عنوان پایان‌نامه
آمایش سطح چوب از طریق ایجاد نانو فیلم سیلانی به روش سل ژل به منظور بهبود چسبندگی پوشش های آلکیدی و پلی اورتان در مبلمان شهری.
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - علوم و صنایع چوب و کاغذ
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6768;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73161;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6768;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73161
- تاریخ دفاع
- ۱۹ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- هادی غلامیان
- استاد راهنما
- اصغر طارمیان
- چکیده
- در این تحقیق آمایش سطح چوب از طریق ایجاد نانو فیلم سیلانی به روش سل ژل به منظور بهبود چسبندگی پوشش های آلکیدی و پلی اورتان در مبلمان شهری مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، سطح چوب نوئل با فرآیند سل ژل تترااتوکسی سیلان (T) و گلیسیدوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (G) اصلاح شد. سپس، با استفاده از پوشش های سیلر و کیلر آلکیدی پایه حلال (AS) ، سیلر و کیلر پلی اورتان پایه حلال (PS) و سیلر و کیلر پلی اورتان پایه آب (PW) پوشش داده شد. مشاهدات میکروسکوپی فلوئورسنت، لیزری(CLSM) و الکترونی (SEM)نشان داد که پوشش های سیلانی سل ژل در دیوار سلولی نفوذ کرده است و سطح چوب با آن ها به طور همگن پوشیده شده است، در حالی که پوشش های آلکیدی و پلی اورتان به صورت توده ای در حفرات سلولی چوبی دیده شد و در پستی و بلندی سطح قرار گرفته اند. همچنین، تجزیه و تحلیل نتایج طیف نگاری های ATR-FTIR، پراش پرتو ایکس (XRD) و فوتوالکترونی اشعه ایکس (XPS) حاکی از آن است که در اثر فرایند سل ژل، سطح چوب با دی اکسید سیلیسیوم (SiO2) متصل به زنجیرهای هیدروکربنی پوشیده شده است و موید پوشش کامل سطح چوب با پوشش های سل ژل و رسوب و واکنش موفق آن ها با دیوارهای سلولی چوب است. نتایج آزمون هوازدگی تسریع شده نشان داد که آمایش سطح چوب به روش سل ژل موجب بهبود مقاومت به هوازدگی پوشش های رویه می شود و زبری آن ها پس از هوازدگی کم تر است. تغییر رنگ ناشی از هوازدگی در نمونه های پوشش داده شده با پوشش های پلی اورتان پایه آب در مقایسه با تغییر رنگ سایر نمونه ها کمتر بود و بیشترین ثبات رنگی در پوشش سل ژل تترا اتوکسی سیلان پوشش پلی اورتان پایه آب مشاهده شد. نتایج آزمون های چسبندگی و مقاومت به سایش نشان داد که فرآیند سل ژل موجب افزایش مقاومت به سایش و چسبندگی پوشش های آلکیدی و پلی اورتان شده و پوشش سل ژل T عملکرد مطلوب تری در مقایسه با پو شش سل ژل G داشت. در بین پوشش های مورد آزمون، پوشش های پلی اورتان پایه آب بیشترین و پوشش های آلکیدی پایه حلال کمترین مقاومت به کشش و تغییر شکل را از خود نشان دادند. در مجموع می توان نتیجه گیری کرد که آمایش سطح چوب از طریق فرایند سل ژل (T و G) می تواند در اثر واکنش مناسب و ایجاد پل ارتباطی قوی بین سطح چوب و پوشش نهایی (رویه)، چسبندگی و مقاومت به هوازدگی پوشش ها را افزایش دهد.
- Abstract
- In this research, the effect of Silane nanofilm formation using sol-gel method on improving the adhesion of Alkyd and Polyurethane coatings to wood surface in urban furniture was investigated. For this purpose, the surface of spruce wood (Picea abies L.) was modified with Tetraethoxy¬silane (T) and glycidoxy¬propyl¬trimethoxy¬silane (G) sol-gel materials. Then, solvent-borne alkyd (AS), solvent-borne polyurethane (PS) and waterborne polyurethane (PW) coatings were applied. Microscopic observation by fluorescence, confocal laser scanning microscopy (CLSM) and SEM showed that the silica component of nanosol covered the whole wood surface homogeneously, while alkyd and polyurethane coatings were deposited preferentially in the surface depressions. The combined analysis of ATR-FTIR, XRD and XPS demonstrated that the surface was covered with silicon oxides (SiO2) attached to hydrocarbon chains. The results of accelerated weathering test showed that the surface modification by sol-gel improved the weathering resistance of top coatings and reduced their roughness. The weathering discoloration for specimens coated by waterborne polyurethane and TPW was lower than that for other samples. The silane-based materials improved the adhesion and abrasion resistance properties, and Tetraethoxy¬silane had a better performance in comparison with glycidoxy¬propyl¬trimethoxy¬silane. Among coatings, the highest tensile strength was observed for waterborne polyurethane. Solvent-borne alkyd showed the lowest tensile strength. Overall, the sol-gel derived hybrid inorganic–organic thin film was found to enhance the adhesion strength of coatings to wood surface and improve the weathering resistance of wood.
