محیطی، و بهبود خواص چوب و فرآورده­های آن استفاده می­شود که تیمار گرمایی یکی از این روش­ها است (هیل[2]، 2006). در تجزیه حرارتی، همی­سلولز نسبت به سایر پلی­مر­های چوب بیشتر در معرض تخریب هستند (استام[3]، 1964؛ آلن[4] و همکاران، 2002). تخریب سلولز نسبت به همی­سلولز در دما­های بالاتر اتفاق می­افتد، هرچند گاهی اوقات در دما­های پایین تخریب همی­سلولز بسیار آهسته است (هیل، 2006). با حرارت­دهی چوب در هوا به بیش از دمایc  120ْ، درجه­ی پلیمریزاسیون (DP) کاهش می­یابد (فنگل و وگنر[5]، 1984). در مراحل آغازی تیمار، افزایش در درجه بلورینگی و وسعت نواحی بلوری ملاحظه شد، اما با افزایش زمان تیمار، هر دو کاهش می­یابند (هیل، 2006).

 تیمار گرمایی منجر به تغییر در خواص فیزیکی گوناگون از قبیل کاهش در رطوبت تعادل (اوباتایا و همکاران، 2000؛ اوباتایا و تومیتا[6]، 2002)، کاهش خاصیت هیگروسکوپیک (متسا کورتلینن[7] و همکاران، 2006؛)، بهبود در چسبندگی (فولریچ[8] و همکاران، 2006)، بهبود دوام طبیعی (بونسترا[9] و همکاران، 2006؛ هانگر[10] و همکاران، 2002؛ سیلر[11] و همکاران، 2000)، افزایش نواحی بلوری[12] سلولز (بویان[13] و همکاران، 2000؛ تجادا[14] و همکاران، 1997؛ اوداکا و فرنو[15]، 2003) و مقدار ظاهری لیگنین (کامدم[16] و همکاران،2002؛ نوپنن[17] و همکاران، 2004) می­گردد. از سوی دیگر اصلاح حرارتی باعث کاهش استحکام و مقاومت چوب می­شود (آویمی و وسترمارک[18]، 2005؛ هونگ و لین[19]، 2000؛ کامدم و همکاران، 2002) که مقدار این کاهش با زمان تیمار و گونه چوب مرتبط است. کاهش مقاومت­ها در سوزنی­برگان بیشتر از پهن­برگان بوده­است (بنگتسون[20] و همکاران، 2002). در فرآیند ساخت تخته­خرده­جوب مرحله پرس از اهمیت بالایی برخوردار است که تاثیر مستقیمی در خواص کاربردی محصول و هم­چنین راندمان تولید می­گذارد (دوست­حسینی، 1380). بررسی تاثیر انتقال حرارت پرس و رابطه آن با ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی محصول، ما را در دستیابی به بهترین کیفیت کمک می­کند. در سال‌های اخیر تلاش­های زیادی برای کاهش زمان پرس و افزایش بازدهی خط تولید به عمل آمده­است. در همین راستا پیشرفت علوم با ظهور فناوری نانو سرعت قابل توجهی یافته­است.

کاربرد فناوری­نانو در بخش‌های مختلف صنایع چوب در حال افزایش است (سلیکر[21]، 2005؛ تقی­یاری، 2010). با توجه به پژوهش­های مختلف ثابت شده­است. افزودن نانو ذرات فلزی به چوب و فرآورده­های آن، باعث بهبود خواص فیزیکی (بهمنی، 1391؛ ابراهیم­نژاد، 1390؛ سیاه­پشت، 1390؛ یکه­خانی، 1390)، افزایش مقاومت چوب (بهمنی، 1391؛ رنگاور و همکاران، 2013؛ اختری و همکاران، 2012) و بهبود انتقال حرارت می­شود (لایقی و همکاران، 1389؛ فرج­الله­پور، 1389؛ رسام و همکاران، a2012؛ تقی­یاری، 2010؛ b2011 تقی­یاری و همکاران، a2011 ، a,b2012). از طرف دیگر تیمار حرارتی بعد از اشباع چوب با نانو ذرات فلزی به­دلیل قابلیت هدایت حرارتی، حرارت را سریع­تر انتقال می­دهد و باعث تغییرات بیشتری در ویژگی­های چوب می­شود (سیاه­پشت، 1390؛ تقی یاری، 2010). به همین دلیل در این پژوهش، اثر تیمار گرمآبی بر روی تخته خرده چوب اشباع شده با نانو ذرات بررسی خواهد شد.

1-2- فرضیات پژوهش:

1- تیمار ترکیبی نانو نقره-گرمآبی در مقایسه با تیمار گرمآبی موجب بهبود محسوس­تر خواص فیریکی تخته خرده­چوب خواهدشد.

2-تیمار ترکیبی نانو نقره-گرمآبی باعث تغییر مقاومت­های مکانیکی چوب می­شود.

3- نانو نقره باعث افزایش انتقال حرارت در خرده­چوب، امکان اعمال تیمارحرارتی در دماهای پائین­تر و کاهش زمان پرس می­شود.

1-3- اهداف پژوهش:

1- کاهش زمان پرس گرم طی ساخت تخته.

2- حفظ مقاومت­های مکانیکی تخته ­خرده­ چوب اصلاح شده در حد استاندارد.

3- افزایش ثبات ابعاد تخته ­خرده ­چوب اصلاح شده به روش ترکیبی نانو-گرمآبی.

در این پژوهش از چوب گونه­ی راش پهن برگ بومی ایران به سبب پوشش وسیع سطح جنگل­های شمال کشور استفاده­شد.

در این تحقیق اثر نانو­ذرات نقره با قابلیت هدایت حرارتی بالا بر تیمار گرمآبی خرده ­چوب راش مورد مطالعه قرار گرفت.

[1]. Thoemen

[2]. Hill

[3]. Stamm

[4]. Alen

[5]. Fengel and Wegener

[6]. Obataya and Tomita

[7]. Metsa-Kortelainen

[8]. Follrich

[9]. Boonstra

[10]. Hanger

[11]. Sailer

crystallinity .[12]

[13]. Bhuiyan  

[14]. Tejada

[15]. Udaka and Furuno  

[16]. Kamdem  

[17]. Nuopponen  

[18]. Awoyemi and Westermark,

[19]. Hong and Lin

[20]. Bengtsson  

[21]. Celiker

تعداد صفحه : 88

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید