محیط زیست و توسعه فرابخشی
مجله علمی

ارزیابی امکان جایگزینی مغزی غیرچوبی در ساخت پانل ساندویچی چوبی با هدف کاهش مصرف منابع چوبی، حفظ محیط‌زیست و سلامت انسان

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

پانته‌آ عمرانی
حسین رنگ‌آور
افشین رحمتی طولارود پائین

گروه مهندسی صنایع چوب، دانشکده مهندسی مواد و علوم میان رشته‌ای، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

https://doi.org/10.22034/envj.2025.501413.1460
چکیده
مقدمه: با توجه به افزایش جمعیت جهان و به دنبال آن افزایش تقاضای چوب و فراورده‌های چوبی، هزینه بالای چوب، محدودیت منابع جنگلی، آسیب‌های وارده به جنگل‌ها، محیطزیست و سلامت انسان‌ها، امروزه ایجاد راهکارهایی برای تأمین نیازهای جوامع بشری با هدف ایجاد توسعه پایدار، کاهش مصرف منابع جنگلی و حفظ محیط‌زیست برای سلامت انسان‌ها، بسیار مهم است. بنابراین در این پژوهش، امکان جایگزینی و استفاده از فوم پلی‌اتیلن شبکه‌ای سازگار با محیط‌زیست، عاری از گازهای مضر و نیز قابل بازیافت، در ساخت پانل ساندویچی چوبی (فراورده مرکب چوبی پرکاربرد در صنایع مختلف مانند چوب و مبلمان، ساختمان و غیره) مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: این مطالعه، از نوع تجربی و در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد. پانل‌های ساندویچی آزمونی از سه نوع تخته فیبر با جرم مخصوص متوسط و ضخامت 3 میلی‌متر (با روکش طبیعی راش، روکش مصنوعی ملامینه و بدون روکش) به‌عنوان رویه و از فوم پلی‌اتیلن شبکه‌ای با ضخامت 30 میلی‌متر و جرم مخصوص‌
 30 کیلوگرم بر متر مربع، به‌عنوان مغزی ساخته شدند (با استفاده از چسب پلی‌ونیل استات). سپس ویژگی‌های مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت فشاری، مقاومت به ضربه و نیز جذب آب 2 و 24 ساعت نمونه‌ها اندازه‌گیری شدند. نتایج با آزمون ANOVA تحلیل شد.
نتایج: نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر نوع روکش رویه بر ویژگی‌های مکانیکی (مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت فشاری عمود بر سطح) و ویژگی‌های فیزیکی (جذب آب 2 و 24 ساعت بعد از غوطه‌وری در آب) پانل‌های ساندویچی ساخته‌شده در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار است، ولی اثر نوع روکش رویه بر مقاومت به ضربه معنی‌دار نیست. نتایج نشان داد استفاده از تخته فیبر با روکش طبیعی در رویه پانل ساندویچی، بیشترین مقاومت‌های مکانیکی را ایجاد کرده است. همچنین نتایج نشان داد کاربرد تخته فیبر دارای روکش مصنوعی ملامینه، درصد جذب آب 2 و 24 ساعت پانل ساندویچی ساخته‌شده را کاهش می‌دهد.
بحث: نتایج نشان داد ساخت پانل ساندویچی با فوم پلی‌اتیلن شبکه‌ای امکان‌پذیر است. این فوم، سازگار با محیط‌زیست و عاری از گازهای مضر است. بنابراین امکان ساخت پانل ساندویچی با ویژگی دوستدار محیط‌زیست را فراهم می‌کند. ساخت پانل‌های ساندویچی با مغزی‌های غیرچوبی مانند فوم پلی‌اتیلن شبکه‌ای، با کاهش نیاز به منابع چوبی یا جنگلی که در کشور ایران و جهان کم هستند، سبب ایجاد توسعه پایدار، حفظ منابع جنگلی، حفظ محیط‌زیست و سلامت انسان‌ها و نیز کاهش مشکلات تأمین مواد اولیه صنایع چوب و مبلمان و فراورده‌های مرکب چوبی شده است. همچنین ازلحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه است. ازطرف دیگر با توجه به خواص فیزیکی و مکانیکی بسیار زیاد فوم پلی‌اتیلن شبکه‌ای، استفاده از آن در مغزی پانل ساندویچی چوبی، کارایی‌های بسیار متنوعی برای پانل‌های ساندویچی ساخته‌شده ایجاد می‌کند. خواص مختلف فوم پلی‌اتیلن شبکه‌ای مانند: مقاومت حرارتی (در مقابل گرما و سرما)، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر رشد قارچ‌ها و حشرات، سمی نبودن، پایداری ابعادی مناسب، عایق رطوبت و صوت، سازگاری با محیط‌زیست و عاری بودن از گازهای مضر، نصب سریع و آسان و سهولت در حمل‌ و ‌نقل باعث کاربردهای بسیار آن در صنایع مختلف شده است؛ این کاربردها عبارت‌اند از: صنایع ساختمان (عایق کف، دیوار، سقف سوله، درزبندی پنجره‌ها و غیره)، خودرو، لوازم خانگی، بسته‌بندی، مبلمان (مبل‌ها و سرویس اتاق خواب) و غیره. فوم پلی‌اتیلن شبکه‌ای علاوه‌بر کاربردهای مذکور می‌تواند در ساخت پانل‌های ساندویچی مورد استفاده به‌عنوان دیوارجداکننده فضاهای داخلی، درهای داخلی ساختمان، درهای کمد دیواری، پوشش دیوارهای مشترک داخلی و غیره استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

پانل ساندویچی
فوم پلی‌اتیلن شبکه‌ای
محیط‌زیست
تخته‌فیبر دانسیته متوسط
سلامت انسان‌ها
توسعه پایدار

موضوعات

  1. ASTM International, 2000. ASTM C 393-00: Standard Test Method for flexural properties of sandwich constructions. United States: ASTM International.
  2. ASTM International, 2001. ASTM C 272-01: Standard Test Method for Water Absorption of Core Materials for Structural Sandwich Constructions. United States: ASTM International.
  3. ASTM International, 2003. ASTM C 365-03: Standard Test Method for Flatwise Compressive Properties of Sandwich Cores. United States: ASTM International.
  4. Ayrilmis, N., Candan, Z. and Hiziroglu, S., 2008. Physical and mechanical properties of cardboard panels made from used beverage carton with veneer overlay. Materials and Design. 29(10):1897-903.
  5. Bahrami, M., Farrokhpayam, S.R., Mansouri, H.R., Shamsian, M., Saneii, E. and Karimi, A., 2020. Mechanical properties of light weight sandwich panel with recycled paper core. Forest and Wood Products. 73(1):39-49.
  6. Castanie, B., Bouvet, C. and Ginot, M., 2020. Review of composite sandwich structure in aeronautic applications. Composites Part C: Open Access. 1:100004.
  7. Chen, Y. and Das, R., 2022. A review on manufacture of polymeric foam cores for sandwich structures of complex shape in automotive applications. Journal of Sandwich Structures and Materials. 24(1):789-819.
  8. Dorostkar, A. and Rafighi, A., 2015. Afforestation and it's effect on environmental health. In Third National Conference on Environmental and Agricultural Research in Iran, 13 August, Hamedan, Iran.
  9. European Committee for Standardization, 1981. DIN 52189-1: Testing of wood; determination of impact bending strength (Prüfung von Holz; Schlagbiegeversuch; Bestimmung der Bruchschlagarbeit). Brussels: European Committee for Standardization (CEN).
  10. Khaki, A., Yazdi Mymand, A.A., MirHoseini Taba, M. and Gohari, S., 2020. Influence of sheet type, layout, and height of cardboard tubes as cores on the mechanical properties of the sandwich panel. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 34(4):563-71. (In Persian with English abstract)
  11. Li, Z. and Ma, J., 2020. Experimental study on mechanical properties of the sandwich composite structure reinforced by basalt fiber and nomex honeycomb. Materials. 13(8):1870.
  12. Mazinani, M., Rezaei, H. and Nikfarjam, M., 2007. Comparison between theory and experiment and bals sheet honeycomb sandwich construction with cerebral vessels extremist. In 9th National Symposium of Marine Industries, 23 October, Mazandaran, Noor.
  13. Mohammadabadi, M., Miller, J., Street, J., Kim, Y. and Ragon, K., 2023. Wood-based corrugated core sandwich panels manufactured using a wooden mold. BioResources. 18(2):3033.
  14. Najafi, A., Musavi, T., Kord, B. and Besharati Far, K., 2012. Study on flexural creep parameters of overlayed particleboard by natural and melaminated veneers. Iranian Journal of Wood and Paper Industries. 3(1):119-28. (In Persian with English abstract)
  15. Nazeryan, M., Moazemi, V. and Mohebi Gargari, R., 2016. The effect of core layer treatment and almond shell powder content in the glue line on the pull off adhesion sandwich panel. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 31(1):141-53. (In Persian with English abstract)
  16. Omrani, P., 2022. Utilisation possibilities of textile waste for the production of medium density fiberboard. Iranian Journal of Health and Environment. 14(4):695-708. (In Persian with English abstract)
  17. Omrani, P., Taghiyari, H.R. and Zolghadr, M., 2018. Effects of nano-clay on physical and mechanical properties of medium-density fiberboards made from wood and chicken-feather fibers and two types of resins. Drvna industrija: Znanstveni časopis za pitanja drvne tehnologije. 69(4):329-37.
  18. Palomba, G., Epasto, G. and Crupi, V., 2022. Lightweight sandwich structures for marine applications: a review. Mechanics of Advanced Materials and Structures. 29(26):4839-64.
  19. Rangavar, H., Kargarfard, A. and Hamedbazzi, M., 2015. The effect of decorative coatings by mixing of poly vinyl acetate and urea-formaldehyde on physical and mechanical properties particleboard. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 30(2):194-206. (In Persian with English abstract)
  20. Rocca, S. and Nanni, A., 2005. Mechanical characterization of sandwich structure comprised of glass fiber reinforced core: Part: 1. In Third International Conference Composites in Construction, 11 Jul; Lyon, France.
  21. Roshanzadeh, M. and Ali Arab, A., 2013. Effects of forests and afforestation on the environment. In The first national conference on environmental research, 31 October, Hamedan, Iran.
  22. Saffari, M., Jabbari, M., Najafi, A., Tatari, A. and Ghaffari, M., 2013. The effect of face and adhesive types on mechanical properties of sandwich panels made from honeycomb paper. Iranian Journal of Wood and Paper Industries. 4(2):141-52. (In Persian with English abstract)
  23. Shamsian, M., Shahreki, A., Hemati, T., Nosrati, B. and Bayat kashkoli, A., 2020. Mechanical properties of light weight sandwich panel made of sawdust and waste rubber. Iranian Journal of Wood and Paper Industries. 10(4):521-3. (In Persian with English abstract)
  24. Zand Abbas Abadi, A., Cheraghi, M., Sobhanardakani, S., Lorestani, B. and Kiani Sadr, M., 2024. Evaluation of the capability of Robinia pseudoacacia and Pinus eldarica for bioremediation of heavy metals (Pb, Cr and Ni) in urban areas of Hamedan, west of Iran. Iranian Journal of Health and Environment. 16(4):607-28. (In Persian with English abstract)
محیط زیست و توسعه فرابخشی
دوره 10، شماره 87
بهار 1404
صفحه 114-126

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما