این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهش های علوم و فناوری چوب و جنگل، جلد ۲۹، شماره ۳، صفحات ۱۵-۳۴
عنوان فارسی چوب صنوبر سوپرپارامغناطیس فورفوریله: ویژگی‌های ریخت‌شناسی، فیزیکی و مکانیکی
چکیده فارسی مقاله سابقه و هدف: چوب مغناطیسی یکی از فرآورده‌های نانوفناوری چوب است که پتانسیل‌های کاربردی بالایی را در حوزه‌های مختلف صنعتی نشان داده است. چوب سوپرپارامغناطیس فراورده‌ای است که عموماً با سنتز درجای نانوذرات مغناطیسی درون بافت چوب تولید می‌شود. در این میان، چوب گونه‌های تند رشد توجه‌ بیشتری را به خود معطوف نموده‌اند. از سوی دیگر، برخی ویژگی‌های ذاتی چوب، نظیر جذب‌ آب و عدم ثبات ابعادی و نیز آسیب‌پذیری در برابر عوامل مخرب بیولوژیکی و هوازدگی می‌تواند دامنه کاربرد چوب مغناطیسی را به عنوان یک ماده پیشرفته‌ی مهندسی محدود نمایند. این مطالعه با هدف ارزیابی تأثیر تیمار فورفوریلاسیون بر اصلاح رفتارهای فیزیکی و مکانیکی چوب صنوبر سوپرپارامغناطیس تولید شده با روش سنتز درجای نانوذرات مغناطیسی انجام شد. مواد و روش‌ها:سنتز درجای نانوذرات مگنتیت درون چوب صنوبر (Populous deltoides)، با استفاده محلول کلریدهای آهن II و III، با نسبت مولی 2:1، درون یک سیلندر خلاء/فشار انجام شد. پس از آن، چوب تیمار شده با زهکشی کاتیون‌های آهن و جایگزینی آن با محلول یک مولار هیدروکسید سدیم به چوب مغناطیسی تبدیل شد. پس از شستشوی محلول سود اضافی و خشک کردن، چوب صنوبر مغناطیسی، تحت سیستم خلاء-فشار، با دو غلظت متفاوت از محلول اشباع فورفوریل الکل تیمار و به دنبال انجام تیمارهای حرارتی لازم به چوب-پلیمر تبدیل شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان، پراش پرتوایکس، مغناطیس‌سنجی نمونه ‌ارتعاشی، آزمون خمش استاتیک، و آزمون جذب آب و واکشیدگی ضخامت بلند مدت، جهت ارزیابی رفتار آزمونه‌ها استفاده شد. یافته‌ها:تبدیل چوب صنوبر به چوب مغناطیسی، درصد افزایش وزن حاصل از فرایند فورفوریلاسیون را کاهش داد. مغناطش اشباع چوب مغناطیسی در نتیجه تیمار فورفوریلاسیون و تبدیل شدن به چوب-پلیمر کاهش معناداری را نشان داد. تغییر غلظت محلول فورفوریل الکل تأثیر معناداری را بر مغناطش اشباع چوب-پلیمرهای مغناطیسی تولید شده نشان نداد. تیمار فورفوریلاسیون، مقاومت خمشی و مدول خمشی آزمونه‌ها را کاهش داد. رفتار خمشی آزمونه‌های چوب-پلیمر مغناطیسی و غیر مغناطیسی حاصل از تیمار با غلظت مشابه فورفوریل الکل تفاوت معناداری را نشان نداد. بررسی میکروسکوپی سطح شکست دیواره‌ی الیاف چوب در آزمونه‌های خمش اثر تیمار فورفوریلاسیون در تغییر رفتار دیواره الیاف از منعطف به ترد را نشان داد که منطبق با نتایج آزمون خمش بود. از سوی دیگر، با افزایش درصد جذب ماده پلیمری در ساختار چوب، جذب آب بلند مدت و واکشیدگی ضخامت آزمونه‌ها کاهش یافت. آزمونه‌های چوب-پلیمر مغناطیسی جذب آب و واکشیدگی ضخامت بیشتری در مقایسه با نمونه‌های چوب-پلیمر غیرمغناطیسی نشان دادند.نتیجه‌گیری:بر اساس نتایج این مطالعه، در صورت لزوم استفاده از چوب صنوبر مغناطیسی در محیط‌های با رطوبت بالا، تبدیل آن به چوب-پلیمر مغناطیسی با استفاده از فورفوریل الکل توصیه می‌شود، مشروط بر آنکه ویژگی‌های مکانیکی مورد نیاز را دارا باشد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله چوب مغناطیسی، سنتز درجا، چوب-پلیمر، فورفوریل الکل، نانوذره مگنتیت،
عنوان انگلیسی Furfurylated Superparamagnetic Poplar Wood: Morphological, Physical, and Mechanical Properties
چکیده انگلیسی مقاله Background and objectives: Magnetic wood is one of the wood nanotechnology products with a wide range of potential industrial applications. Superparamagnetic wood is generally produced by in situ synthesis of magnetic nanoparticles in the wood structure. Among the various species of wood used for the production of magnetic wood, the fast-growing species are becoming increasingly important. On the other hand, the inherent properties of wood, such as its water absorption, dimensional instability, and susceptibility to biodegradation and weathering, may limit the potential of magnetic wood as an advanced engineering material. This study aimed to evaluate the effect of furfurylation on modifying the physical and mechanical properties of superparamagnetic poplar wood prepared by in situ synthesis of magnetic nanoparticles. Materials and methods:In situ synthesis of magnetite nanoparticles in poplar wood (Populus deltoides) was performed using iron II and III chloride solutions in a 2:1 molar ratio in a vacuum/pressure chamber. Then the treated wood was converted into magnetic wood by draining the solution of iron cations and replacing it with a one-molar solution of sodium hydroxide. After washing the excess alkali solution and drying, the magnetic poplar wood was treated with two different concentrations of a furfuryl alcohol solution under the vacuum/pressure system and converted into wood polymer after performing the necessary heat treatments. The specimens were characterized using a field emission scanning electron microscope, X-ray diffraction, vibrating sample magnetometry, a static bending test, and long-term water absorption and thickness swelling tests.Results:The conversion of poplar wood to magnetic wood reduced the weight percent gain (WPG) resulting from the furfurylation process. The saturation magnetization of the magnetic wood decreased significantly after furfurylation and conversion to the wood-polymer. Changing the concentration of the furfuryl alcohol solution had no significant effect on the saturation magnetization of the prepared magnetic wood polymers. The furfurylation treatment significantly reduced the specimens' flexural strength and flexural modulus. The flexural properties of magnetic and non-magnetic wood polymer specimens treated with the same concentration of furfuryl alcohol solution showed no significant difference. Microscopic examination of the fracture surface of the cell wall of the wood in the specimens subjected to the bending test showed the effect of furfurylation in transforming the behavior of the cell wall of the fibers from ductile to brittle, which was consistent with the results of the bending test. On the other hand, as the WPG increased, the specimens' long-term water absorption and thickness swelling decreased. Magnetic wood-polymer specimens had higher water absorption values and thickness swelling than non-magnetic wood-polymer specimens. Conclusion: Based on the results of this study, it is recommended that magnetic poplar wood, if it must be used in high-humidity environments, be converted to magnetic wood-polymer with furfuryl alcohol, provided it has the required mechanical properties.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله چوب مغناطیسی, سنتز درجا, چوب-پلیمر, فورفوریل الکل, نانوذره مگنتیت
نویسندگان مقاله مهدی مشکور |
گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

داوود رسولی |
گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

حسین یوسفی |
گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

افسانه رجبی |
گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

نشانی اینترنتی https://jwfst.gau.ac.ir/article_6240_b1dea0313913663377fd7fddddb341fb.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات