افزایش کیفیت چوب

بهبود کیفیت چوب به کمک پرتو گاما (چوب پلاستیک)
توسعه وپیشرفت تکنولوژی در جهان سبب گشته تا از یک سو به علت امتیازات فرآورده های چوبی برای بسیاری از مصارف به ویژه در صنایع و از سوی دیگر عرضه آن برای مصرف کننده بسته به فاکتورهایی از قبیل مقاومت، تثبیت ابعاد وعمر مفید آن در برابر عوامل بیولوژیکی نیاز به فرآورده های چوبی روز به روز افزایش یابد.

ترکیب چوب- پلاستیک در حدود سال 1960 شناخته شده وبا تحقیقات گسترده در این زمینه تعداد زیادی مواد شیمایی جدید مانند منومرهای وینیل را جهت پر کردن فضای خالی چوب وپلیمر مریزاسیون آن مورد استفاده قرار گرفت.در همین سال سازمان انرژی اتمی ایالات متحده مطالعه توسعه ترکیبات چوب و پلیمر به کمک پرتو گاما برای پلیمر نمودن منومرهای ونیل را در دانشگاه واشنگتن به منظور رفع نیاز دوشرکت به ترکیبات چوب- پلاستیک آغاز نمود.
تحقیقات متعددی در این زمینه به علت مصرف ترکیب چوب- پلیمر در جهان با استفاده از تکنیکهای متفاوت(پرتو گاما، امواج حرارتی وحرارت مستقیم) صورت پذیرفته است.
به طورکلی مطالعات زیادی در جهان روی ترکیب چوی- پلیمر انجام شده که ارائه کامل آنها از حوصله این مقاله خارج است. به طور کلی نتایج این تحقیقات رضایت بخش بوده وچنین به نظر می رسد که اگر برای چوب-پلاستیک از نظر اقتصادی محدودیتی وجود نداشته باشد ،  می‌تواند برای کاربردهای مختلف، نظیر ماکو و ماسوره مورد استفاده در نساجی، مدلهای صنعتی قالب، ابزار باغبانی، پارکت سازی، جعبه ابزار دقیق، وسایل ورزشی، دسته کارد، یخچال و غیره که همگی از مداد وارداتی بوده و سالیانه ارز قابل توجهی را به خود اختصاص می دهند توصیه می گردد.
 با معرفی پلیمر، دانشمندان جهت اندود واشباع چوب به تعدادی از مواد شیمایی دست یافتند. در نتیجه اشباع چوب با رزین های طبیعی و پلیمرزاسیون آنها با هدف بهبود کیفیت چوب قوت گرفت.
در تکنیک پرتو گاما، از روش های متفاوتی از قبیل چشمه کبالت 60، پرتو گاما ساطع از عناصر سوختی فعال، ترکیب اشعه گاما ونترون حاصل از یک راکتور و پرتوهای الکترونی استفاده می شود. پلیمریزاسیون منومرهای ونیلی در چوب طی دومرحله هموپلیمریزاسیون (پر کردن فضای خالی چوب با پلمیر) وکوپلیمریزاسیون(پیوند چوب با پلیمر) صورت می پذیرد.
برای دستیابی به ترکیب چوب- پلاستیک با اتصال پلیمر سلولز نیاز به عامل شیمایی جهت واکشیدگی چوب ونهایتا نفوذ منومرهای ونیلی در دیواره ثانویه سلول چوب میباشد. این موضوع یعنی بهینه نمودن کیفیت چوب و دامنه وسیع کاربرد ترکیبات چوب.پلاستیک موجب شده که تحقیقاتی در این زمینه روی دو گونه چوب صنوبر انجام گیرد.
در این تحقیق از منومر متیل کریلات و روش هموپلیمریزاسیون استفاده وبه کمک اشعه گاما ساطع شده از کبالت 60 با دور ثابت در زمان،واکنش پلیمریزاسیون صورت پذیرفته است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که پلیمریزاسیون چوب با پرتو اشعه گاما(کبالت 60)، خواص فیزیکی ومکانیکی چوب افزایش می یابد. درصد تثبیت ابعاد چوب با استفاده از روش فوق رضایت بخش است و حتی می توان با کمک مواد افزودنی شیمیایی تا حد بالاتری قابل افزایش باشد. افزون بر این در صورت استفاده از پلیمرهای الاستیک، مقاومت به ضربه را نیز میتوان افزایش داد. هر چند در این زمینه ودر رابطه با ساخت چوب- پلاستیک با استفاده از چوب سایر گونه های بومی،مونومرهای متفاوت و ترکیبات مختلفی از آنها وهمچنین دوزهای مختلف نیاز به انجام تحقیقات بیشتری است که در صورت ادامه تحقیق حاضر به انجام خواهد رسید.
1-Wood And Plastic Structure .
2-mechanics of wood and wood composites. van nestran rienhod company.
کیوان سلطانی- مهندس صنایع چوب وکاغذ
 
چوب سیمان پوشش دیواره های ساختمان
سابقه تولید صفحات چوب سیمان به سال 1914 می رسد که در اطریش نوعی پانل فشرده چوبی تولید گردید. در سال 1928 برای تولید این پانل ها از سیمان پرتلند استفاده شده و در سالها پس از آن گچ به عنوان عامل اتصال دهنده استفاده گردند.
فرآورده های چوب سیمان که امروزه در بیشتر کشورهای جهان تولید میگرند، دارای خواص کاربردی مطلوبی مانند: مقاومت به عوامل جوی، آتش وعوامل بیولوژیک بوده واز پایداری ابعاد بالایی برخورداند. علاوه بر تولید پانل های مسطح در پرس های مسطح در پرس های معمولی، با استفاده از قالب های مناسب میتوان محصولات دیگر از قبیل بلوک های سیمانی، آجر و قطعات فرم دار را نیز تولید نمود. امروزه پانل های چوب سیمان که به صورت صفحات بزرگی تولید می گردند، در حد وسیعی در احداث واحدهای مسکونی وتجاری مورد استفاده قرار می گیرد.
در طی سالهای اخیر فناوری تولید پانلهای چوب سیمان، رشد وتوسعه چشم گیری یافته و خطوط تولید این فرآورده در اغلب کشورهای جهان مستقر گشته اند. انتظار می رود در آینده نیز پیشرفتهای افزون تری در زمینه کاربرد گونه های چوبی و مواد لیگنوسلولزی و نیز فرآیند گیرایی سیمان به عمل می آید شایان ذکر است که تولید تخته های چوب سیمان معمولا در کارخانه های نسبتا کوچک با ظرفیت پایین صورت می گیرد. پایین بودن ظرفیت کارخانه های چوب سیمان از معایب آنها محسوب نمی‌شود، زیرا این کارخانه ها معمولا برای احتیاجات بازارهای محلی طراحی می‌گردد تا از حمل و نقل تخته های سنگین در فواصل طولانی جلوگیری شود. اگرچه فرایندهای تولید صفحات چوب سیمان به دستگاه های پیچیده خشک کن وچسب زن نیاز ندارد، ولی این فرایند به پرس های سرد و محفظه های بزرگ جهت گیرایی سیمان احتیاج دارند.
یکی از مسایل عمده در تولید صفحات چوب سیمان، عدم سازگاری گونه های چوبی با سیمان پرتلند ومحدودیت های اتصال ذرات چوب با سیمان است. بسیاری از چوبها دارای مقادیری مواد آلی می باشند که مشکلاتی را در گیرایی سیمان و چسبندگی آن با چوب ایجاد می کنند.
به منظور بهبود خواص کاربردی صفحات چوب سیمان وافزایش کارایی آنها تحقیقات زیادی در زمینه سازگاری گونه های چوبی مختلف با سیمان، مصرف مواد افزودنی وانجام تیمارهای مختلف در فرابند تولید فراورده های چوب سیمان صورت گرفته است. به عنوان مثال جهت کاهش اثرات محدود کننده چوب بر گیرایی سیمان، راههای متفاوتی ارایه گردیده که از آن جمله خارج کردن قندها و سایر مواد استخراجی محلول در آب توسط آب داغ است.برای انجام این تیمار، ذرات چوب را مدتی در آب داغ غوطه ور میکنند تا مواد استخراجی آنها کاهش یابد. زمان غوطه‌وری به عواملی مانند حرارت آب داغ ومیزان مواد استخراجی محدود کننده بستگی دارد. افزودن مواد شیمایی نیز در کاهش زمان گیرایی سیمان موثر است.یک‌ماده مهم در این مورد کلرور کلسیم است که محلول 1 تا 3 درصد آن، جهت خنثی سازی اثر یکدهم درصد قند در مخلوط سیمان موثر است سولفات آلومینیوم نیز برای حذف اثر محدود کننده قند در حد 4 تا 5 درصد به کار می رود. افزون بر این سود سوزآور یا ئیدروکسید سدیم با غلظت 1/0 تا 1 درصد نیز جهت بهبود مقاومت اتصالات چوب با سیمان، برای برخی انواع گونه ها که مشکل چسبندگی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فرایند تولید پانل های چوب سیمان:
یکی ازفراورده های متداول چوب سیمان که قدمت آن در ایالات متحده به بیش از نیم قرن می رسد، پانل های اکسلسیور (Excelsior bord) یا صفحات رشته چوب با سیمان است این پانل ها که در ساختمان به ویژه پوششهای داخلی سقف و دیوارها کاربرد گسترده ای دارند، نسبتا سبک بوده ودانسیته آنها (پانلهای مخصوص سقف) به حدود 6/0 گرم بر سانتی متر مکعب می رسد.ماده اولیه این فراورده ها، سیمان پرتلند و رشته چوب است که از گرده بینه های پوست کنی شده صنوبر یا سوزنی برگان تهیه می گردد. رطوبت چوب در مرحله تبدیل به رشته چوب تأثیر قابل مااحظه ای بر کیفیت پانلهای چوب سیمان داشته وحد اپتیمم آن برای چوب صنوبر 20 تا 22 درصد وبرای کاج30 تا 35 درصد می باشد.
در فرایند تولید پانل های اکسلسیور، لازم است رشته چوبها با آب، سیمان ومواد افزودنی در یک بهم زن مخلوط گردند. سپس این مواد به دستگاه های فرمینگ (شکل دهنده) انتقال یافته و کیک خرده چوب سیمان را که ضخامتی حدود سه برابر تخته نهایی دارد، تشکیل می دهند. بعد از این مرحله، لازم است کیک آماده شده جهت فشردگی به پرس حمل گردد. پرس های متداول مورد استفاده قادرند در هر نوبت 13 تا 17تخته را پرس کنند.بعد از پرس، پانل های قید شده حدود 6 تا 8 ساعت در محفظه های گرمی با دمای 40 تا 80 درجه سانتی گراد نگهداری می شوند، تا بتوان آنها را از قالبهای گیره دار آزاد نمود. سپس این تخته را می توان به هوای منتقل کرده وجهت دستیابی به گیرایی ومقاومت مورد نظر، دسته بندی نمود. پانل های چوب سیمان بایستی حداقل یک هفته در این وضعیت باقی بمانند، تا حدوداً سختی و استحکام نهایی خود را به دست آورد این پانلها بعد از کناره بری و اندازه بری، سنباده زنی شده وجهت پرداخت نهایی آماده می گردند.
 برای ساخت پانل های چوب سیمان سنگین که بشتر در اروپا و ژاپن متداول اند، از خرده چوب های معمولی با ضخامت 2/0 تا 3/0 میلی متر و طول 10تا 30 میلی متر که از چوبهای بدون پوست تهیه می شوند، استفاده می گردد، نسبت چوب وسیمان در ماده اولیه حدود 25 تا 35 درصد چوب و 65 تا 75 درصد سیمان است. که در صورت لزوم می توان بدون هیچ گونه مشکلی این نسبتها را تغییر داده و تخته هایی با ویژگیهای مورد نیاز را تولید نمود. ذرات خرده چوب مخلوط شده با سیمان را می‌توان به طور تصادفی، جهت تولید تخته های همسان در یک لایه پخش نموده ویا اینکه آنها را به صورت سه لایه ویا تدریجی فرم دهی نمود. نمونه ای از کاربرد پانلهای چوب سیمان به عنوان پوشش خارجی دیواره های ساختمان دیوار کوب در شکل زیر عرضه شده است.
1-woodson, G,E 1976. fiberboard from southern hardwood. proceedings of the Washington state university particleboard symposium, No .10 pull man,
3-wellons, JD., and R.L. krahmer. 1973.self bonding in bark composites.
wood science, 6(2):112-128
کیوان سلطانی مهندس صنایع چوب وکاغذ