سنتز سبز نانوذرات اکسید روی اصلاح شده با سیلان برای ساخت پوشش های فوق آب گریز و دارای پایداری حرارتی بر روی چوب

بیان مساله و اهداف چوب به عنوان یک ماده زیستی تجدیدپذیر، به دلیل ویژگی هایی مانند استحکام مناسب، فرآوری آسان، عایق بودن حرارتی و سازگاری با محیط زیست، کاربرد گسترده ای در صنایع ساختمانی، دریایی و مبلمان دارد. با این حال، ماهیت آب دوست و ساختار متخلخل آن سبب کاهش دوام در برابر رطوبت، تخریب زیستی و عوامل محیطی می شود. نفوذ آب به ساختار چوب می تواند منجر به افت خواص مکانیکی، کاهش پایداری ابعادی و کاهش عمر مفید آن گردد .از سوی دیگر، چرخه های تر و خشک شدن مکرر می تواند تنش های داخلی ایجاد کرده و تخریب تدریجی سطح چوب را تشدید نماید. بنابراین، توسعه پوشش های حفاظتی پایدار و سازگار با محیط زیست برای بهبود دوام چوب اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، هدف سنتز سبز نانوذرات اکسید روی (ZnO) با استفاده از عصاره پوست پرتقال و به کارگیری آن ها در اصلاح سطح چوب به همراه عامل دارسازی سیلانی جهت ایجاد پوششی فوق آب گریز و دارای پایداری حرارتی بالا بود.مواد و روش هانانوذرات اکسید روی به روش سنتز سبز و با استفاده از عصاره پوست پرتقال به عنوان عامل کاهنده و پایدارکننده تهیه شدند. پوشش دهی چوب در دو مرحله انجام شد: ابتدا نانوذرات ZnO بر سطح چوب لایه نشانی گردیدند و سپس نمونه ها با محلول سیلان عامل دار شدند تا پیوند بین پوشش و بستر چوب تقویت شود. به منظور بررسی ساختار شیمیایی و تایید تشکیل نانوذرات، آزمون های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و پراش پرتو ایکس (XRD) انجام شد. ریزساختار و توزیع نانوذرات بر سطح چوب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) ارزیابی گردید. پایداری حرارتی نمونه ها به کمک آنالیز گرماوزنی (TGA/DTG) بررسی شد و خاصیت آب گریزی سطح با اندازه گیری زاویه تماس آب مورد سنجش قرار گرفت.نتایجنتایج FTIR و XRD نشان دهنده تشکیل موفق نانوذرات ZnO و حضور گروه های عاملی سیلانی بر سطح چوب بود. تصاویر FESEM توزیع یکنواخت نانوذرات را بر روی سطح چوب تایید کردند. آزمون های TGA/DTG نشان داد که نمونه های تیمارشده نسبت به چوب کنترل، پایداری حرارتی بالاتری دارند. همچنین، اندازه گیری زاویه تماس بیانگر افزایش قابل توجه خاصیت آب گریزی در نمونه های اصلاح شده بود که نشان دهنده ایجاد سطحی با انرژی سطحی پایین و ساختار زبر در مقیاس نانو است.نتیجه گیریاصلاح سطح چوب با استفاده از نانوذرات ZnO سنتزشده به روش سبز و عامل دارسازی سیلانی منجر به بهبود قابل توجه خواص حفاظتی چوب شد. این فرآیند موجب افزایش آب گریزی و ارتقای پایداری حرارتی گردید و عملکرد پوشش ایجادشده را به طور موثری بهبود بخشید. روش ارائه شده می تواند به عنوان رویکردی سازگار با محیط زیست و کارآمد برای افزایش دوام چوب در کاربردهای صنعتی مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

بهبود دوام چوب ، اصلاح شیمی سطح ، عصاره مرکبات