دانلود پایان نامه

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی کشاورزی

گرایش : حفاظت و اصلاح

عنوان : اثر اصلاح ترکیبی نانو نقره گرمآبی بر زمان پرس و خواص کاربردی تخته­ خرده ­چوب

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

دانشکده منابع طبیعی

گروه مهندسی چوب و کاغذ

پایان‌نامه برای دریافت درجه‌ی کارشناسی ارشد در رشته‌­ حفاظت و اصلاح

عنوان:

اثر اصلاح ترکیبی نانو نقره-گرمآبی بر زمان پرس و خواص کاربردی تخته ­خرده­ چوب

استاد راهنما:

دکتر مریم قربانی

استادان مشاور:

دکتر پوریا بی­پروا

دکتر ابولفضل کارگرفرد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………..11

1-2- فرضیات پژوهش……………………………………………………………………………………..13

1-3- اهداف پژوهش……………………………………………………………………………….14

1-4- کلیات………………………………………………………………………………………………..14

1-4-1- راش……………………………………………………………………………………………….14

1-4-2- تخته­ خرده چوب…………………………………………………………………………..15

1-4-3- اصلاح چوب………………………………………………………………………………………16

1-4-3-1- اصلاح حرارتی………………………………………………………………………………..16

1-4-3-2- تیمار گرمآبی……………………………………………………………………………….17

1-5- فناوری نانو…………………………………………………………………………………………18

1-5-1- نانو ذرات…………………………………………………………………………………………..18

1-5-1-1- فرآیند­های تولید نانو ذرات………………………………………………………………..19

1-5-1-2- نانو نقره…………………………………………………………………………………………20

1-5-2- انتقال حرارت نانو ذرات فلزی……………………………………………………………….20

1-6- کلوئید­ها……………………………………………………………………………………..21

1-7- میکروسکوپ الکترونی (SEM)……………………………………………………………22

فصل دوم: پیشینه تحقیق

3-1- اثر تیمار گرمایی بر خواص کاربردی چوب و فرآورده ­های آن……………….24

3-1-1- خواص فیزیکی…………………………………………………………………………..24

3-1-2- خواص مکانیکی………………………………………………………………………..26

3-2- اثر نانوذرات فلزی بر خواص کاربردی چوب و فرآورده­ های آن……………30

3-2-1- اثر نانوذرات فلزی بر هدایت حرارتی………………………………………..30

3-2-2- خواص فیزیکی………………………………………………………………………32

3-2-3- خواص مکانیکی………………………………………………………………………….35

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1- عوامل متغیر………………………………………………………………………………40

3-2- عوامل ثابت…………………………………………………………………………………40

3-3- تهیه مواد اولیه…………………………………………………………………………..41

3-3-1- تهیه خرده­ چوب……………………………………………………………….41

3-3-2- تهیه مواد شیمیایی……………………………………………………………….41

3-3-3- تهیه چسب مصرفی…………………………………………………………………..41

3-4- آماده­سازی ترکیبات آزمونی………………………………………………………….42

3-4-1- نانو نقره کلوئیدی………………………………………………………………….42

3-5- فرآیند اصلاح………………………………………………………………………………42

3-5-1 تیمار نانو­نقره………………………………………………………………………….43

3-5-2- تیمار گرمآبی و نانو­-گرمآبی……………………………………………………….43

3-6- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)…………………………………………………..44

3-7- میکروسکوپ الکترونی (SEM)………………………………………………………….44

3-8- ساخت تخته و ثبت دما در ضخامت کیک …………………………………………..45

3-9- تهیه نمونه ­های آزمونی………………………………………………………………..45

3-10- اندازه­ گیری خواص فیزیکی تخته ­ها…………………………………………..46

3-10-1- محاسبه تغییرات وزن و میزان ماندگاری نانو روی خرده­چوب راش…..46

3-10-2- محاسبه واکشیدگی ضخامت و جذب آب……………………………….47

3-11- اندازه ­گیری خواص مکانیکی………………………………………………………47

3-11-1- خواص­خمشی……………………………………………………………………….47

3-11-1-1- مدول­گسیختگی  (MOR)……………………………………………………..47

3-11-1-2- مدول­الاستیسیته (MOE)…………………………………………………….48

3-11-2- چسبندگی­داخلی (IB)……………………………………………………………….48

3-12- تحلیل آماری……………………………………………………………………………..48

فصل چهارم: نتایج

4-1- شناسایی و بررسی ساختاری خرده­چوب (SEM و EDS)………………..50

4-2- طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)…………………………………………………..53

4-3- اثر اصلاح ترکیبی نانو-گرمآبی بر روند انتقال حرارت………………………55

4-4- خواص فیزیکی……………………………………………………………………….57

4-4-1- تغییرات وزن خرده ­چوب راش………………………………………………..58

4-4-2- جذب آب…………………………………………………………………………….58

4-4-3- واکشیدگی ضخامت…………………………………………………………………60

4-5- خواص مکانیکی……………………………………………………………………………61

4-5- 1- خواص خمشی…………………………………………………………………….61

4-5-1-1- مدول گسیختگی…………………………………………………………………….61

4-5-1-2- مدول­الاستیسیته…………………………………………………………………62

4-5-2- مقاومت چسبندگی داخلی…………………………………………………………..63

فصل پنجم: بحث و نتیجه­ گیری

5-1- نوآوری روش…………………………………………………………………………….66

5-1- تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM و EDS)………………………………..67

5-2- طیف­سنجی FTIR…………………………………………………………………………

5-3- انتقال حرارت…………………………………………………………………………68

5-4- خواص فیزیکی…………………………………………………………………………..70

5-5- خواص مکانیکی…………………………………………………………………………72

5-5-1- خواص­خمشی………………………………………………………………………..72

5-5-1-1- مدول گسیختگی………………………………………………………………….72

5-5-1-2- مدول­الاستیسیته……………………………………………………………………….73

5-5-2- چسبندگی داخلی……………………………………………………………………….74

نتیجه­ گیری………………………………………………………………………………………75

پیشنهادات………………………………………………………………………………………….76

منابع………………………………………………………………………………………………..78

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………….86

چکیده:

در این تحقیق اثر اصلاح ترکیبی نانونقره کلوئیدی-گرمآبی بر انتقال حرارت از صفحات پرس گرم به مغز کیک خرده­چوب گونه­ی راش (Fagus orientalisخواص فیزیکی و مکانیکی تخته ­خرده­ چوب و تغییرات شیمیایی خرده­ چوب­های تیمار شده از طریق طیف­سنجی FTIR بررسی شد. تیمار در 4 گروه شاهد، گرمآبی، نانو و نانو-گرمآبی انجام گردید. البته تیمار­ گرمآبی و نانو-گرمآبی در دو سطح حرارت 150 و 170 درجه سانتی­گراد و دو سطح زمان 30 و 45 دقیقه انجام شد. در مجموع 10 سطح تیمار به­دست­آمد. نانونقره کلوئیدی با غلظت ppm100 تهیه­شد. مقاومت­های مکانیکی تخته ­ها شامل مدول­گسیختگی، مدول­الاستیسیته و چسبندگی داخلی طبق استاندارد DIN-68763 و خواص فیزیکی تخته ­ها شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت پس از 2 و 24 ساعت غوطه­وری در آب طبق استاندارد EN-317 اندازه­ گیری شدند. به­ منظور بررسی اثر نانوذرات نقره بر انتقال حرارت تخته­ هایی با زمان پرس 5 دقیقه ساخته­شد و دما در لایه میانی کیک خرده­چوب در هر 30 ثانیه توسط ترموکوپل ثبت گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) حضور، سایز و پراکنش مناسب نانو ذرات کلوئیدی نقره در خرده­چوب را به وضوح ثابت کرده­است. نتایج طیف سنجی FTIR شکست گروه­های استیل همی­سلولز­ها و کاهش مناطق آبدوست خرده­چوب­ها اصلاح شده به روش گرمآبی و نانو-گرمآبی رانشان می­دهد. اصلاح ترکیبی نانو-گرمآبی سرعت انتقال حرارت به لایه­های میانی کیک را تسریع کرد. تیمار نانو-گرمآبی در دمای بالای (170 درجه­سانتی­گراد) و نیز در دقایق انتهایی پرس نسبت به نمونه ­های شاهد و گرمآبی بهبود انتقال حرارت معنی­داری نشان­داد. هم­چنین تخته ­های حاوی نانونقره نسبت به تمام سطوح تیمار در زمان کمتری (92 ثانیه) به دمای 100 درجه­سانتی­گراد رسید. نتایج نشان­دادند تیمار نانو-گرمآبی منجر به کاهش مدول­گسیختگی و چسبندگی داخلی، افزایش مدول­الاستیسیته، کاهش جذب آب و بهبود واکشیدگی ضخامت تخته­ها گردید. بیشترین بهبود در خواص فیزیکی در تخته­های ساخته­شده با خرده­های چوب تیمار شده به روش نانو-گرمآبی در دمای 170 درجه سانتی­گراد و به­مدت 45 دقیقه مشاهده­شد. با افزایش دما و زمان تیمار، کاهش MOR و بهبود MOE محسوس­تر ­شد، اما با افزایش زمان تیمار در یک سطح دمایی IB کاهش بیشتری نشان­داد. هم­چنین کلیه خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ­های ساخته ­شده با خرده­ چوب­های اشباع­ شده با نانو نسبت به شاهد بیشتر بود.

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه

چوب از زمان پیدایش انسان تاکنون همواره به­عنوان ماده­ای بسیار مهم مطرح بوده ­است. در سال­های اخیر، بازار مصرف اوراق فشرده­چوبی گسترش قابل­ملاحظه­ای یافته­است. از دلایل عمده آن مزایای ویژه پانل­های چوبی، مانند یکنواختی خواص کاربردی در سطح پانل، امکان تولید در ابعاد بزرگ و سطح صاف با کیفیت مطلوب می­باشد (تومن و همکاران، 2010). در میان محصولات متنوع حاصل از فرآورده­های چوبی، تخته­خرده­چوب به­لحاظ تنوع استفاده، فرآیند نسبتاً ساده تولید و انعطاف­پذیری مواد اولیه از اهمیت ویژه­ای برخوردار­است. این صنعت در اوایل قرن بیستم صنعتی گردید و با تولید رزین­های مصنوعی در دهه­های چهل تا شصت میلادی توسعه چشم­گیری یافت (فتحی و همکاران، 1389) . در کنار ویژگی­های منحصر به فرد تخته­خرده­چوب، این ماده دارای ویژگی­های نامطلوبی همچون ناپایداری ابعاد که از تبادل رطوبت با محیط پیرامون آن ناشی ­می­شود، هست. این ویژگی باعث تغییر ابعاد چوب شده و بر روی خواص مکانیکی، هدایت حرارتی، صوتی و الکتریکی آن اثر می­گذارد. هم­چنین این ماده دارای ویژگی­هایی همچون تخریب زیستی، هوازدگی، قابلیت اشتعال و … هست.

در نتیجه، اگر فرآورده­های چوبی بدون هیچ گونه تیمار اصلاحی تحت شرایط نامطلوب (بخصوص مصارف بیرونی) به­کار روند، کیفیت آن­ها تحت تاثیر قرار می­گیرد و عمر مفیدشان نیز محدودتر خواهد شد. جهت بهبود خواص، می­بایست تیمار‌هایی روی فرآورده­های مرکب چوبی اعمال نمود تا کاربرد آنها را افزایش داد. در سال­های اخیر بیشتر از روش­های اصلاح چوب برای حل مشکلات زیست­محیطی، و بهبود خواص چوب و فرآورده­های آن استفاده می­شود که تیمار گرمایی یکی از این روش­ها است (هیل، 2006). در تجزیه حرارتی، همی­سلولز نسبت به سایر پلی­مر­های چوب بیشتر در معرض تخریب هستند (استام، 1964؛ آلن و همکاران، 2002). تخریب سلولز نسبت به همی­سلولز در دما­های بالاتر اتفاق می­افتد، هرچند گاهی اوقات در دما­های پایین تخریب همی­سلولز بسیار آهسته است (هیل، 2006). با حرارت­دهی چوب در هوا به بیش از دمایc  120ْ، درجه­ پلیمریزاسیون (DP) کاهش می­یابد (فنگل و وگنر، 1984). در مراحل آغازی تیمار، افزایش در درجه بلورینگی و وسعت نواحی بلوری ملاحظه شد، اما با افزایش زمان تیمار، هر دو کاهش می­یابند (هیل، 2006).

 تیمار گرمایی منجر به تغییر در خواص فیزیکی گوناگون از قبیل کاهش در رطوبت تعادل (اوباتایا و همکاران، 2000؛ اوباتایا و تومیتا، 2002)، کاهش خاصیت هیگروسکوپیک (متسا کورتلینن و همکاران، 2006؛)، بهبود در چسبندگی (فولریچ و همکاران، 2006)، بهبود دوام طبیعی (بونسترا و همکاران، 2006؛ هانگر و همکاران، 2002؛ سیلر و همکاران، 2000)، افزایش نواحی بلوری سلولز (بویان و همکاران، 2000؛ تجادا و همکاران، 1997؛ اوداکا و فرنو، 2003) و مقدار ظاهری لیگنین (کامدم و همکاران،2002؛ نوپنن و همکاران، 2004) می­گردد. از سوی دیگر اصلاح حرارتی باعث کاهش استحکام و مقاومت چوب می­شود (آویمی و وسترمارک، 2005؛ هونگ و لین، 2000؛ کامدم و همکاران، 2002) که مقدار این کاهش با زمان تیمار و گونه چوب مرتبط است. کاهش مقاومت­ها در سوزنی­برگان بیشتر از پهن­برگان بوده ­است (بنگتسون و همکاران، 2002). در فرآیند ساخت تخته­خرده­جوب مرحله پرس از اهمیت بالایی برخوردار است که تاثیر مستقیمی در خواص کاربردی محصول و هم­چنین راندمان تولید می­گذارد (دوست­حسینی، 1380). بررسی تاثیر انتقال حرارت پرس و رابطه آن با ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی محصول، ما را در دستیابی به بهترین کیفیت کمک می­ کند. در سال‌های اخیر تلاش­های زیادی برای کاهش زمان پرس و افزایش بازدهی خط تولید به عمل آمده­است. در همین راستا پیشرفت علوم با ظهور فناوری نانو سرعت قابل توجهی یافته­است.

کاربرد فناوری­نانو در بخش‌های مختلف صنایع چوب در حال افزایش است (سلیکر، 2005؛ تقی­یاری، 2010). با توجه به پژوهش­های مختلف ثابت شده­است. افزودن نانو ذرات فلزی به چوب و فرآورده­های آن، باعث بهبود خواص فیزیکی (بهمنی، 1391؛ ابراهیم­نژاد، 1390؛ سیاه­پشت، 1390؛ یکه­خانی، 1390)، افزایش مقاومت چوب (بهمنی، 1391؛ رنگاور و همکاران، 2013؛ اختری و همکاران، 2012) و بهبود انتقال حرارت می­شود (لایقی و همکاران، 1389؛ فرج­الله­پور، 1389؛ رسام و همکاران، a2012؛ تقی­یاری، 2010؛ b2011 تقی­یاری و همکاران، a2011 ، a,b2012). از طرف دیگر تیمار حرارتی بعد از اشباع چوب با نانو ذرات فلزی به­دلیل قابلیت هدایت حرارتی، حرارت را سریع­تر انتقال می­دهد و باعث تغییرات بیشتری در ویژگی­های چوب می­شود (سیاه­پشت، 1390؛ تقی یاری، 2010). به همین دلیل در این پژوهش، اثر تیمار گرمآبی بر روی تخته خرده چوب اشباع شده با نانو ذرات بررسی خواهد شد.

1-2- فرضیات پژوهش:

1- تیمار ترکیبی نانو نقره-گرمآبی در مقایسه با تیمار گرمآبی موجب بهبود محسوس­تر خواص فیریکی تخته خرده­چوب خواهدشد.

2-تیمار ترکیبی نانو نقره-گرمآبی باعث تغییر مقاومت­های مکانیکی چوب می­شود.

3- نانو نقره باعث افزایش انتقال حرارت در خرده­چوب، امکان اعمال تیمارحرارتی در دماهای پائین­تر و کاهش زمان پرس می­شود.

1-3- اهداف پژوهش:

1- کاهش زمان پرس گرم طی ساخت تخته.

2- حفظ مقاومت­های مکانیکی تخته ­خرده­ چوب اصلاح شده در حد استاندارد.

3- افزایش ثبات ابعاد تخته ­خرده ­چوب اصلاح شده به روش ترکیبی نانو-گرمآبی.

در این پژوهش از چوب گونه­ی راش پهن برگ بومی ایران به سبب پوشش وسیع سطح جنگل­های شمال کشور استفاده­شد.

در این تحقیق اثر نانو­ذرات نقره با قابلیت هدایت حرارتی بالا بر تیمار گرمآبی خرده ­چوب راش مورد مطالعه قرار گرفت.

[1]. Thoemen

[2]. Hill

[3]. Stamm

[4]. Alen

[5]. Fengel and Wegener

[6]. Obataya and Tomita

[7]. Metsa-Kortelainen

[8]. Follrich

[9]. Boonstra

[10]. Hanger

[11]. Sailer

crystallinity .[12]

[13]. Bhuiyan  

[14]. Tejada

[15]. Udaka and Furuno  

[16]. Kamdem  

[17]. Nuopponen  

[18]. Awoyemi and Westermark,

[19]. Hong and Lin

[20]. Bengtsson  

[21]. Celiker

تعداد صفحه : 88

قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***