بررسی کاربرد جفت­ کننده ­در چوب­ پلاست و چوب­­­ پليمر

جفت کننده در چوب پلاست اهمیت بسیار دارد. بین پلیمرهای غیرقطبی و الیاف قطبی چوب سازگاري ناچیزي وجود دارد. عوامل جفت­کننده سبب بهبود سازگاری شیمیایی بین الیاف طبیعی، پلیمر و پلاستیک می­شوند. این مواد هم با مواد سلولزی و هم با پلاستیک سازگاری داشته و با گروه­های هیدروکسیل چوب از طریق پیوند کوالانسی و واندروالسی واکنش می­دهند. جفت­کننده­ها نقش مهمی را در بهبود ترکیب شدن، سازگار شدن و اتصال بین دیواره سلول چوبی و پلیمر­های حفره سلول چوبی ایفا می­کنند. در این مطالعه، با بررسی تحقیقات انجام ­شده در داخل و خارج از کشور، به معرفی انواع جفت­کننده­های مورد استفاده در چندسازه­های چوبی و کاربرد آن­ها در تولید چوب­پلاستیک و چوب­پلیمر می­پردازیم.

واژه‌هاي كليدي: جفت کننده در چوب پلاست ، مواد سلولزی، چوب­ پلاستیک، چوب­ پلیمر.

• مقدمه جفت کننده در چوب پلاست

چوب ماده­ای طبیعی، تجدید­پذیر و دارای تنوع وسیعی از نظر بافت، رنگ، و چگالی می­باشد و به دلیل هوای محبوس در بین بافت سلولی، عایق حرارتی مناسبی در بین مواد ساختمانی به­ شمار می­آید. این ماده در مقایسه با فولاد هم وزنش مقدار بار بیشتری را تحمل می­کند ]1[.  رشد شتابان جمعیت جهان و به تبع آن افزایش تقاضا برای مصرف چوب از یک سو و محدودیت منابع جنگلی از سوی دیگر، لزوم استفاده بهینه از این ماده ارزشمند را بیشتر کرده­است ]2[. ساختار متخلخل چوب و گروه­های هیدروکسیل فراوان پلیمر­های تشکیل­دهنده آن باعث شده که این ماده درمقابل تخریب توسط میکرو­ارگانیسم­ها آسیب­پذیر، و حساس به تغییر ابعاد باشد، که این امر باعث کاهش عمر مفید چوب در حین مصرف می شود ]3 و 4[. لذا کنترل رطوبت یکی از اساسی­ترین مباحث تکنولوژي چوب جهت جلوگیري از تغییر ساختار فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی می باشد. عمر مفید محدود محصولات چوبی از یک سو و افزایش جمعیت از سویی دیگر صنعت چوب را با مشکل کمبود ماده اولیه مواجه ساخته است ]2[. حفاظت چوب یکی از اقدامات راهبردی جهت رفع معایب چوب و  جبران کمبود چوب است. نگرانی­های زیست­محیطی استفاده از مواد حفاظتی، تحقیقات را به سوی روش­هایی سوق داده­است که به کمک آن بتوان چوب را بدون آثار زیان­بار بر طبیعت تیمار کرد. اصلاح چوب بدون ایجاد سمیت، با تغییر ساختار زمینه، به بهبود دوام طبیعی چوب به عنوان یک روش دوست­دار محیط­زیست کمک کرده است. در واقع اصلاح چوب نوعی تیمار است که در آن ساختار مولکولی پلیمر­های دیواره سلولی (سلولز، همی­سلولز و لیگنین) تغییر می­کند. به غیر از دوام طبیعی، خواصی مانند ثبات ابعادی، سختی، مقاومت در برابر اشعه UV و رفتار جذب آب از طریق اصلاح بهبود می یابد. این تغییرات چوب را به ماده­ای مناسب برای اغلب کاربرد­ها، نسبت به چوب تیمار نشده، تبدیل کرده است]5[. یکی از روش های اصلاح چوب، اصلاح شیمیایی است که در تهیه WPC ها مورد استفاده قرار می گیرد ]6[.

• [2] WPC ها

WPC مخفف دو واژه­ی Wood Plastic composite (چندسازه چوب پلاست) و Wood Polymer composite (چندسازه چوب-پلیمر) است ]7[. چندسازه­ ها به دسته­اي از مواد اطلاق می­شود که آمیزه­ اي از مواد مختلف و متفاوت در شکل و ترکیب باشند و اجزاء تشکیل­دهنده آنها هویت خود را حفظ کرده، در یکدیگر حل­نشده و باهم ممزوج نمی­شوند ]8[.

چندسازه چوب ­پلاستیک از مخلوط پلیمر، الیاف لیگنوسلولزي و افزودنی­هایی مانند روان­کننده، جفت کننده، رنگدانه، ضدخوردگی، ضد اشعه فرابنفش، ضد میکروبی و … است که در فرایندهایی مانند اکستروژن، قالب تحت فشار و تزریق تولید می شود ]9[.

چندسازه چوب­-­پلیمر­ از پلیمر شدن مونومر­ها یا الیگومر­های مایعی که طی فرآیند اشباع وارد چوب می­شوند، به وجود می­آیند و به این ترتیب ساختار متخلخل چوب که از لیگنین، سلولز و همی­سلولز ساخته شده، با پلاستیک یا ماده­ای نسبتا سخت، پر می­شود ]10[. بین پلیمرهای گرمانرم غیرقطبی و الیاف قطبی سازگاري ناچیزي وجود دارد. بنابراین با استفاده از یک عامل شیمیایی جفت کننده که بین آنها اتصال برقرار می­کند، سطح مشترك بین این دو ماده با هم افزایش می­یابد. عامل جفت­کننده نیروهاي واندروالس بین الیاف و پلیمرهاي گرمانرم را به پیوند کوالانسی یا هیدروژنی تبدیل می­کند. معمولاً این عوامل برروي سطح الیاف سلولزي یا مواد گرمانرم پیوند زده می­شوند ]11[.

3- جفت ­کننده­ ها

جفت کننده در چوب پلاست انواع متفاوتی دارد. بیش از 40 نوع جفت­کننده برای استفاده در چندسازه­های چوبی وجود دارد که به سه­دسته­ی آلی (شامل:ایزوسیانات­ها، انیدرید­ها، آکریلات­ها و اپوکسید­ها)، معدنی (سیلیکات­ها) و آلی­–­معدنی (شامل: سیلان­ها و تیتان­ها) طبقه­بندی می­شوند. جفت­کننده­های آلی با گروه­های قطبی (گروه­های هیدروکسیلی اصلی) سلولز و لیگنین توسط پیوند هیدروژنی یا کوالانسی واکنش داده و اتصال عرضی ایجاد می­کنند. به طور مثال ­انيدريد­ها مي­توانند هم با چوب و هم با ماتريكس پليمر واكنش دهند كه نتيجه آن اتصال عرضي قوي بين چوب و پليمر است. با افزایش دما و زمان واکنش، تعدادي از گروه ­های كربوكسيل با گروه­هاي هيدركسيل ديواره سلولي چوب وارد واكنش جانشيني می­گردند. اين واكنش باعث كاهش نم­پذيري چوب در اثر كاهش تعداد گروه­هاي هيدروكسيل مي­شود. در ادامه مي­توانند از محل بند دوگانه انيدريد متصل شده به ديواره چوب،  و با استفاده از بنزوئيل پراكسيد به عنوان آغازگر راديكالي، پيوندهاي عرضي را در زنجير پليمر ايجاد کنند. وجود پيوندهاي عرضي باعث پرشدن فضاي خالي بين زنجير پليمر و ديواره چوب مي شود و خصوصيات چندسازه را بهبود مي­بخشد ]12[.

 جفت­کننده­های معدنی در جهت مقابله با قطبیت سطحی الیاف چوب عمل کرده و باعث بهبود سازگاری الیاف چوب و پلیمر می­گردد. جفت­کننده­های آلی-­­معدنی ترکیبات هیبریدی هستند که به دلیل اتصال سیلان به گروه­های هیدروکسیل سلولز یا لیگنین، بین سر آلی و معدنی ارتباط برقرار می­کنند ]13 و 14[. سیلان­ها می­توانند با گروه­هاي هیدروکسیل چوب وارد واکنش تراکمی شده و پیوند کووالانسی بین اکسیژن و سیلیسیوم تشکیل دهند ]5[. مطالعات زیادی در به کار­گیری از ترکیبات سیلانی به عنوان عامل جفت­کننده در چند­سازه­های چوبی انجام شده است که در ادامه به بررسی آن­ها می­پردازیم.

3-1- جفت کننده در چوب پلاست

فرآورده­ هاي چندسازه چوب ­پلاست گروه جديدي از مواد مرکب هستند که در طي سال­هاي اخير مورد توجه بسياري از محققين و بخش عمده­ايي از صنعت قرار گرفته­اند. چوب پلاست مخلوطی از مواد پلیمري و سلولزي است.  معمول­ترین پلاستیک­هاي مورد استفاده شامل:  پلی­ پروپیلن، پلی­ اتیلن و پلی ­وینیل­ کلراید می­باشند. چندسازه­ هاي چوب پلاست فواید چوب و پلاستیک را توام دارند. تخته­کوبی سقف و کفپوش، تزئینات دکور، در و پنجره و استفاده در خودرو از کاربردهاي متداول این دسته از کامپوزیت­ها می­باشند. با توجه به اين که قسمت عمده­ايي از ترکيب اين چندسازه­ها را آرد چوب تشکيل مي­دهد، مي­توان دريافت که اين چندسازه­ها همانند چوب داراي خاصيت جذب رطوبت باشند. قطبی بودن چوب و عدم قطبی بودن پلیمرهاي ترموپلاستیک باعث شده که سطح مشترك ضعیفی بین این دو فاز تشکیل شود که این سطح مشترك ضعیف، بسیاري از خواص کاربردي چندسازه­هاي چوب پلاست را تحت تأثیر قرار می­دهد. لذا جفت کننده در چوب پلاست از این جهت اهمیت دارد. استفاده از مواد جفت­ کننده می­تواند از طریق تشکیل پیوندهاي شیمیایی و پیوندهاي عرضی باعث تقویت فصل مشترك بین دو فاز چوب و پلاستیک و بهبود سازگاری شیمیایی بین الیاف طبیعی و پلاستیک شود ]15، 16 و 17[. در ادامه به بیان بخشی از پژوهش­های انجام شده درباره­ی اثر جفت­کننده­ها در چندسازه چوب ­پلاست می­پردازیم.

Nourbakhsh و همکاران (2008)، کامپوزيت چوب پلاست را  با استفاده از ضايعات کارتن باطله و جفت کننده مالئيک­انيدريد ساختند. نتايج نشان داد تاثير مالئيک­انيدريد بر ويژگي­هاي مکانيکي حداكثر و ميزان واکشيدگي ضخامت حداقل بوده است ]18[.

Mohebby  و همکاران (2011)، در بررسي نقش مالئيک­انيدريد با غلظت­هاي مختلف بر چوب­ پلاست ساخته شده از پلی پروپیلن و الیاف استیله شده، دريافتندکه افزایش مقدار جفت­کننده سبب افت جذب آب و واکشيدگي حجمي گرديد ]19[.

Shakeri و همکاران (2013)، اثر همزمان جفت­کننده­هاي ايزوسيانات و مالئيك­انيدريد بر خواص مکانيکي چند­سازه چوب پلاست آرد چوب/ پلي­اتيلن سنگين را بررسي کردند. طبق نتايج افزودن مالئيك­انيدريد 4% و ايزو­سيانات 2% و ترکيب آن­ها، سبب افزايش خواص كششي و خمشي چوب­ پلاست، به ويژه مقاومت به ضربه شد ]17[.

Liao و همکاران (1997)، الیاف چوب صنوبر را با آکریلونیتریل و جفت­کننده تیتان، برای تهیه چندسازه چوب پلاست پلی­اتیلن با دانسیته کم اشباع کردند و دریافتند که این تیمار باعث بهبود خواص مکانیکی چند­سازه چوب پلاست در مقایسه با الیاف تیمار نشده گردید ]20[.

Botros (2003) ، افزايش خواص مکانيکي چند­سازه چوب پلاست مالئيک­انيدريد جفت­شده با پلي­اتيلن را گزارش کرد و همچنين اظهار داشت که جفت­کننده­ها از چند­سازه چوب پلاست در برابر جذب آب و ناپايداري ابعاد محافظت کرده و پيوند محکمي در چوب پلاست ايجاد مي­کنند ]21[.

Keener و همکاران (2003)، به اين نتيجه رسيدند که ويژگي­هاي فيزيکي و مقاومت خمشي و کششي چندسازه الياف طبيعي/ پلي اولفين و جفت­کننده مالئيک­انيدريد افزايش مي­يابد ]22[.

Sombatsompop و  Chaochanchaikul(2004)، طی بررسی اثر سه نوع  جفت­کننده سیلانی با ساختار مولکولی متفاوت در تهيه PVC / خاک­اره، دریافتند که تلفیق این سه نوع ترکیب باعث بهبود خواص مکانیکی و حرارتی شد و  اختلاف در خواص کششي و فشاري کامپوزيت با مقدار آرد چوب کم، نسبت به کامپوزيت­هاي با آرد چوب زياد، به اضافه کردن جفت­کننده حساس­تر است ]23[.

Santos و همکاران (2009)، کارايي استفاده از پلي­پروپيلن جفت­شده با وينيل­تري­اتوکسي­سيلان را براي تهيه چندسازه چوب پلاست پلي­پروپيلن/ آرد چوب با مالئيک­انيدريد مقايسه کردند. نتايج نشان داد که هردو جفت­کننده باعث بهبود خواص چوب شدند اما چند­سازه جفت شده با سيلان مقاومت کششي بهتر، جذب آب کمتر و مورفولوژي همگن­تري نسبت به مالئيک­انيدريد داشت. پايداري حرارتي هر دو کامپوزيت حاوي جفت­کننده بيشتر از چندسازه چوب پلاست بدون جفت­کننده بود ]24[.

Zhang (2014)،  اثر اتصال الياف چوب صنوبر را با و بدون استفاده از جفت­کننده­اي جديد به نام آلکيل­کتن­دايمر (AKD) در چند­سازه چوب پلاست آرد چوب/ پلي­پروپيلن بررسي کرد و نتايج را با جفت­کننده مالئيک­انيدريد مقايسه کرد و دريافت کارايي  AKD5% در خواص مکانيکي کامپوزيت­ها بهتر از مالئيک­انيدريد 3% بود و AKD را جفت­کننده اي موثر براي اين چند­سازه معرفي کرد ]25[.

3-2- کاربرد جفت­کننده­ ها در چوب­-­پلیمر

 همراه با پیشرفت صنعت پلیمرهای مصنوعی، این پلیمرها به طور گسترده­ای برای اصلاح چوب مورد استفاده قرار گرفتند که در آن چوب به وسیله مونومرها اشباع و تبدیل مونومر به پلیمر منجر به تولید چوب­-­­پلیمر گردید ]26[. پلیمر شدن فرآیندی شیمیایی است که طی آن مونومر­ها به هم متصل شده تا زنجیره پلیمری تشکیل دهند. در واقع چوب­-­پلیمر با جذب آب کمتر نسبت به چوب تیمار نشده، ثبات ابعاد، بهبود خواص مکانیکی و  مقاومت بیشتر در برابر تخریب شیمیایی و بیولوژیکی را  نشان می­دهد.

تهیه چوب­-­پلیمر در دو فاز صورت می گیرد: 1- اشباع چوب با مونومرها. 2-  پلیمرشدن مونومر در چوب.

اشباع چوب از طریق  تزریق مونومر صورت می­گیرد که می تواند به روش غوطه­­وری، خلاء-غوطه­وری و خلاء- فشار انجام شود ]10[.

از میان روش­های معمول اشباع چوب، مناسب ترین آنها برای تولید چوب­-­پلیمر، روش خلاء-فشار است. این روش مبتنی بر یکی از فرآیند­های معمول اشباع موسوم به بتل یا سلول پر است، با این تفاوت جزئی که در مرحله نهایی خلاء اعمال نمی­شود. با توجه به محل قرار گرفتن پلیمر، در حفره­های سلولی یا روزنه­های دیواره­سلولی و یا هر دو، انواع چوب­پلیمر به سه دسته چوب­پلیمرحفره­ای، دیواره­ای و ترکیبی تقسیم می­شوند. اگر مونومری که وارد چوب می­شود فقط به داخل حفره­های سلولی نفوذ نماید و یا به مقدار کم در دیواره نفوذ کند به چند­سازه حاصل، چوب­پلیمر حفره­ای می­گویند. اگر مونومری به علت طبیعت قطبی یا وزن مولکولی پایینش بتواند به داخل دیواره سلولی نفوذ کند و روزنه­های ریز آن را اشغال نماید، چندسازه حاصل را چوب­پلیمر دیواره­ای نامیده می­شود. این امکان وجود دارد که بتوان تیمارهای دیواره­ای را با حفره­ای تلفیق کرد و چوب­پلیمری ساخت که خواص هر دو را دارا باشد، چندسازه حاصل چوب­پلیمر ترکیبی نامیده می­شود ]27[.

مونومرهایی که وارد ساختار متخلخل چوب می شوند، در حضور آغازگر و سپس اعمال حرارت، تبدیل به پلیمر شده و در نهایت چوب­-­پلیمر ساخته می­شود آغازگرها به طور معمول نقش مهمی در ادامه واکنش یا فعال شدن مواد شیمیایی بازی می­کنند ]6[. در چوب­پلیمر حفره­ای از آنجا که حفره­های سلولی مهمترین گذر­گاه­های موجود در چوب به حساب می­آیند، اشغال آنها توسط پلیمر موجب کند شدن روند جذب رطوبت و در نتیجه کاهش واکشیدگی و بهبود ثبات ابعادی چوب­-­پلیمر و همچنین تقویت چوب و بهبود ویژگی­های مکانیکی این چند­سازه می­گردد. مونومر­های حفره­ای که اغلب وینیلی هستند، پس از نفوذ در داخل چوب توسط رادیکال آزاد به پلیمر تبدیل می­شوند. از آنجایی که بیشتر مونومرهای وینیلی، غیرقطبی هستند، تأثیر کمی بین گروه­های هیدروکسیل چوب و پلیمرهای وینیلی حاصله، مورد انتظار است. اصلاح مونومرهای وینیلی با افزودن مواد قطبی به منظور تورم و اصلاح دیواره­سلولی انجام می­شود. بنابراین عوامل­جفت­کننده در بهبود میل­ترکیبی، سازگاری و چسبندگی بین فیبرهای قطبی چوب و زمینه­های غیرقطبی پلیمر نقش خیلی مهمی دارند ]6، 12 و 27[.

اکثر تحقیقات انجام شده درباره چوب-پلیمر حاکی از آن است که خصوصیات فیزیکی، مکانیکی، پایداری حرارتی و مقاومت به پوسیدگی چوب­-­پلیمر به مراتب بهتر از چوب شاهد است. مقاومت این چند­سازه در مقابل قارچ­ها نه به دلیل سمیت مونومرهای وینیلی به کار رفته­است (چون پس از تبدیل مونومر به پلیمر، این سمیت از بین می رود)، بلکه وجود پلاستیک در داخل حفره­های سلولی و روزنه­های ریز دیواره­ای، سدی در برابر نفوذ و حرکت ریسه­های قارچ است. همچنین پر شدن گذرگاه­های فوق موجب کند شدن حرکت مولکول­های آب و کاهش نم­پذیری چوب-پلیمر می­شود، که این خود باعث جلوگیری از رشد و گسترش قارچ می گردد ]27[.

تحقیقات بر روی چوب­-پلیمر حاصل از گونه ­هاي مختلف با انواع مونومرهاي قطبی و غیرقطبی و فرآیندهای مختلف اصلاح حفره سلولی، دیواره­سلولی و اصلاح های ترکیبی نشان داد که بسته به نوع مونومر اصلاح کننده، خصوصیات مکانیکی و فیزیکی چوب­-پلیمر بهبود می­یابد. گزارشات زیادی اظهار داشتند که نمونه­های چوبی تیمار شده با مونومرهای وینیلی  باعث افزایش چشمگیر آب­گریزی و بهبود خواص مکانیکی از جمله مقاومت فشاری، خمشی و سختی می­گردد ]28 و 29[. در چند سال اخیر در کشور ما نیز تحقیقاتی در این زمینه صورت گرفته است. جفت­کننده­ها با افزایش سازگاري و اتصال بین دیواره سلولی چوب و پلیمرهاي حفره­اي، نقش مهمی در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی چوب­پلیمر ایفا می­کنند ]6[.

 Omidvarو Amozadeh-Omrani (2005)، تيمارپذيري چوب پالونيا را با استفاده از مونومر حفره­ای استايرن و جفت­کننده­ي اتيلن­گليکول­دي­متاکريلات به عنوان اتصال­دهنده عرضي بررسی کردند. بر اساس نتايج ميزان جذب و عمق نفوذ در جهت مماسي با اختلاف معني­داري بيشتر از جهت شعاعي بوده است ]30[.

Talaeepour و Omidvar (2007)، چوب پليمر ساخته شده از گونه هاي سپيدار، پالونيا، افرا پلت و ممرز و مونومر استايرن و جفت کننده اتيلن گليکول دي متاکريلات را معرفي کردند و نشان دادند افزايش وزن و ثبات ابعاد در پالونيابیشترین و در ممرز کمترین بود ]31[.

Nikkhah shahmirzadi و همکاران (2015)، به تاثیر جفت کننده در چوب پلاست پرداختند. در بررسی اثر تیمار اصلاح با مالئیک‌انیدرید و متیل‌متاکریلات بر خواص مکانیکی و مقاومت در برابر پوسیدگی چوب صنوبر اظهار داشتند که مالئیک‌انیدرید در حضور متیل‌متاکریلات، با کاهش قطبیت در چوب و ایجاد پراکنش مناسب بین ذرات چوب و سطح پلیمر، سبب تشکیل پیوندعرضی و انتقال یکنواخت‌تر تنش گردید و به بهبود خواص مکانیکی انجامید. مقاومت در برابر پوسیدگی نیز بهبود یافت، به‌طوری‌که کاهش‌وزن از 4/80 درصد در سطح شاهد به 29/4 درصد در سطح مالئیک‌انیدرید/ متیل‌متاکریلات تقلیل یافت. اصلاح با مالئیک‌انیدرید به‌دلیل تغییر ترکیبات چوب، کاهش قابلیت جذب رطوبت دیواره‌سلولی و اثر حجیم‌کنندگی، و حضور متیل‌متاکریلات در حفرات سلولی به عنوان یک مانع فیزیکی برای حرکت میسیلیوم قارچ و ورود رطوبت، به بهبود مقاومت در برابر پوسیدگی منتهی شدند ]12[.

Sobhani Oskouie و همکاران (2017)، دریافتند استفاده از جفت­ کننده سیلانی در چوب پلاست موجب بهبود خواص مکانیکی و زیستی فرآورده چوب­-­پلیمر حاصل از مونومر حفره­ای آکریلونیتریل گردید ]6[.

Schneider  وBrebner  (1985)، در بررسي اثر ترکیب 3­تری­متوکسی­سیلیل­پروپیل­متاکریلات به عنوان عامل جفت­کننده نشان دادند با افزايش WPG، ثبات ابعاد افزايش داشته است. در WPG 25-45%، ASE 60-70% گزارش شده است ]32[.

Solpan  وGuven  ( 1998)، در بررسی اثر جفت­ کننده آلیل­گلیسیدیل­اتر، با دو مونومر آکریلونیتریل و متیل­متا­کریلات بر پایداری حرارتی چوب بلوط و سدر نشان دادند که اصلاح نمونه­های چوبی با آلیل­گلیسیدیل­اتر و آکریلونیتریل در برابر تخریب حرارتی پایدارتر از آلیل­گلیسیدیل­اتر و متیل­متا­کریلات می­باشد. آنها از آکریلونیتریل برای بالا بردن پایداری حرارتی آلیل­گلیسیدیل­اتر استفاده کرده و بیان کردند پایداری حرارتی کو­پلیمر­ها بیشتر از هومو­پلیمرهاست ]33[.

Zhang و همکاران (2005)، 3 ماده متيل­متاکريلات (MMA) هيدروکسي­اتيلن­متاکريلات (HEMA) و اتيلن­گليکول­دي­متاکريلات در چوب­-­پليمر را مطالعه کردند  و اظهار داشتند که MMA کمترين جذب آب و HEMA بيشترين جذب آب را دارد. بيشترين درصد جذب مربوط به MMA است. اختلاف در ترکيبات تاثير زيادي در ثبات ابعاد نداشت. در نمونه­هاي تيمار­شده با HEMA کپکي در سطح مشاهده نشد ]3[.

Devi و Maji (2013)، ­چوب سيمول را با کو­پلیمر آکریلو­نیتریل و استایرن حاوی نانو­ذرات­اکسید­تیتانیوم و اکسید­سیلیسیوم و دارای جفت­کننده 3-تری­متوکسی­سیلیل­پروپیل­متاکریلات اشباع کردند. افزودن کو­پلیمر بهبود چشمگیری در خواص کامپوزیت چوب سيمول از جمله: مقاومت به آتش، مقاومت در برابر جذب آب و ضریب ضد­واکشیدگی نشان داد ]34[.

Devi و Maji (2013)، به ساخت نانوکامپوزيت اشباع شده با استايرن/آکريلونيتريل در حضور جفت ­کننده گليسيديل­متاکريلات و وينيل­تري­کلروسيلان در چوب سيمول پرداختند. تيمار چند­سازه حاصل باعث بهبود همه خواص چوب از جمله اثر ضد آبي، ثبات ابعاد، سختي، پايداري حرارتي و مقاومت خمشي و کششي نسبت به چوب شاهد شد ]35[.

نتيجه ­گيري جفت کننده در چوب پلاست

استفاده از جفت کننده در چوب پلاست و هم در تهيه چوب­-پليمر، باعث افزايش سازگاري بين گروه­هاي قطبي و غير قطبي شده و خواص چند­سازه  اعم از فيزيکي، مکانيکي، بيولوژيکي و حرارتي، نسبت به چند­سازه­ي بدون جفت­ کننده، بهبود مي­يابد.

مراجع

[1] Parsapajouh, D., Faezipour, M., and Taghiyari, H., 2009. Industrial timber preservation, 4th Ed., Tehran University Publications, Tehran, 657 p. (In Persian).

[2] Mohheby, B., 2003. Modification of wood and lignocellulose material and their technologies. In: National Conference of Processing and Use of Cellulose Materials. Oct. 1-2, Rezvanshahr, Iran, p 205-214.

[3] Zhang, Y., Zhang S.Y., Yang D.Q. and Wan H., 2005. Dimensional Stability of Wood-Polymer Composites. Journal of Applied Polymer Science. 102: 5085-5094.

[4] Feng, L., Yixing, L., Jian, L., Duojun, L. and Xinzhen, F., 2010. Fabrication of a novel wood- based composites by in-situ polymerization of functional monomers. In: International conference on measuring technology and mechatronics automation. March.13-14, Changsha City, China, p 208-211.

[5] Sobhani Oskouie, F., Ghorbani, M. and Amininasab, S.M., 2016. The effects of modification with silan compound on physical properties of poplar wood (Popolus Deltoids). Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 31: 458-471.

[6] Sobhani Oskouie, F., Ghorbani, M. and Amininasab, S.M., 2017. Mechanical behavior and biological resistance of Acrylonitrile wood-polymer modified with alkoxysilan. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 24:103-116.

[7] StarkLaurent, N.M. and Matuana, M., 2007. Characterization of weathered wood–plastic composite surfaces using FTIR spectroscopy, contact angle, and XPS. Journal of Polymer Degradation and Stability, 92: 1883-1890.

[8] Abidnejad, R., Jahan Latibari A. and Roohnia, M., 2016. Evaluation of mechanical properties of old corrugated container fibers –polypropylene composites reinforced with carbon nanotubes (CNT). Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 32:47-56.

[9] Rangavar, H., Nourbakhsh, A. and Haji Hatamlo, S., 2016. The effect of nano-wollastonite on physical and mechanical properties of wood plasticcomposites made with sunflower stem waste and alder wood. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 31:689-694.

[10] Stolf, D. and Rocco Lahr, F., (2004). Wood-Polymer Composite: Physical and Mechanical Properties of Some Wood Species Impregnated with Styrene and Methyl Methacrylate. Materials Research. 7: 611-617.

[11] Heydari Gorji, A., Shakeri, A., Tabarsa, T. and Omidvar, A., 2011. Comparative Investigation on the Properties Polypropylene- Sanding Fines and Dust Composites. Journal of Wood & Forest Science and Technology. 18: 31-48.

[12] Nikkhah shahmirzadi, A., Ghorbani, M. and Amininasab, S.M., 2015. Investigation on the mechanical and decay resistance properties of wood modified with maleic anhydride and methyl metacrylate. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 30:491-502.

[13] Li, Y., 2011. Wood-Polymer Composites. Advances in composite materials-Analysis of natural and man-made materials. Ed. Tesinova, P. Intech, Rijeka Croatia, 229-284 p.

[14] Lu, J., Wu, Q. and McNabb, H., 2000. Chemical coupling in wood fiber and polymer composites: A review of coupling agents and treatments. Wood and Fiber Science. 32: 88-104.

[15] Ismaeili Moghadam, S., 2016. Effect of chemical modification of wood flour on long term water absorption and thichness swelling and morphological study of wood plastic composite. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 23: 175-198.

[16] Hosseini, S.Z. and Aenayati, A.A., 2016. An investigation on the mechanical properties of the wood plastics composite reinforced with waste polyester fibers. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 23: 188-197.

[17] Shakeri, A., Safdari, V.R., Rohnia, M., and Nourbakhsh, A., 2013. An analysis of the combined effects of isocyanate HMDI and maleic anhydride (MAPE) coupling agents on the mechanical properties of HDPE- wood flour composite. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 28: 290-300.

[18] Nourbakhsh, A., Doosthossieni, K., Kargarfard, A., Golbabaei, F. and Haji hassani, R., 2008. Investigation of OCC Fiber/Polymers Composites in Air – Forming Production. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 23: 91-101.

[19] Mohebby, B., Fallah Moghadam, P. and Kazemi Najafi, S., 2011. Swelling and its trend in wood plastic composite prepared by polypropylene and acetylated fibers. Journal of Forest and Wood Products, 64: 185-196.

[20] Liao, B., Huang, Y. and Cong, G., 1997. Influence of modified wood fibers on the mechanical properties of wood fiber reinforced polyethylene. Journal of Applied Polymer Science, 66: 1561-1568.

[21] Botros, M., 2003. Development of new generation coupling agents for wood-plastic composites. In: Intertech Conference: The Global Outlook for Natural and Wood Fiber Composites, December 3-5. New Orleans, LA, p. 17.

[22] Keener, T.J., Stuart, R.K. and Brown, T.K., 2004. Maleated coupling agents for natural fibre composites. Composites: Part A., 35: 357–362.

[23] Sombatsompop, N. and Chaochanchaikul, K., 2004. Average mixing torque, tnsile and impact properties, and thermal stability of poly (vinyl chloride)/sawdust composites with different silane coupling agents. Journal of Applied Polymer Science, 96: 213-221.

[24] Nachtigall, S.M.B., Cerveira, G.S. and Rosa, S.M.L., 2007. New Polymeric-Coupling Agent for Polypropylene/Wood-Flour Composites, Polym. Test., 5: 619–628.

[25] Zhang, H., 2014. Effect of a novel coupling agent, alkyl ketene dimer, on the mechanical properties of wood–plastic composites. Materials and Design, 59: 130-134.

[26] Habibzadeh, D., Omidvar, A., Mastery Farahani, M. and Mashkoor, M., 2013. Introduction of wood-polymer composite and its use as an eco-friendly product. In: The Second National Conference of Sustainable Development of Agriculture and Healthy Environment. Sept. 12, Hamedan, Iran, p 10.

[27] Omidvar, A., 2010. Wood Polymer Composite, Gorgan Agriculture and Natural Resourses University Publications, Gorgan, 127 p. (In Persian).

[28] Meyer, J. 1981. Wood-Polymer Materials: State of the Art. Wood Science Technology, 14:49-54.

[29] Devi, R.R., and Maji, T.K., 2002. Studies of properties of rubber wood with impregnation of polymer. Bulletin of Materials Science. 25: 527-531.

[30] Omidvar, A. and Amozadeh-omrani, M., 2005. Investigation on treatability of Paulownia wood using polymerization technique.  Journal of Agriculture Science and Natural Resourses, 12: p 8.

[31] Talaeepour, S., and Omidvar, A., 2007. Investigation of physical properties of wood-polymer composites from palownia, aspen, maple, and hornbeam species. Pajouhesh & Sazandegi, 77: 85-91.

[32] Schneider, M.H. and Brebner, K.I., 1985. Wood-polymer combinations: Bonding of alkoxysilane coupling agents to wood. Wood Science and Technology. 19:75-81.

[33] Solpan, D. and Guven, O., 1998. Comparison of the dimensional stabilities of oak and cedar wood preserved by in situ copolymerization of allylglycidyl ether with acrylonitrile and methyl methacrylate. DieAngew Makromol Chem, 259: 33-37.

[34] Devi, R. and Maji, T., 2013. In-Situ Polymerized Wood Polymer Composite: effect of additives and nanoclay on the thermal, mechanical properties. Material Research. 16:954-963.

[35] Devi, R. and Maji, T.K., 2013. Effect of nanofillers on flame retardancy, chemical resistance, antibacterial properties and bio degradation of wood/styrene acrylonitrile co-polymer composites. Wood Science Technology, 47:1135-1152.

*مسوول مکاتبه:  e-mail: sobhani.wopa@gmail.com

[2] Wood plastic composite & wood polymer composite