تاثیر فرایند روغن- گرمایی بر عملکرد بیولوژیکی، فیزیکی و مکانیکی گرما‌چوب تولید شده

سابقه و هدف: چوب با توجه به ماهیت طبیعی آن، دارای محدودیت‌هایی در خواص و کاربرد است که برای رفع آنها، نیاز به اصلاح دارد. اصلاح چوب معمولاً با اهداف مختلف و روش‌های متعددی انجام می‌شود. یکی از روش‌های اصلاح چوب، استفاده از تیمارهای حرارتی به‌منظور بهبود ثبات ابعادی و افزایش دوام بیولوژیکی چوب است؛ اما آنچه مسلم است آن است که اصلاح حرارتی چوب بر سایر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب نیز تاثیرگذار است. اصلاح حرارتی چوب در حضور اکسیژن سبب اکسیداسیون ساختار شیمیایی چوب شده و منجر به کاهش خواص فیزیکی و مکانیکی چوب می‌گردد. ازاین‌رو حذف اکسیژن در طول فرایند تیمار حرارتی می‌تواند سبب کاهش اثرهای تخریبی این تیمار گردد. در این بررسی با به‌کارگیری فرایند روغن- گرمایی (thermo-oil) و حذف اکسیژن در طول فرایند، به ارزیابی تاثیر این تیمار بر عملکرد قارچ عامل پوسیدگی سفید (trametes versicolor) پرداخته شده است. همچنین تاثیر تیمار حرارتی (فرایند روغن- گرمایی) در محیط فاقد اکسیژن بر خواص مهندسی گونه‌های چوبی غان و کاج ارزیابی شد.مواد و روش‌ها: در این بررسی نمونه‌های مورد نظر از دو گونه چوبی غان (betula sp.) و کاج (pinus sp.) تهیه شدند. تیمار گرمایی نمونه‌های مورد نظر با استفاده از فرایند روغن- گرمایی، در یک سیلندر مجهز به سیستم فشار و خلا انجام شد. همچنین از روغن بازیافت شده صنعتی برای تیمار گرمایی نمونه‌ها استفاده گردید. دما و زمان مورد استفاده در این تیمار به ترتیب 195 درجه سانتی‌گراد و 5 ساعت در نظر گرفته شد. در پایان فرایند تیمار، روغن مورد استفاده از سیلندر اصلی به داخل مخزن روغن تخلیه شده و پس از اعمال خلا نمونه‌ها از داخل سیلندر خارج گردیدند. به‌منظور بررسی مقاومت بیولوژیکی و نیز خواص فیزیکی و مکانیکی (جذب آب و واکشیدگی، دانسیته، کاهش وزن، مقاومت خمشی، مقاومت به فشار موازی الیاف و مقاومت به ضربه) از چوب‌های تیمار شده و شاهد، نمونه‌های آزمونی در ابعاد استاندارد تهیه گردید. به‌منظور تجزیه‌وتحلیل آماری از نرم‌افزار spss استفاده شد. از آزمون تجزیه واریانس anova نیز برای مقایسه بین گروه ها استفاده شد.یافته‌ها: بررسی نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که تیمار روغن- گرمایی می‌تواند سبب کاهش عملکرد قارچ عامل پوسیدگی سفید و نیز اثرگذاری کمتر این قارچ بر خواص فیزیکی و مکانیکی هر دو گونه چوبی گردد. همچنین نتایج نشان داد که تیمار روغن- گرمایی سبب بهبود ویژگی‌های فیزیکی و کاهش ویژگی‌های مکانیکی به‌استثنای مقاومت فشاری موازی الیاف گردید.نتیجه‌گیری: تیمار روغن-گرمایی در درجه حرارت بالا سبب تغییرات ساختاری چوب شده و ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی چوب را تحت تاثیر قرار می‌دهد. همچنین تغییرات ساختاری به وجود آمده در اثر تیمار حرارتی می‌تواند عاملی موثر و بازدارنده بر اثرگذاری و عملکرد قارچ‌ عامل پوسیدگی سفید بر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب باشد.

effect of thermo-oil process on biological, physical and mechanical performance of produced thermo wood

background and objectives: wood has some limitations in properties and applications due to its natural nature, which need to be modified. wood modification is usually done with different aims and methods. one of the wood modification methods is thermal treatments in order to improvement of dimensional stability and biological resistance. but, it is surely affected on physical and mechanical properties of wood. wood thermal modification in presence of oxygen causes the oxidation of its chemical structure which leads to decrement of physical and mechanical properties. therefore, elimination of oxygen in thermal modification can reduce its destructive effects. in current study, the effect of thermo-oil process on the function of white rot fungus has been investigated. moreover, the effect of this process on engineering properties of birch and pine wood species was evaluated.methodology: in this study, two wood species of birch (betula sp.) and pine (pinus sp.) cut into the desired timbers. heat treatment of the prepared timbers was carried out in a cylinder which equipped to the pressure and vacuum system. also, industrial recycled oil was used for heat treatment of the timbers. the temperature and time treatment were considered 195 °c and 5 hours, respectively. at the end of the process, the used oil was drained into the oil storage tank and the timbers were removed from the cylinder after applying vacuum. in order to investigation of biological resistance as well as physical and mechanical properties (water absorption and swelling, density, mass loss, bending strength, compression strength parallel to the grain and impact strength) test specimens were prepared from the treated and control timbers based on the standard. the spss software was used for statistical analysis. the results were statistically analyzed based on a one-way anova method.results: results revealed that thermo-oil treatment can reduce the functionality of white rot fungus and also its efficiency on physical and mechanical properties of both wood species. moreover, the results showed that this process improved the physical properties and reduced the mechanical properties, except compression strength parallel to the grain.conclusion: thermo-oil treatment at high temperature causes structural changes of wood and affects its physical and mechanical properties. also, the structural changes caused by heat treatment can be an effective and inhibiting factor to functionality of white rot fungus on physical and mechanical properties of wood.