عنوان پایان‌نامه
کیفیت الیاف بازیافت شده به روش حرارت دهی اهمیک و تخته های ام دی اف حاصل از آن
- رشته تحصیلی
- فرآورده های چند سازه چوب
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7298;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80069;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7298;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80069
- تاریخ دفاع
- ۲۰ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- بیتا معزی پور
- استاد راهنما
- علی عبدالخانی
- چکیده
- در این مطالعه، از روش حرارت دهی اهمیک برای بازیافت ضایعات ام دی اف استفاده شد. روش اهمیک در دو مدت زمان تیمار (2 دقیقه و 4 دقیقه) انجام شد. به منظور ارزیابی کارایی این روش، ضایعات ام دی اف به روش هیدروترمال نیز بازیافت شدند. هم چنین تخته هایی از الیاف بکر و ترکیب الیاف بکر و بازیافت شده به روش اهمیک (تیمار بهینه) ساخته شدند. در این تحقیق ویژگی های الیاف، ویژگی های کاربردی و انتشار فرمالدهید تخته ها و کیفیت پساب حاصل از بازیافت ضایعات ام دی اف بررسی شد. مرفولوژی الیاف از طریق اندازه گیری طول، قطر و ضریب کشیدگی و هم چنین انجام آزمون کلاسه بندی مورد مطالعه قرار گرفت. ویژگی های شیمیایی الیاف شامل pH و ظرفیت بافرکنندگی، ترکیب شیمیایی الیاف و زمان ژله ای شدن رزین اوره فرمالدهید در ترکیب با الیاف بررسی شدند. هم چنین به منظور بررسی وضعیت شیمیایی سطح الیاف از آزمون FT-IR استفاده شد. علاوه بر این رفتار حرارتی الیاف از طریق آزمون هایTGA و DSC مورد بررسی قرار گرفت. تر شوندگی الیاف نیز از طریق اندازه گیری زاویه ی تماس قطره ی آب روی سطح الیاف تعیین شد و مطالعات میکروسکوپ الکترونی SEM به منظور بررسی خرد شدن و شکستگی احتمالی الیاف انجام شد. پس از آن تخته های آزمایشگاهی با ابعاد 12×35 ×35 میلی متر و دانسیته gr/cm0/37 از الیاف ساخته شدند. اثر بازیافت بر خواص کاربردی ام دی اف شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت، MOR، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی مورد بررسی قرار گرفت. انتشار فرمالدهید تخته های ساخته شده، به روش دسیکاتور اندازه گیری شد. کیفیت پساب حاصل از بازیافت ضایعات ام دی اف از طریق آزمون (GC/MS) و اندازه گیری pH، BOD، COD، TDS و TSS مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرایند بازیافت منجر به خرد شدن و کاهش طول الیاف می شود و آسیب به الیاف در روش هیدروترمال شدید تر از روش اهمیک می باشد. ترکیب شیمیایی الیاف در اثر بازیافت دستخوش تغییر می شود و pH و ظرفیت بافرکنندگی الیاف افزایش می یابد. اما با افزودن مقدار بیشتر کاتالیزور می توان تأثیر منفی آن بر گیرایی رزین را بر طرف نمود. نتایج FT-IR بیانگر وجود گروه های کربونیل و فورفورال در الیاف بازیافتی بود. نتایج آزمونTGA و DSC وجود بقایای رزین روی الیاف را تایید کرد و نشان داد که رفتار تجزیه ی حرارتی الیاف بازیافتی، حد واسط رفتار حرارتی چوب و رزین اوره فرمالدهید را از خود نشان می دهد. ترشوندگی الیاف پس از بازیافت مخصوصاً در روش هیدروترمال کاهش یافت. تصاویر SEM حاکی از خرد شدن سطح الیاف پس از بازیافت بود. بررسی کیفیت تخته های ساخته شده نشان داد که روش اهمیک برای بازیافت ضایعات ام دی اف روش مناسبی است. چرا که ویژگی های تخته های بازیافت شده به این روش قابل قیاس با ویژگی های تخته های ساخته شده از الیاف بکر است و هم چنین ملزومات استاندارد را رعایت می کند. در کل بازیافت به روش اهمیک در مدت زمان 4 دقیقه نتایج بهتری را نسبت به زمان 2 دقیقه نشان داد. نتایج مربوط به اندازه گیری انتشار فرمالدهید نشان داد که کاربرد الیاف بازیافتی در ساخت تخته منجر به کاهش انتشار فرمالدهید می شود. نتایج مربوط به بررسی کیفیت پساب نشان دهنده ی بار آلایندگی بیشتر در روش اهمیک نسبت به هیدروترمال بود و لزوم تصفیه ی پساب حاصل از بازیافت ضایعات ام دی اف را نشان می دهد. نتایج این مطالعه مشخص نمود که روش اهمیک، روش مناسبی برای بازیافت ضایعات ام دی اف است و کارایی آن نسبت به روش هیدروترمال که پیش از این مورد استفاده قرار گرفته به شکل قابل ملاحظه ای بیشتر است.
- Abstract
- In this study, ohmic heating method was utilized for recycling the wastes of MDF. Ohmic heating method was applied in two different times (2&4 min). The MDF wastes was recycled by hydrothermal method too. For investigating the paractical aspect of ohmic heating method the MDF boards were manufactuered by using of virgin fibers and mixture of virgin and the fibers recycled by optimized treatment. In this research, the properties of fibers, practical properties and formaldehyde emission of boards and effuluent quality obtained from MDF wastes recycling were studied. The morphology of fibers was investigated by measuring the length, diameter and aspect ratio and fiber classification test. The chemical properties of fibers consist of pH and buffering capacity, chemical composition and gel time of UF resin mixed with fibers were studied. Also for probing the chemical characteristic of fiber surface, FT-IR test was utilized. In addition, thermal properties of fibers were studied by TGA and DSC tests. The wettability of fibers also was determined by measuring the contact angels between fibers surface and water drop. For investigating the possible fractions of fibers after recycling process SEM test was utilized. After that the laboratory MDF boards with dimension of 35×35×12 mm and density of 0.7 gr/cm3 were manufactured. The effect of recycling process on the practical properties of MDF consist of water absorption and thickness swelling after 2 and 24 h , bending strength, modulus of elasticity and internal bonding was investigated. Formaldehyde emission of manufactured boards was measured by desicator method. The effuluent quality obtained from MDF wastes recycling was studied by GC/MS and measuring the pH value, BOD, COD, TDS and TSS parameters. The results showed that the recycling process leads to the crushing and length decreasing of fibers and more sever damaging was occurred during hydrothermal recycling in comparission with ohmic recycling process. It was also founded that the chemical composition of fibers is changed within recycling process. pH and buffering capacity of fibers are increased after recycling, but its negative influence on UF resin curing can be compensated by adding alittle higher amount of catalyst. The results of FT-IR test revealed the existence of carbonyl groups and furfural production in fibers after recycling process. TGA and DSC analysis confirmed the existence of UF residues on the surface of recycled fibers and showed that the thermal decomposition of the recycled fibers had the behavior between wood and UF resin. The wettability of fibers was decreased after recycling process especially in hydrothermal method. SEM images showed the fraction on the surface of recycled fibers. Investigating the quality of manufactured MDF boards showed that ohmic heating method is proper method for recycling the MDF wastes. The properties of recycled boards by ohmic heating method is comparable with standard requirements and the properties of manufactured MDF boards by utilization of virgin fibers. The ohmic recycling method in 4 min duration showed better results than those of 2 min duration. Utilization of recycled fibers led to decreasing the formaldehyde emission of manufactured MDF boards. Study the effuluent quality showed more pollution in ohmic heating method in comparission with hydrothermal method and it confirmed the necessity of sewage treatment of efuuluent obtained from recycling process of MDF wastes. Overall it can be said that ohmic heating method is an efficient method for recycling the MDF wastes and its efficiency is significantly higher than that of hydrothermal method formerly used for recycling the MDF wastes. Key worlds: MDF, hydrothermal, ohmic heating, recycling, formaldehyde emission
