اثر اصلاح حرارتی بر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و آناتومی چوبِ نخل خرما

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه زابل

2 استاد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 دانشیار- مهندسی چوب و کاغذ - دانشکده منابع طبیعی - دانشگاه زابل

4 گروه اموزشی دانشکده فنی دانشگاه زابل

5 هیئت علمی گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

10.22034/ijwp.2023.1996125.1603

چکیده

چکیده
این مطالعه باهدف بررسی تأثیر اصلاح حرارتی بر خواص فیزیکی، شیمیایی و آناتومیکی بافت نخل خرما انجام شد. پس از برش تنه نخل خرما ، برای انتخاب بهینه‌ترین‌ دما، اصلاح حرارتی در 10 دمای مختلف بین 120 الی 210 درجه سانتی‌گراد و به مدت 2 ساعت صورت پذیرفت. برای ارزیابی تغییرات انجام‌شده، ابتدا بررسی میکروسکوپی و سپس آزمون‌های استاندارد دانسیته، خواص شیمیایی و طیف‌سنجیFTIR- انجام شد. بررسی آناتومی نشان داد که بعد از اصلاح حرارتی دردمای بهینه (°C 160)، ترک و لکه‌های سیاه‌رنگ در حفرات آوندی مشاهده شد. این اصلاح منجر به تغییرات اساسی در ساختار مورفولوژی بافت می‌گردد. اصلاح در محدوده دمایی °C 160 باعث تغییرات دانسیته اندک چوب نخل خرما شد. اما با افزایش اصلاح حرارتی در دمای بیشتر از آن، میزان دانسته کاهش معنی داری داشت. آنالیز طیف سنجی FTIR- بافت نخل خرما، تغییرات شیمیایی را پس از اصلاح نشان داد. باندها، تغییرات میزان گروه‌های عاملی هیدروکسیلی در سلولز و پیشرفت واکنش تراکم لیگنین را نشان دادند. اصلاح حرارتی بافت نخل باعث بهبود خصوصیات کاربردی آن شده و می توان از آن به‌عنوان یک روش اصلاح سازگار با محیط ‌زیست برای قابل استفاده نمودن نخل در صنعت مبلمان نام برد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Adel, A. El-Shafei, A. Ibrahim, A. and Al-Shemy, M., 2018. Extraction of oxidized nanocellulose from date palm (Phoenix Dactylifera L.) sheath fibers: Influence of CI and CII polymorphs on the properties of chitosan/bionanocomposite films. Industrial Crops and Products, 124, 155-165.
 [2] Awad, S. Zhou, Y. Katsou, E. Li, Y. and Fan, M., 2021. A critical review on date palm tree (Phoenix Dactylifera L.) fibres and their uses in bio-composites. Waste and Biomass Valorization, 12(6), 2853-2887.
[3] Alawar, A. Hamed, A. M. and AlKaabi, K., 2009. Characterization of treated date palm tree fiber as composite reinforcement. Composites Part B: Engineering, 40(7), 601-606.
[4] Tengberg, M. 2012. Beginnings and early history of date palm garden cultivation in the Middle East. Journal of Arid Environments, 86 139-147.
[5].Ramle, S.F.M. Sulaiman, O. Hashim, R. Arai, T. and Kosugi, A., 2015. Characterization of parenchyma and vascular bundle of oil palm trunk as function of storage time. Lignocellulose...44-33:1
[6] Fathi, L. Bahmani, M. Saadat Nia, M. A. Poursertip, L. and Laden., 2017. A study on the biometric and mechanical structure of palm tree vascular groups (Case study: Ahvaz city). Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 8 (1), 109-118.
[7] Jahan Letibari, L. hosenzadeh, a, nourbakhsh, A،Kargarfard, A. And Golbabaei, f., 1996. Investigation of the characteristics of particle board made from palm waste. Iranian Wood and Paper Science Research. 148 (1): 110-50. (In Persian)
[8] Hossein Khani, H., 2015. Production of gypsum board reinforced with palm pruning fiber (Phoenix dactylifera). Scientific-Research Quarterly of Iranian Wood and Paper Sciences Research, - 1 (30): 60-71. (In Persian)
[9] Hill, C. Altgen, M. and Rautkari, L., 2021. Thermal modification of wood—A review: Chemical changes and hygroscopicity. Journal of Materials Science, 1-34.
[10].Kaclkova, D. Kubovsky, I. Ulbrikova, N. and Kaclk, F., 2020. The Impact of Thermal Treatment on Structural Changes of Teak and Iroko Wood Lignins. Applied Sciences, 10(14), 5021.
[11] Lee, S. H. Ashaari, Z. Ang, A. F. and Halip, J. A., 2017. Dimensional stability of heat oil-cured particleboard made with oil palm trunk and rubberwood. European Journal of Wood and Wood Products, 75(2), 285-288.
[121] Lee,S, H. Ashaari,Z. Wei, C, L. Halip,J, A. Ang,A, F. Tan,L, P. Chin,K,L. and Tahir,P, M., 2018. Thermal treatment of wood using vegetable oils: A review. Construction and Building Materials 181.408–419
[12] Ali, M. Abdullah, U. H. Ashaari, Z. Hamid, N. H. and Hua, L. S., 2021. Hydrothermal modification of wood: A Review. Polymers, 13(16), 2612.
[13] Gaff, M. Kačík, F. and Gašparík, M., 2019. Impact of thermal modification on the chemical changes and impact bending strength of European oak and Norway spruce wood. Composite Structures. 
[14] Sikora, A. Kaclk, F. Gaff, M. Vondrová, V. Bubeníková, T. and Kubovsky, I., 2018. Impact of thermal modification on color and chemical changes of spruce and oak wood. Journal of Wood Science, 64(4), 406-416.
[15] Kamboj, G. Gašparík, M. Gaff, M. Kačík, F. Sethy, A. K. Corleto, R. and Macků, J., 2020. Surface quality and cutting power requirement after edge milling of thermally modified meranti (Shorea spp.) wood. Journal of Building Engineering, 101213. 
 [16] Corleto, R. Gaff, M. Niemz,P. Sethy, A, K.Todaro, L. Ditommaso,G. Razaei, F. Sikora,A. Kaplan,L. Das, S. Kamboj,G. Gasparík,M. Kacík, F. Jan, M., 2020. Effect of thermal modification on properties and milling behaviour of African padauk (Pterocarpus soyauxii Taub.) wood. j mater res technol. 9(xx):9315–9327.
[17] Tarmian, A. Forouzan, Z. Sepehr, A. GHolamyian, H, And children R., 2013. Investigation of some physical characteristics, anatomy and drying behavior of boards obtained from old palm trees (Phoenix dactylifera L.) in Bam city. Iranian Journal of Wood and Paper Sciences3 (28): 508- 498. (In Persian)
[18] Gholamiyan, H. The possibility of designing and constructing standard tables and chairs with palm trunk. 2020. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, Vol. 10, No. 4, Winter. (In Persian)
[19] Zhang,J. Koubaa, A. Xing,D. Liu,W.Wang, Q. Wang,X, M, and Wang,H., 2020. Improving lignocellulose thermal stability by chemical modification with boric acid for incorporating into polyamide. Materials and Design 191,108589
[20] He, Zh. Wang, Zh. Qu, L. Qian, J. and Yi,S., 2019.Modeling and simulation of heat-mass transfer and its application in wood thermal modification. Results in Physics,Volume 13, 102213
[21] Gholamiyan, H. Gholampoor, B. and Rezvani. M.H., 2021.Identifying the effect of plasma treatment on the palm texture with application attitude in the furniture industry. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, Vol. 12, No. 1, Spring. (In Persian)
[22] ISO 13061-2. Physical and mechanical properties of wood - Test methods for small clear wood samples - Part 2: Determination of density for physical and mechanical tests. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; 2014.
[23] ISO 13061-1. Physical and mechanical properties of wood - Test methods for small clear wood samples - Part 1: Determination of moisture content for physical and mechanical tests. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; 2014.
[24] Klotz, L. H., 1978. Form of the perforation plates in the wide vessels of metaxylem in palms. Journal of the Arnold Arboretum, 59(2), 105-128.
[25] Yin, J., Yuan, T., Lu, Y., Song, K., Li, H., Zhao, G., and Yin, Y., 2017. Effect of compression combined with steam treatment on the porosity, chemical compositon and cellulose crystalline structure of wood cell walls. Carbohydrate polymers, 155, 163-172.