بررسی مقاومت به آتش و خواص مکانیکی چوب پلیمر صنوبر تیمار شده با نانو ولاستونیت/استایرن

هدف از این پژوهش، اثر اشباع چوب صنوبر با نانو ولاستونیت و مخلوط نانو ولاستونیت و استایرن بر مقاومت به آتش و خواص مکانیکی چوب پلیمر ساخته شده می‌باشد. نمونه‌های چوب صنوبر(populus deltoides) با نانو‌ ولاستونیت با غلظت 4 درصد و مونومر استایرن محول در متانول با غلظت 75 درصد، با روش خلاء- فشار اشباع شدند. چهار تیمار مختلف چوب با نانو ولاستونیت، استایرن، اشباع مخلوط نانو ولاستونیت و استایرن (تیمار یک مرحله‌ای) به نسبت یک به یک و در نهایت، اشباع اولیه چوب به وسیله نانو ولاستونیت و سپس استایرن (تیمار دو مرحله‌ای) مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق، خواص مقاومت به آتش و خواص مکانیکی نمونه‌ها بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که کاهش وزن چوب در برابر آتش در تیمار دو مرحله‌ای (nw+st)، 61.38 درصد و در تیمار یک مرحله‌ای (nw/st)، 69.68 درصد نسبت به نمونه شاهد بهبود یافت. دوام شعله تیمار nw/st نیز تقریباً با تیمار nw برابر می‌باشد و 30 درصد نسبت به نمونه شاهد بهبود نشان داد. کاهش سطح کربونیزه شده درتیمارهای دو مرحله‌ای (nw+st) و یک مرحله‌ای (nw/st) به ترتیب برابر 28.53 و 29.06 درصد بود که کاهش قابل توجه‌ای را نشان داد. نتایج آزمون‌های مکانیکی نشان داد که در اثر حضور ماده کندسوز کننده مقاومت به فشار موازی الیاف در تیمار nw/st بیشترین مقدار را در بین سایر تیمارها داشت که افزایشی برابر 57.41 درصد را نسبت به نمونه شاهد نشان داد. مدول الاستیسیته و گسیختگی تیمار nw/st به ترتیب 26.77 و 35.71 درصد نسبت به نمونه شاهد افزایش داشتند. به علاوه، مقاومت به سختی تیمار nw/st 107.09 درصد نسبت به نمونه شاهد افزایش نشان داد. در مجموع می‌توان نتیجه‌گیری کرد که مخلوط کردن نانو ولاستونیت با استایرن در عین حال که مقاومت چوب پلیمر را در برابر آتش افزایش داد، باعث بهبود خواص مکانیکی چوب پلیمر هم شد.

Fire resistance and mechanical properties of nanowollastonite/styrenetreated poplar wood

The aim of this study was to investigate the effect of poplar wood saturation with nanowollastonite and nanowollastonitestyrene mixture on fire resistance and mechanical properties of polymer wood. Populus deltoids with 4% nanowollastonite and 75% methanolic solution of styrene monomer was saturated by vacuumpressure method. Four different wood treatments with nanowollastonite, styrene, simultaneous nanowollastonite and styrene (onestep) by 1:1 ratio and finally, the initial wood saturation by nanowollastonite and then styrene (twostage treatment) were investigated. In this study, the fire resistance and mechanical properties of the specimens were investigated. The results showed that the weight loss of wood against fire in twostage treatment (NW+St) was 61.38% and in onestage treatment (NW/St) was 69.68% better than control. NW/St treatment flame durability was approximately equal to NW treatment and improved by 30% compared to control. The reduction of carbonized area in twostage (NW+St) and onestage (NW/St) treatments was 28.53% and 29.06%, respectively, which showed a significant decrease. The results of mechanical tests showed that the NW/St treatment had the highest value due to the presence of condensing material in parallel to the NW/St treatment which showed an increase of 57.41% compared to the control sample. The modulus of elasticity and disruption of NW/St treatment increased by 26.77% and 35.71%, respectively. In addition, resistance to hardness of NW/St treatment increased by 10.07% compared to control. Overall, it can be concluded that mixing nanowollastonite with styrene, while increasing the polymer wood fire resistance, also improved the mechanical properties of the polymer wood.