پودرهای سلولزی و تقویت کننده در فراورده های چوب پلاست:

در فراورده های چوب پلاست پُر کننده های مختلف سلولزی قابل استفاده است. برای تعریف این اصطلاح لازم است یک مرور مختصر بر تعریف سلولز داشته باشیم ؛ سلولز عبارتست از یک پلیمر طبیعی که از به هم پیوستن مولکولهای هیدروکربن گلوکز به صورت منوالی ورشته ای شکل یافته است در گیاهان خشبی وچند ساله به همراه سلولز پلیمرهای طیبعی دیگری به نام همی سلولز و لیگنین نیز وجود دارند که نقش لیگنین این است که مثل ملات رشته های همی سلولز وسلولز را به هم متصل می کند . و در این میان چوب نمونه بارز یک ماده لیگنوسلولزی است که در صنعت مصارف گسترده ای دارد. سلولز جامد، يك ساختار ميكروكريستالين با نواحي كريستالي و آمورف تشكيل مي‌دهد . ليگنين نیز يك تركيب حلقویِ بيشتر سه بعدی، با جرم مولكولي بالاست كه فقط در مقادير جزئي مي‌تواند هيدروليز شود. خواص مكانيكي آن به وضوح پايين‌تر از سلولز مي‌باشد . پكتين نام كلي هتروپلي ساكاريدهاست كه اصولاً شامل اسيد پلي‌گالاكتوژن مي‌باشد.

اين ماده تنها پس از خنثي سازي جزئي با قليا يا هيدروكسيد آمونيم در آب قابل حل مي‌باشد. خاک اره نمونه شناخته شده ای ازیک پودرسلولزی است که درصنایع مختلف مورداستفاده قرارمی گیرد محصولات حاصل ازخرد کردن چوب برحسب دانه بندی واندازه وابعاد ذرات (مش بندی) از پوشال و تراشه وچیپس گرفته تا خاک اره وپودرچوب را در بر می گیرد.

کلیه این محصولات حاوی نوعی الیاف سلولزی هستند ؛ با این تفاوت که میزان دانه بندی آنها به صورتی است که به حالت آردند و کوچکی  ابعاد ذرات به اندازه ایست که به شکل پودر و یا خاک اره مشاهده می گردند.

همان طورکه ذکر شد نمونه شاخص یک پودر سلولزی خاک اره است که از خرد و آسیاب کردن چوب خام وضایعات کارخانجات چوب بری وصنایع چوب حاصل می گردد ، اما کلمه پودرسلولزی درکاربرد عبارت عامتری است چرا که نه تنها چوب درختان بلکه بسیاری ازمحصولات گیاهی مثل ساقه غلاتی چون گندم ، جو ، برنج و … را نیزشامل شده ، چرا که این مواد ترکیبات وخواصی نظیر پودر چوب دارند.

حتی پوسته و هسته گیاهانی چون نارگیل ، خرما ، کنف ، پنبه ، زیتون و000 نیز حاوی مقادیر سرشاری ازسلولز می باشند . با خرد و آسیاب کردن کلیه این مواد چه به صورت جداگانه و چه در ترکیب با هم قابلیت تأمین پودر سلولز کلیه محصولات فوق را در بر می گیرد . حتی کاغذ و مقوای باطله که مجددأ خرد ویا خمیر می شوند و به صورت پودر یا آرد در می آیند  نیز می توانند بخشی از پودرهای سلولزی را تشکیل دهند.

ازاین مواد به صورت الیاف وفیبر- مشابه الیاف کاغذ سازی و تولید تخته فیبر– نیز برای تولید محصولات کامپوزیت با کیفیتهای مکانیکی بالا استفاده می شود ولی این امر باعث افزایش قیمت تمام شده خواهد شد . در ضمن این الیاف جذب آب بالایی دارند و از آرد چوب نیزچگالترند.

منابع تأمین پودرهای سلولزی مورد استفاده در چوب پلاست:

به طور کلی اکثر گیاهانی که دارای ساقه خشبی و یا دانه ، پوست ، هسته و… چوبی می باشند قابلیت تامین سلولز را دارند ولی از دیر باز و به طور سنتی ، چوب درختان به عنوان مهمترین منبع تامین خاک اره وپودر سلولزی والیاف  و… شناخته شده وهنوز کماکان برای این مقاصد مورد استفاده قرار می گیرد ؛ لیکن امروزه  کاهش منابع جنگلی در جهان و به تبع آن افزایش قیمت چوب آلات والوار در سطح جهان از یک سو وفشارسازمانهای زیست محیطی و سازمانهای مردم نهاد  NGO”“ ها  از سوی دیگر، کارشناسان ومتولیان صنعت را ناگزیر به جستجوی منابع جایگزین و ارزانتر وا داشته است.

یکی از منابعی که برای این منظور مورد توجه واستفاده قرار گرفته ضایعات کشاورزی است که هر ساله مقادیر زیادی از آن سوزانده شده و ازبین می رفت ولی امروزه در بسیاری از صنایع از جمله صنایع ساخت تخته های فشرده ، صنایع شیمیایی ، کاغذ وخمیر سازی  صنعت کامپوزیت و… به عنوان مواد اولیه ارزان مورد استفاده قرار می گیرد.

این امر در کشورهای پیشرفته اروپای غربی و امریکا تا اندازه ای مورد توجه قرار گرفته است که در حال حاضر دهها کارخانه در این مناطق صرفا از ضایعات کشاورزی نظیر کاه گندم وجو ، وساقه برنج و ذرت و…به عنوان مواد اولیه استفاده می کنند وتعداد بیشتری نیز این مواد را به عنوان درصدی از مواد اولیه مصرف می کنند.

از جمله مسایلی که برای تدوین برنامه تاسیس کارخانه بر اساس استفاده از این گونه مواد در یک منطقه بایستی در ابتدا مورد توجه جدی قرار بگیرد میزان و حجم تولید این مواد در آن منطقه است ، زیرا این مواد به دلیل حجیم بودن هزینه حمل نقل زیادی را می طلبند و تهیه این مواد از مناطق دور دست مقرون به صرفه نمی باشد .

میزان تولید این مواد از نظر وزنی حداقل برابرو حداکثر تا چهار برابر میزان تولید محصول آن گیاه است وازاین میزان در حدود 50% به مصارف روستایی (دامی وکشاورزی) می رسد و در حدود 10% نیز هنگام جمع آوری وحمل از بین می رود ولی از این میزان در حدود 30%  کاملا قابل برنامه ریزی برای استفاده صنعتی است.

نکته بسیار مهم دراین میان خرید ، جمع آوری و ذخیره سازی به موقع این مواد است . زیرا به دلیل فصلی بودن امکان تهیه مواد فقط در دو یا سه ماه وجود دارد ؛ در ضمن این مواد به شدت مستعد تجزیه وتخریب شیمیایی وآتش سوزی هستند لذا انبار کردن و حفظ آنها مستلزم ایجاد شرایط خاصی است که از حوصله بحث ما خارج است.

در کشور ما نیز به دلیل فقر جنگلی و کمبود شدید چوب وفشارهای زیست محیطی استفاده از چوب در مقیاس وسیع و صنعتی برای تولید محصول علاوه بر اینکه غیر اقتصادی وگران است ،خسارات جبران ناپذیری را به منابع طبیعی واکولوژیکی کشور وارد می سازد واین در حالی است که سالیانه طبق آمارهای اعلام شده از وزارت جهاد کشاورزی حجم عظیمی از ضایعات کشاورزی در کشور سوزانده ویا بلا استفاده در طبیعت رها می شوند که می توانند منابع خوبی برای تامین مواد اولیه صنایع کشورمان باشد . یکی از این منابع باگاس صنایع نیشکر در خوزستان می باشد که در محل خود مورد بحث قرار خواهد گرفت.

به عنوان نمونه موفق استفاده از مواد کشاورزی  شرکت ایتالیایی ” Eco plan  “ را می توان نام برد که در کنار یک کارخانه روغن کشی زیتون تاسیس شده است واز پسمانده هسته های زیتون که سابقا توسط این کارخانه دور ریخته می شد و نیزاستفاده از پلاستیک های بازیافتی به نسبت 50- 50 اقدام به تولید محصول کامپوزیت WPC  (چوب پلاست) نموده وبه این ترتیب با تاسیس یک کارخانه دو ماده مزاحم محیط زیست ودور ریختنی را به محصولی با کیفیت و پرکاربرد تبدیل می کند.

انواع الیاف و پودرهای سلولزی رایج در ساخت کامپوزیت WPC  (فراورده های چوب پلاست)

مواد لیگنوسلولزی که امروزه در سطح دنیا به عنوان تقویت کننده و یا پرکننده در محصولاتی مانند چوب پلاست استفاده می شوند بر اساس منشا تولیدشان شامل موارد زیر می شوند:

1-   انواع پودر های سلولزی ،الیاف وآرد چوب تهیه شده از منابع مختلف چوب ماسیو

اعم از درختان سریع الرشد یا مازاد مقطوعات وسرشاخه ها درختان جنگلی .

2-   الیاف و پودرها تهیه شده ازضایعات کشاورزی از قبیل باگاس، کاه ، کلش ، ساقه گندم

برنج و سایر غلات ، کنف ، کتان وهرس درختان باغی .

3-   الیاف تهیه شده از فرآوری مجدد ضایعاتی مثل کاغذ روزنامه ومقوا وضایعات کارخانجات کاغذ و خمیر یا آرد چوب حاصل از صنایع چوب مثل مبلمان و چوب بری ها  وضایعات شهری…

به عنوان مثال خرد کردن گرده بینه والوار ( خارج از درجه ) ، گرده بینه درختان سریع الرشد و مازاد مقطوعات جنگلی وسپس تبدیل آنها به چیپس ودر نهایت به الیاف وپودر سلولزی در مقایسه با ضایعات کاغذ ومقوا ویا ضایعات کشاورزی مثل کاه وساقه گندم از نظر نوع عملیات، ماشین آلات وتجهیزات ، همچنین میزان مصرف انرژی ، طول خط و درنتیجه سرمایه گذاری با هم تفاوت بسیاری دارند. البته در برخی مقالات منابع تامین الیاف و پودرهای سلولزی به دو گروه (مواد اولیه سلولزی با منشا چوب درختان ومواد اولیه با منشا غیر چوبی) تقسیم بندی شده است.  به هر روی بسته به نوع ماده اولیه وخاستگاه آن از روشهای مختلفی برای فرآوری استفاده می شود.

الیاف سلولزی مصرفی در این صنایع همان الیاف خمیر کاغذ و تخته فیبر است که نحوه تولید آن در کتب مربوطه به صورت مفصل آورده شده  و در اینجا از توضیح مجدد صرف نظر می شود  فقط یاد آوری می شود که الیاف در حین مصرف باید تا رطوبت 1% الی 3%  (بر مبنای وزن چوب خشک) خشک شوند.