Investigation the chemical, morphological, wettability and thermal stability of recycled fibers from MDF wastes and quality of manufactured boards

احمدی, محمد and معزی پور, بیتا and شرری, معراج (2017) Investigation the chemical, morphological, wettability and thermal stability of recycled fibers from MDF wastes and quality of manufactured boards. University of Mohaghegh Ardabili, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
طرح پژوهشی نهایی MDF.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

In this study, quality of recycled fibers recycled from MDF wastes and MDF boards manufactured with them was investigated. Ohmic heating method (new method) and hydrothermal (common method) were utilized for recyling MDF wastes. For investigating the paractical aspect of recycling process, the MDF boards were manufactuered by using of virgin fibers too. In this research, the properties of fibers and practical properties f boards 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. 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. The results showed that chemical, structural and thermal properties of recycled fibers differed significantly from those of original fibers. 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.

Item Type: Other
Persian Title: بررسی ویژگی های شیمیایی، مرفولوژی ، ترشوندگی و پایداری حرارتی الیاف بازیافت شده از ضایعات ام دی اف و کیفیت تخته های حاصل از آن
Persian Abstract: در این مطالعه، کیفیت الیاف بازیافت شده از ضایعات ام دی اف و تخته های ساخته شده از آن مورد بررسی قرار گرفت. برای بازیافت ضایعات از دو روش هیدروترمال و حرارت دهی اهمیک استفاده شد. به منظور ارزیابی کارایی این روش ها تخته¬هایی از الیاف بکر نیز ساخته شدند. 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/cm37/0 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. 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 این مطالعه مشخص نمود که ویژگی های شیمیایی، ساختاری و حرارتی الیاف بازیافتی تفاوت آشکاری با الیاف بکر دارد. هم چنین،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.
Subjects: Research Projects
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Date Deposited: 30 Jun 2019 06:40
Last Modified: 30 Jun 2019 06:40
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/8319

Actions (login required)

View Item View Item