مقاومت به هوازدگی فرآورده چندسازه سرشاخه پسته - پلاستیک تیمار شده با نانو اکسید مس

سابقه و هدف: امروزه تقاضا برای استفاده از چندسازه‌های چوب‌-پلاستیک در محیط‌های بیرون رو به گسترش است. اما عوامل مخربی همچون هوازدگی که منجر به تغییرات رنگ و همچنین افزایش خاصیت آبدوستی سطح می‌گردد، استفاده از این محصولات را در محیط‌های بیرون محدود می‌کند، بنابراین این محصولات در محیط بیرون نیاز به حفاظت دارند. مواد حفاظتی مختلفی جهت بهبود مقاومت به هوازدگی فرآورده چند سازه چوبپلاستیک استفاده شده اند. نانو اکسید مس به علت داشتن پایداری حرارتی در دماهای مورد استفاده در ساخت فرآورده های چندسازه چوب-پلاستیک و بهبود مقاومت به هوازدگی چوب˛ پتانسیل حفاظت فرآورده های چندسازه چوب-پلاستیک را در برابر هوازدگی دارد. به همین منظور در این تحقیق اثر تیمار با نانو اکسید مس بر مقاومت به هوازدگی چندسازه آرد سرشاخه پسته پلی‌پروپیلن بررسی شد.مواد و روش‌ها: برای این منظور نمونه‌هایی از فرآورده چندسازه آرد سرشاخه پسته-پلی‌پروپیلن تیمار شده با نانواکسید مس در 4 سطح ( 0˛ 1، 2 و 3 درصد) به ابعاد 10 ×50 ×50 میلیمتر تهیه شد. خصوصیات رنگ نمونه‌ها و تغییرات زاویه تماس به ترتیب طبق استاندارد astm d2244 و astm d5946 قبل و بعد از 180 روز قرار گرفتن در معرض هوازدگی طبیعی در جنگل آموزشی شصت کلاته واقع در شمال ایران اندازه‌گیری شدند. زاویه تماس قطره آب مقطر با سطح نمونه‌های چندسازه چوب‌پلاستیک، حداکثر تا 10 ثانیه بعد از قرارگیری قطره آب بر روی نمونه های تیمار شده و نشده با استفاده از دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماسpgx اندازه‌گیری شد. اندازه گیری رنگ با استفاده از دستگاه 0/45 color guide انجام پذیرفت.یافته‌ها: تجزیه و تحلیل آماری نتایج تغییرات رنگ از 180 روز هوازدگی طبیعی نشان داد که تیمار با نانو اکسید مس سبب بهبود مقاومت به هوازدگی چندسازه آرد سرشاخه پسته-پلی‌پروپیلن شده به‌طوری‌که با افزایش درصد نانو اکسید مس ثبات رنگ نمونه‌ها بهبود یافت. همچنین نتایج مربوط به آزمون زاویه تماس قطره نشان داد که تیمار چندسازه آرد سرشاخه پسته پلیپروپیلن با نانو اکسید مس سبب کاهش تغییرات زاویه تماس در اثر هوازدگی طبیعی شد.نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که تیمار با نانو اکسید مس سبب بهبود عملکرد چندسازه آرد سرشاخه پسته-پلی‌پروپیلن بعد از180 روز هوازدگی طبیعی شد به‌طوری که با افزایش درصد نانو اکسید مس هم ثبات نوری نمونه‌ها و هم آب گریزی بهبود یافت. بهبود مقاومت به هوازدگی فرآورده چندسازه آرد سرشاخه پسته-پلی‌پروپیلن به حفاظت لیگنین و یا دیگر ترکیبات چندسازه سرشاخه پسته-پلاستیک توسط تیمار با نانو اکسید مس نسبت داده شد.

Weathering resistance of pistachio twig-plastic composite treated with nano-copper oxide

Title: Weathering resistance of pistachio twigplastic composite treated with nanocopper oxideAbstract Background and objectives: Nowadays, demand for the use of woodplastic composites in outdoors is growing. But, wood deterioration agents such as weathering that lead to the color changes and the surface hydrophilicity increase limit the use of these products in outdoors. Therefore, these products need to be protected in outdoors. Different chemicals have been used to impart weathering resistance to woodplastic composites. Nanocopper oxide has the potential to be used in the protection of wood plastic composites against weathering because of its thermal stability at the temperatures used for manufacturing woodplastic composites and because of imparting weathering resistance to wood. Hence, in this research the effect of nanocopper oxide treatment on the weathering resistance of polypropylenepistachio twig flour composite was investigated. Materials and methods: For this purpose, polypropylene pistachio twig flour composites treated with nanocopper oxide at four loadings, namely 0, 1, 2 and 3 percent (by weight) were cut to specimens with the dimensions of 50×50×10 mm. The color characteristics and the droplet contact angel of the specimens were measured according to ASTM D 2244 and ASTM D 5446 respectively, before and after exposure to a natural weathering for 180 days in Shast Klateh educational state forest located in the north of Iran: The contact angle up to 10 s after droplet application for the treated and untreated samples was measured using a contact angle analyser PGX. The color measurements were carried out using color guide 45/0. Results: The statistical analysis of the color change data showed that nanocopper oxide improved the weathering resistance of polypropylene pistachio twig flour composite. The color stability of polypropylene pistachio twig flour composite during weathering was improved with increasing nanocopper oxide loading. The results of the contact angel test also showed that nanocopper oxide treatment resulted in a reduction in the contact angel change due to weathering.Conclusion: The results of this study showed that treatment with nanocopper oxide resulted in improving the performance of polypropylenepistachio twig flour composite after exposure to 180 days of natural weathering. With increasing the loading of nanocopper oxide, both the photostability and the hydrophobicity were improved. The improvement in the weathering resistance of polypropylene pistachio twig flour composites was attributed to the protection of lignin or other compounds of the composite by treatment with nanocopper oxide.Keyword: polypropylenepistachio twig flour composite, nanocopper oxide, natural weathering, color change, contact angel droplet.