اثر اصلاح تلفیقی گرمایی/فشرده‌سازی بر خواص مکانیکی چوب صنوبر اشباع شده با روغن سویای اپوکسی‌دار

سابقه و هدف: فشرده‌سازی یک روش اصلاح مکانیکی برای بهبود خواص مکانیکی چوب‌های زراعی تندرشد محسوب می‌شود. یک راهکار متداول برای غلبه بر مشکل بازگشت فشردگی چوب‌های فشرده، اصلاح گرمایی است که افت خواص مکانیکی را به همراه دارد. اصلاح گرمایی با روغن‌های گیاهی عامل‌دار به دلیل واکنش گروه‌های عاملی روغن با گروه‌های هیدروکسیل چوب موجب بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی چوب می‌شود. هدف از تحقیق حاضر، جبران افت خواص مکانیکی ناشی از اصلاح گرمایی، با تلفیق فشرده‌سازی و اصلاح گرمایی در روغن سویای اپوکسی‌دار شده بود. مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر چوب تندرشد و زراعی صنوبر با روغن سویای خام و اپوکسی‌دار شده اشباع شد و سپس چوب اشباع شده به میزان 30 درصد فشرده شد. چوب فشرده شده حاوی روغن، در آون در دمای 180 درجه سانتی‌گراد به مدت 4 ساعت اصلاح گرمایی شد و خواص مکانیکی چوب‌های فشرده و فشرده نشده اشباع شده با هر دو روغن خام و اپوکسی‌دار شده مورد بررسی مقایسه‌ای قرار گرفت. یافته‌ها: محاسبه مقادیر جذب روغن سویای خام و اپوکسی در نمونه‌های غیرفشرده و فشرده نشان داد در نمونه فشرده نشده روغن اپوکسی به دلیل قطبیت بیشتر و قابلیت نفوذ به دیواره سلولی از جذب تقریبا دو برابری نسبت به روغن خام برخوردار بود. فشرده‌سازی منجر به خروج قابل ملاحظه روغن در هر دو سطح گردید که باز هم روغن اپوکسی‌دار شده در نمونه فشرده از جذب بیشتری برخوردار بود. نتایج خواص مکانیکی نشان داد اصلاح گرمایی در نمونه فشرده اشباع شده با روغن خام و اپوکسی‌دار شده به ترتیب به افت 97 و 7 درصدی مقاومت خمشی منجر شد. اصلاح گرمایی در نمونه فشرده اشباع شده با روغن خام و اپوکسی‌دار شده به ترتیب موجب کاهش 96 درصدی و 20 درصدی سختی نسبت به نمونه‌های اصلاح گرمایی نشده گردید. اصلاح گرمایی در نمونه فشرده اشباع شده با روغن اپوکسی‌دار شده، موجب کاهش انعطاف‌پذیری و کاهش مقاومت به ضربه گردید.نتیجه‌گیری: اشباع چوب با روغن اپوکسی‌دار شده به دلیل قابلیت نفوذ به دیواره موجب افت قابل ملاحظه مقاومت خمشی و سختی گردید ولی فشرده‌سازی موجب افزایش این مقاومت‌ها گردید. اصلاح گرمایی پس از فشرده‌سازی در نمونه‌هایی که با روغن اپوکسی‌دار شده اشباع شده بودند موجب افت کمتر مقاومت خمشی و سختی، در مقایسه با نمونه‌های اشباع شده با روغن خام شد؛ که البته این اثر در مورد مقاومت به ضربه مشهود نبود. به طور کلی می‌توان روش اصلاح گرمایی در روغن اپوکسی‌دار شده را به عنوان روشی موثر برای کاهش بازگشت فشردگی وجذب آب چوب‌های فشرده، که به افت کمتر مقاومت‌های مکانیکی می‌انجامد، توصیه کرد.

effect of heat treatment with epoxidized soybean oil on mechanical properties of densified poplar wood

background and objectives: densification serves as a mechanical modification method aimed at enhancing the mechanical properties of cultivated fast-growing woods. however, a common challenge associated with densified wood is the reduced recovery of its initial form. heat treatment has been widely adopted as a solution, but it often results in a decrease in mechanical properties. an alternative approach involves heat treatment with plant-functionalized oil, where the functional groups of the oil react with the hydroxyl groups in the wood. the objective of the current study was to address the loss of mechanical properties by combining densification and heat treatment using epoxidized soybean oil.materials and methods: in the current study, fast-grown poplar wood underwent impregnation with both raw and epoxidized soybean oil, followed by densification to a compression set of 30 percent. subsequently, the oil-impregnated and densified samples were subjected to heat treatment in an oven at 180 °c for a duration of four hours. the aim was to comparatively investigate the mechanical properties of both the densified and non-densified samples, which were impregnated with either raw or epoxidized oil.results: the calculation of oil uptake values for both raw and epoxidized soybean oil in both densified and non-densified samples revealed that the non-densified sample exhibited nearly twice the uptake of epoxidized oil compared to the raw oil. this can be attributed to the higher polarity and enhanced penetrating ability of the epoxidized oil. densification resulted in a significant reduction of oil content in both cases; however, the densified sample treated with epoxidized oil exhibited higher oil uptake compared to the raw oil. the analysis of mechanical properties indicated that heat treatment with raw oil caused a 97 percent loss in flexural strength, while heat treatment with epoxidized oil resulted in a 7 percent loss. additionally, heat treatment of densified wood using raw and epoxidized oil led to a 96 percent and 20 percent decrease in hardness values, respectively, compared to the non-heat-treated samples. moreover, heat treatment of densified wood in the presence of epoxidized oil resulted in decreased flexibility and impact strength. conclusion: impregnating wood with epoxidized oil, due to its permeation into the cell wall, resulted in a significant reduction in flexural strength and hardness. however, subsequent densification further increased these strengths. heat treatment of the epoxidized oil-impregnated samples after densification resulted in a lesser decrease in flexural strength and hardness compared to samples impregnated with raw oil. however, this effect was not observed in terms of impact strength. in general, heat treatment in epoxidized soybean oil can be considered an effective method for reducing the spring back and water absorption of densified wood. this treatment also contributes to a lesser decrease in mechanical strength. therefore, it can be recommended as an effective approach for mitigating these effects on densified wood.