ارزیابی تخته فیبرهای سبکوزن با استفاده از پلیاستایرن بازیافتی بهعنوان بخشی از چسب.

Evaluation of lightweight fiberboard using recycled polystyrene as a part of binder.

سابقه و هدف: امروزه تولید و کاربرد تخته فیبرهای سبکوزن با دانسیته کمتر از m/kg 500 برای مصارف غیرسازهای و همچنین بهعنوان عایق حرارتی در ساختمان موردتوجه است. دوستدار محیطزیست بودن، قیمت پایینتر، قابلیت بازیافت، خواص گرمایی عالی، قابلیت جذب باالی صدا و ویژگیهای مکانیکی مطلوب از جمله مزایای عمده پانلهای فیبری نسبت به سایر پانلهای عایق پلیمری )فومهای پلیاستایرن و پلی یورتان( و عایقهای معدنی )پشم شیشه و پشم سنگ( است. امروزه، جایگزینی چسب ایزوسیانات و بهبود انعطافپذیری تخته فیبرهای سبک موردتوجه تولیدکنندگان این پانلها قرارگرفته است. ازاینروی، هدف از پژوهش حاضر ارزیابی قابلیت ساخت پانلهای فیبری سبک از طریق جایگزینی بخشی از چسب ایزوسیانات با چسب گرمانرم حاصل از انحالل فومهای پلیاستایرن در حالل دی کلرومتان میباشد. برای این منظور، تأثیر درجه حرارت پرس، نسبت وزنی حالل به فوم، درصدهای مختلف جایگزینی ایزوسیانات با چسب پلیاستایرن و دانسیته تخته بر ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی تخته فیبرهای سبکوزن بررسی شد. مواد و روشها: تخته فیبر سبکوزن با ضخامت 10 میلیمتر و دانسیته در محدود 300 – 200 کیلوگرم بر مترمکعب با الیاف چوبی و ترکیب ایزوسیانات و چسب گرمانرم حاصل از انحالل فومهای پلیاستایرن در حالل متیلن کلراید، ساخته شد. در این پژوهش، ویژگیهای مکانیکی )مقاومت خمشی، مدول االستیسیته، مقاومت فشاری و مقاومت کششی عمود بر سطح تخته )چسبندگی داخلی(( و فیزیکی )درصد واکشیدگی ضخامت و جذب آب( نمونههای آزمونی مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: بهترین مدول االستیسیته، مقاومت کششی و فشاری در تختههای ساختهشده در دمای پرس 160 درجه سانتیگراد مشاهده شد. افزایش نسبت وزنی حالل )متیلن کلراید( به فوم پلیاستایرن تأثیر منفی بر ویژگیهای ذکر شده داشت. همچنین این تغییر نسبت حالل به فوم تأثیر مشخصی بر ویژگیهای فیزیکی )واکشیدگی ضخامت و جذب آب( تخته فیبرهای سبک ایجاد نکرد. افزایش درصدهای جایگزینی ایزوسیانات با چسب پلیاستایرن از 15 تا 45 درصد )بر مبنای میزان ایزوسیانات مصرفی( باعث بهبود ویژگیهای خمشی و فیزیکی )واکشیدگی ضخامت و جذب آب( و تضعیف مقاومتهای فشاری و کششی عمود بر سطح نمونهها شد. با افزایش دانسیته تختهها، ویژگیهای مکانیکی )مقاومت خمشی، مدول االستیسیته، مقاومت فشاری و کششی( و همچنین درصد واکشیدگی ضخامت نمونهها بهطور معنیداری افزایش یافت. نتیجهگیری: در این پژوهش تخته فیبرهای سبکوزن با استفاده از جایگزینی بخشی از ایزوسیانات بهعنوان چسبی بسیار گران و سمی با چسب حاصل از فومهای پلیاستایرن بازیافتی ساخته شد. نتایج بیانگر عملکرد مناسب تختههای ساختهشده با 45 درصد چسب پلیاستایرن جایگزین شده با ایزوسیانات بود. بهطورکلی در پژوهش حاضر ضمن ارائه قابلیت جدیدی برای بازیافت فومهای پلی استایرن )بهعنوان چسب در صنایع اوراق فشرده چوبی(، تخته فیبرهای سبک برای کاربردهای غیرسازهای و عایق با میزان مصرف کمتر ایزوسیانات ساخته شد. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Background and Objectives: Nowadays, the production of lightweight fiberboard with a density lower than 500 kg/m3 gained much interest for both non-structural and insulation applications in buildings. Environmental friendliness, lower price, recyclability, superior thermal and sound insulation, and desirable mechanical properties are some of the advantages of lightweight fiberboard compared to polymeric (polystyrene and polyurethane foams), mineral-based (glass and mineral wool) insulation boards. Replacement of isocyanate and improving the board flexibility are significant focuses for such panel producers. Hence, the aim of this study was to evaluate the production capability of lightweight fiberboard by replacing the isocyanate with polystyrene resin obtained from foam dissolution in methylene chloride solution. To this end, the effect of press temperature, solvent to foam weight ratio, different percentages of isocyanate replacement with polystyrene adhesive and board density on the physical and mechanical properties of lightweight fiberboard were investigated. Materials and Methods: Lightweight fiberboard (10 mm thick) with a density from 200-300 kg/m3 was produced using wood fiber with a combination of isocyanate and polystyrene as adhesive. In this study, mechanical (bending strength, modulus of elasticity, compression strength, and tensile strength perpendicular were evaluated to panel surface (internal bond)) and physical properties (thickness swelling and water absorption) of the panels. Results: The best modulus of elasticity, tensile and compressive strength was observed in boards made at 160 °C. Increasing the weight ratio of solvent (methylene chloride) to polystyrene foam had a negative effect on these properties. In addition, changing the solvent to foam ratio did not have a significant effect on the physical properties (thickness swelling and water absorption) of lightweight fiberboard. Increasing the percentages of isocyanate replaced with polystyrene adhesive (from 15 to 45% (based on the amount of isocyanate used)) improved the bending and physical properties and weakened the compressive and tensile strengths perpendicular to the panel’s surface. Mechanical properties (bending strength, modulus of elasticity, compressive and tensile strength) of the lightweight fiberboard, as well as the swelling thickness of samples, have increased significantly with increasing the board’s density. Conclusion: In this study, lightweight fiberboard was developed using isocyanate as an expensive and toxic adhesive replaced with adhesive made from recycled polystyrene foams. The results showed good performance of boards made with 45% isocyanate replaced with polystyrene adhesive. Generally, a promising alternative for recycling polystyrene foams (used as adhesives for wood-based panels industries) was presented in this research, while lightweight fiberboard was also produced as non-structural and insulating applications having less isocyanate consumption. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Copyright of Journal of Wood & Forest Science & Technology is the property of Gorgan University of Agricultural Sciences & Natural Resources and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)