| تعداد نشریات | 285 |
| تعداد نشریات سازمان | 83 |
| تعداد شمارهها | 3,094 |
| تعداد مقالات | 34,551 |
| تعداد مشاهده مقاله | 49,445,887 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 79,876,097 |
تاثیر استفاده از پودر تایربازیافتی بهعنوان فیلر رزین فنل فرم آلدهید بر خواص فیزیکی و مکانیکی LVL تبریزی(Populus nigra) | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 23 آذر 1404 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2025.370941.1816 | ||
| نویسندگان | ||
| حسین بابایی شاهوردی* 1؛ فرشید فرجی2؛ لعیا جمالی راد2؛ سید مجید ذبیح زاده3 | ||
| 1دانشگاه گنبد کاووس | ||
| 2استادیار گروه صنایع چوب و کاغذ دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد،گنبد، ایران | ||
| 3دانشیار گروه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: استفاده از الوار لایهای Laminated Veneer Lumber (LVL) بهعنوان یکی از فرآوردههای نوین چوبی، امکان بهرهبرداری از گونههای سریعالرشد مانند Populus nigra را فراهم کرده و نقش مهمی در کاهش فشار بر جنگلهای طبیعی دارد. با وجود مزایای متعدد، محدودیت اصلی LVL، حساسیت آن به تغییرات رطوبتی و کاهش نسبی دوام در شرایط محیطی است. در سالهای اخیر توجه ویژهای به افزودنیهای نوین برای بهبود خواص این محصول شده است. در همین راستا، پودر تایر ضایعاتی به دلیل ماهیت هیدروفوبیک و ساختار پلیمری خود بهعنوان فیلری جایگزین برای مواد سنتی مانند آرد گندم پیشنهاد گردیده است. این مطالعه با هدف بررسی اثر اندازه ذرات (۴۰، ۶۰ و ۸۰ مش) و درصد مصرف پودر تایر ضایعاتی (۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد) بر خواص مکانیکی و فیزیکی LVL تبریزی انجام شد. مواد و روش: برای انجام این پژوهش، دو اصله درخت تبریزی (Populus nigra) دوازده ساله برداشت و پس از پوستکنی و لایهبرداری، لایههایی به ضخامت ۲/۲ میلیمتر تهیه شد. لایهها تا رسیدن به رطوبت حدود ۵ درصد در خشککن هوایی نگهداری گردید. بهمنظور آمادهسازی چسب، رزین فنولفرمالدهید محلول در متانول بدون افزودنی انتخاب شد و پودر تایر ضایعاتی حاصل از بازیافت تایرهای فرسوده در کارخانه به سه اندازه ذرات (۴۰، ۶۰ و ۸۰ مش) آسیاب و جداسازی گردید. این پودر به نسبتهای ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد بر اساس وزن خشک رزین به مخلوط چسب افزوده شد. نمونههای شاهد با استفاده از رزین حاوی ۲۰ درصد آرد گندم بهعنوان فیلر تهیه گردید. در مجموع ۲۷ پنل آزمایشی (۹ تیمار در سه تکرار) و سه پنل شاهد ساخته شد. فرآیند پرس در دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد، فشار ۳۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و زمان ۸ دقیقه انجام گرفت. برای سنجش مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته طبق استاندارد EN 310، واکشیدگی ضخامت و جذب آب طبق EN 317 و مقاومت نگهداری پیچ و میخ طبق ASTM D 1037 استفاده شد. طرح آماری مورد استفاده کاملاً تصادفی بود و تجزیه واریانس برای دادهها انجام شد. تفاوت میانگینها با آزمون چنددامنهای توکی در سطح ۹۵ و ۹۹ درصد بررسی گردید. نتایج: نتایج نشان داد که حضور پودر تایر ضایعاتی تأثیر معناداری بر خواص فیزیکی و مکانیکی LVL تبریزی دارد. مقاومت خمشی در تمامی تیمارهای حاوی پودر تایر نسبت به نمونه شاهد کاهش یافت، اما تفاوت آن در سطوح ۲۰ و ۳۰ درصد نسبت به ۱۰ درصد کمتر بود. مدول الاستیسیته نیز روند مشابهی داشت، تیمارهای با ذرات ریزتر (۶۰ و ۸۰ مش) عملکرد بهتری نسبت به ذرات درشتتر (۴۰ مش) نشان دادند. در خصوص مقاومت نگهداری پیچ و میخ، اثر متقابل دو عامل اصلی مشخص شد بهطوری که بهترین نتایج در ترکیب ۲۰ درصد مصرف و مش ۸۰ مشاهده گردید، در حالیکه ضعیفترین نتایج مربوط به ۱۰ درصد مصرف و مش ۴۰ بود. در بخش خواص فیزیکی، یافتهها حاکی از آن بود که افزودن پودر تایر توانست میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت را به شکل محسوسی کاهش دهد. تیمارهای با ۳۰ درصد مصرف و مش ۸۰ کمترین جذب آب را داشتند و تیمارهای ۲۰ درصد و مش ۶۰ نیز کاهش چشمگیری در واکشیدگی ضخامت نشان دادند. به طور کلی، دادهها نشان دادند که ذرات ریزتر و درصد مصرف بالاتر میتوانند ثبات ابعادی و مقاومت رطوبتی LVL را بهطور مؤثر بهبود دهند. نتیجهگیری: بر اساس یافتهها، استفاده از پودر تایر ضایعاتی در رزین فنولفرمالدهید میتواند بهعنوان رویکردی پایدار در تولید LVL تبریزی مطرح شود. اگرچه خواص مکانیکی نظیر مقاومت خمشی اندکی کاهش یافت، اما مدول الاستیسیته و مقاومت اتصالات در شرایط بهینه حفظ شدند. از سوی دیگر، بهبود خواص فیزیکی همچون کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت احتمالاً نتیجه تعامل مثبت بین پودر تایر و ماهیت آبگریز چسب فنولفرمالدهید است. بنابراین، کاربرد پودر تایر در فرمولاسیون چسب میتواند ضمن کمک به بازیافت ضایعات تایر، رویکردی مؤثر برای بهبود پایداری و توسعه اقتصاد چرخشی در صنعت چوب مهندسیشده باشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| پودرتایرضایعاتی؛ فرآوردههای چوبی؛ چسب فنول فرم آلدهید؛ الوار لایهای | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effect of using waste tire powder as a filler of alcohol soluble PF resine on physical and mechanical properties of poplar LVL | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hossein Babaei Shahvardi1؛ Farshid Faraji2؛ Laya Jamali Rad2؛ SeyyedMajid Zabihzadeh3 | ||
| 1Gonbad favours University | ||
| 2Assistant Professor, Department of Wood and Paper Industries, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbad University, Gonbad, Iran | ||
| 3Associate Professor, Department of Wood and Paper Science and Engineering, Faculty of Natural Resources, University of sari, sari, I.R. Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objective: Laminated Veneer Lumber (LVL) is one of the most important engineered wood products, offering efficient utilization of fast-growing species such as poplar. Despite its advantages, LVL suffers from dimensional instability and limited durability under moisture exposure, which restricts its wider applications. In recent years, various fillers have been added to phenol-formaldehyde (PF) resins to enhance physical and mechanical properties of LVL. Waste tire powder, owing to its hydrophobic and polymeric nature, has emerged as a promising alternative to traditional fillers such as wheat flour. Recycling waste tires not only contributes to sustainable waste management but also offers a low-cost resource for wood composites. This study aimed to investigate the effect of particle size (40, 60, 80 mesh) and content (10, 20, 30%) of waste tire powder on the mechanical and physical properties of poplar LVL. Materials and Methods: Two 12-year-old poplar (Populus nigra) trees were harvested and peeled into 2.2 mm veneers, which were conditioned to about 5% moisture content. Phenol-formaldehyde resin dissolved in methanol without additives was used as the adhesive. Waste tire powder obtained from a recycling plant was sieved into three particle sizes (40, 60, 80 mesh). It was incorporated into the PF resin at 10, 20, and 30% based on the dry weight of resin. For comparison, control samples were prepared using 20% wheat flour as filler. In total, 27 experimental LVL panels (9 treatments × 3 replications) plus 3 control panels were produced. The panels were hot-pressed at 180°C under a pressure of 30 kg/cm² for 8 minutes. Mechanical properties including modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE) were evaluated according to EN 310, screw and nail withdrawal resistance according to ASTM D 1037, and physical properties including water absorption and thickness swelling (24 h immersion) according to EN 317. A completely randomized design was applied, and data were analyzed using analysis of variance (ANOVA). Multiple comparisons of means were performed using Tukey’s test at 95% and 99% confidence levels. Results: The results indicated that both particle size and content of waste tire powder significantly affected the physical and mechanical performance of poplar LVL. MOR decreased in all treatments compared with the control; however, the reduction was less pronounced at 20% and 30% content, which showed no significant difference from each other. MOE followed a similar trend, with finer particles (60 and 80 mesh) outperforming coarser particles (40 mesh). Screw and nail withdrawal resistance were highly influenced by the interaction of both factors. The combination of 20% tire powder with 80-mesh particles resulted in the highest screw holding strength (an improvement over the control), while the weakest performance was observed at 10% content and 40 mesh. Regarding physical properties, waste tire powder showed a remarkable positive effect. Treatments with higher contents and finer particles exhibited significant reductions in water absorption and thickness swelling compared with the control. Specifically, panels with 30% and 80 mesh achieved the lowest water absorption, while 20% with 60 mesh provided the best dimensional stability with over 40% reduction in thickness swelling. These findings suggest that finer tire particles at moderate-to-high contents enhance resin distribution, reduce voids, and improve interfacial bonding, thereby increasing resistance to moisture. Conclusion: Based on the findings, the use of waste tire powder in phenol formaldehyde resin can be proposed as a sustainable approach in the production of Tabrizi LVL. Although mechanical properties such as flexural strength were slightly reduced, the modulus of elasticity and joint strength were maintained under optimal conditions. On the other hand, the improvement of physical properties such as reduced water absorption and thickness swelling is likely the result of the positive interaction between tire powder and the hydrophobic nature of phenol formaldehyde adhesive. Therefore, the use of tire powder in adhesive formulation can be an effective approach to improve sustainability and develop a circular economy in the engineered wood industry, while contributing to the recycling of waste tires. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Waste tire powder, wood products, phenol formaldehyde adhesive, laminated lumber | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 4 |
||