Abstract
Medium density fiberboard (MDF) is one of the widely used wood-based panels to manufacture building components such as furniture units for interior applications. Although MDF is an excellent product it is prone to fire hazard which should be enhanced using flame retardants during its manufacture. Properties of the flame retardant urea formaldehyde (UF) MDF made using a dry process from rubberwood fibers were investigated. Flame retardant chemicals that were evaluated include sodium aluminate, zinc borate and aluminum trihydrate, which were incorporated with rubberwood fibers to manufacture experimental MDF. Four concentration levels, 10%, 15%, 20% and 30% of fire retardants and 15% urea formaldehyde resin based on oven dry fiber weight were used to manufacture experimental panels. Physical and mechanical properties including thickness swelling, water absorption, bending characteristics, and internal bond strength of the samples were determined. Flame retardant properties of the panels were also investigated using a Cabinet Method along with char index, weight loss and size of ellipse area. Finally, thermogravimetry method was employed to analyze thermal properties of the MDF panels. The results showed that thickness swell and water absorption decreased as the flame retardant increased. The MOR was not affected by the flame retardant treatment for boards bonded with urea formaldehyde resin. The internal bond strength showed a small reduction compared with the controls as the flame retardant chemicals increased but not for boards treated with 5% aluminum trihydrate. When the concentration of flame retardant chemicals increased to 30%, the internal bond generally decreased. Char index, area of ellipse and weight loss reduced as the percentage of flame retardant increased. Sodium aluminate showed the best performance in reducing thermal degradation followed by aluminum trihydrate and zinc borate. Aluminum trihydrate cured closely resemble that of the control during the gelation tes
چکیـده
تخته فیبر با دانسیته متوسط (MDF) یکی از پرکاربردترین مصنوعات چوبی در ساخت برخی ابزارهای ساختمانی مانند اسباب و اثاثیه مخصوص کاربردهای محیط داخلی می باشد. هر چند MDF محصول فوق العاده ای است اما در معرض خطر آتش سوزی قرار دارد که بایستی از طریق مواد ضد حریق در فرآیند تولید از این خاصیت آن کاست. در این تحقیق، خواص MDF ضد حریق ساخته شده با اوره فرمالدئید (UF) که از طریق فرآیند تولید خشک از فیبر درخت کائوچو بدست آمده است، مورد ارزیابی قرار می گیرد. مواد شیمیایی ضد حریق که در این تحقیق بررسی شد شامل آلومینات سدیم، بورات روی، و تری هیدرات آلومینیوم می باشد که برای ساخت MDF آزمایشی با فیبرهای چوب کائوچو ترکیب شده است. برای تولید تخته های آزمایشی از چهار میزان غلظت مختلف ماده ضد حریق بصورت 10%، 15%، 20% و 30% و رزین اوره فرمالدئید 15% بر مبنای وزن خشک فیبر استفاده شده است. خواص فیزیکی و مکانیکی شامل واکشیدگی ضخامت، جذب آب، مقاومت خمشی و استحکام چسبندگی داخلی نمونه ها پس از تولید اندازه گیری شد. خاصیت ضد حریق تخته ها نیز با استفاده از روش کابینت و نیز شاخص زغال شوندگی، کاهش وزن و اندازه ناحیه بیضوی سنجیده شد. در نهایت، برای آنالیز خواص گرمایی MDF های بدست آمده از روش گرماوزن سنجی استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که واکشیدگی ضخامت و میزان جذب آب با افزایش مقدار ماده ضد حریق کمتر می شود. در مورد تخته های تولید شده با رزین اوره فرمالدئید، MOR چندان تحت تأثیر روش تیمار با ماده ضد حریق قرار نمی گیرد. استحکام چسبندگی داخلی در نمونه های تحت آزمون در مقایسه با نمونه های کنترل در ازای افزایش میزان ماده شیمیایی ضد حریق کاهش نسبتاً مختصری از خود نشان می دهد اما در تخته های تیمار شده با تری هیدرات آلومینیوم 5% چنین موردی مشاهده نشد. هرگاه حجم ماده شیمیایی ضد حریق تا 30% افزایش یابد، عموماً چسبندگی داخلی ضعیف تر می شود. شاخص زغال شوندگی، اندازه ناحیه بیضوی و کاهش وزن با افزایش درصد ماده ضد حریق کاهش می یابد. از حیث کاهش تخریب حرارتی آلومینات سدیم بیشترین تأثیرگذاری را دارد و تری هیدرات آلومینیوم و بورات روی در رتبه های بعدی قرار دارند. خاصیت بهبود بخشی تری هیدرات آلومینیوم بر گیرایی رزین در نمونه ها بسیار مشابه نمونههای کنترل در حین آزمون تشکیل ژل میباشد.
1-مقدمـه
تخته فیبر با دانسیته متوسط (MDF) یکی از پر کاربردترین کامپوزیت های چوبی در صنعت ساختمان سازی و تولید اسباب و اثاثیه منازل به شمار می رود. در حالت عادی MDF مستعد آتش سوزی است. برای غلبه بر این نقطه ضعف، MDF ای با قابلیت مقاومت در برابر حریق مورد نیاز می باشد. لزوم تیمار MDF برای اجتناب از آتش گرفتن توسط وایت و سوئیت (1992) در مروری بر مقالات مربوط به خواص چوب بعد از تیمار با مواد ضد حریق مورد بررسی قرار گرفت. چیل و سزو(2003) در تحقیقی پیرامون خواص تخته فیبرهای تولید شده با مواد ضد حریق از روزنامه های باطله و استفاده از عامل کف زا و رزین فنول فرمالدئید ،کار بر روی تیمار تخته فیبر با مواد ضد حریق را انجام دادند...