توليد فرآوردههاي چوب – پلاستيك گامي ناگزير براي صيانت از جنگلها و استفاده از ضايعات شهري

چكيده

با اوج گیری بحرانهای زیست محیطی در چند دهه اخیر، بنیان منابع زیستی جهان را در معرض خطرات جدی قرار داده است. دراین اوضاع تمام دولتها در راستاي نيل به توسعه پايدار به فراخور توان، دانش و فناوری خود در جهت مهار کردن خسارات وارده به محیط زیست، برداشت بی رویه از جنگلها و منابع طبیعی و کاستن از حجم آلودگیهای تحمیلی به محیط زیست اقدام کرده‌اند. یکی از چالش برانگیزترین مسائل در این عرصه ، زبالهها و مواد زاید پلاستيكي ميباشند. اين مسائل باعث شده است تا در سالهاي اخير تلاشهاي زيادي در جهت ساخت مواد چندسازه بر پايه استفاده از ضايعات پلاستيكي و منابع تجديدپذير از جمله الياف طبيعي انجام بگيرد . يكي از انواع اين محصولات ، فراورده‌هاي چوب پلاستيك مي باشند، که از طریق اختلاط انواع پلیمرهای گرمانرم و گرماسخت با آرد چوب و یا الیاف دیگر مواد ليگنوسلولزی، ساخته می‌شوند. اين مواد دارای ظاهری شبیه به چوب هستند و در اغلب کاربردها ميتوانند به جای چوب و فراوردههاي حاصل از آن استفاده شوند. استفاده از انواع زباله‌هاي پلاستيكي، منابع غيرچوبي و ضايعات ليگنوسلولزي غير قابل مصرف، علاوه بر كمك به صيانت از جنگلها مزيت مضاعف كاربرد مناسب مواد پلاستيكي زيست تخريب ناپذير را نيز در پي دارد. با توجه به كمبود شديد منابع جنگلي و نياز روز افزون كشور به فرآوردههاي چوبي، هدف از اين بررسي شناسايي مزاياي اين نوع چند سازهها نسبت به ساير فراوردههاي چوبي مي‌باشد كه سعي شده است با مقايسه خواص فني، اقتصادي و مسائل زيست محيطي آنها با يكديگر بر اهميت جايگزيني آنها در راستاي اصلاح الگوي مصرف محصولات چندسازه چوبي تاكيد شود.

كلمات كليدي:

مديريت منابع طبيعي- چند سازه چوب پلاستيك- الياف ليگنوسلولزي- ضايعات- توسعه پايدار
1. مقدمه:

با نگاهی به وضعیت جنگلهای شمال کشور - که تنها 5/7% از مساحت کشور را در برمی گیرد.و عنايت به اينكه جنگلهاي شمال با همین وضعیت بغرنج هنوز اصلی‌ترین منبع داخلی تامین چوب آلات و مواد اولیه مصنوعات چوبی و کاغذی هستند- حساسیت و آسیب پذیری آن به وضوح نمایان شده فلذا لزوم یافتن جایگزینی مناسب و اتکا به سایر منابع و مواد برای صنعت چوب خود نمائی می کند]2و1 [.کمبود منابع جنگلی و چوبی در کشور ما حقیقتی تلخ و انکار ناپذیر است که به تبع آن کاهش ظرفیت تولید و حتی در موارد متعددی تعطیلی کارخانجات صنایع چوب را درسالهای اخیر در پی داشته است. بر اساس مطالعات صورت گرفته، ارزش زيست محيطي جنگلها تا 400 برابر ارزش آنها در توليد چوب است(16). مطابق با آمار سازمان جنگلها بهره برداري از جنگلهاي شمال طي ده سال گذشته از2 ميليون و 200 هزار متر مكعب به كمتر از يك ميليون مترمكعب رسيده و این به معنی كاهش پنجاه درصدی در عرضه چوب به بازار مصرف است]1 [

پیشرفتهای تکنولوژیک عصر حاضر درواقع بستگی به پیشرفتهایی دارد که در زمینه مواد حاصل شده است و توسعه آتی نیز در گرو مواد موجود در دسترس خواهد بود. دراین میان مواد کامپوزیتی ( چند سازه ها ) معرف قدم های بزرگی است که در راه تکامل مواد مهندسی و نیز مهندسی مواد برداشته شده است ]11 [به این معنی که با ترکیب فیزیکی دو یا چند ماده ، علاوه بر اینکه موادی کارآمد ، سبک و مقاوم تر از مصالح سنتی از قبیل چوب ، پلاستیک و پلیمرهای معمول به دست می آید ، بلکه برای هر کاربرد مشخص نيز می توان خواص مورد نیاز را در کامپوزیتی خاص ایجاد کرد كه این کار حتی با طراحی دقیق مواد سنتی امکان پذیر نیست.]17 [

کامپوزیتهای WPC" چندسازه یا مواد مرکب چوب پلاستیک " از جمله موادی مهندسی و ساختمانی جدیدی هستند که در توسعه وکاربرد آنها متخصصین فراوانی از رشته های مختلف از جمله پلیمر،علوم و مهندسی مواد ، شیمی و مهندسی شیمی ، مکانیک جامدات ، مکانیک شکست مواد ، مهندسی صنایع چوب ، ریاضی و کامپیوتر سهم به سزایی داشته و دارند. لذا به دلیل گسترده بودن موضوع ، بحث در مورد آن درکلیه جوانب علوم فوق الذکر غیر ممکن به نظر میرسد. ولی می توان بیان کرد که این علم/ صنعت در وهله نخست حاصل همکاری و تداخل دو صنعت پلیمر و صنعت چوب با یکدیگر است که صنعت پلیمر واجد دانش فراورش و ساخت بوده و صنعت چوب نیز صاحب دانش مواد اولیه و بازار مصرف می باشد ]تجويدي 1384[.

در جهان اولین تحقیقات و اقدام به ساخت محصول چوب پلاستیک در اوایل دهه 80 میلادی در کشورهای اروپای غربی آغاز شد ولی در دهه90 میلادی با سرعت حیرت آوری در آمریکا گسترش یافت تا حدی که به اعتقاد کارشناسان امروزه این صنعت از نظر علمی و تکنولوژیکی در اروپا 10 سال عقب تر از امریکا در حال پیشرفت می باشد ، آلمان، اتریش، ایتالیا و انگلستان از پیشگامان این صنعت در اروپا هستند]19 [.

WPC لفظ مشترکی است که به دو نوع چند سازه متفاوت اطلاق می‌شود ، به ‌فرآورده‌هایی که ازطریق اختلاط انواع پلیمرهای ترموپلاستیک‌ به عنوان ماتریس با الیاف چوب و یا دیگر مواد « سلولزی» به عنوان فازتقویت‌کننده یا فیلر ساخته می‌شود، چوب پلاستیک گفته می‌شود]اميدوار.1386[ فاز تقویت کننده معمولا سفت تر و محکم تر از فاز ماتریس است. این دو فاز از طریق اتصال منطقه حد فاصل یا همان سطح مشترک (Interface) به هم متصل می شوند. خواص و شرایط این ناحیه تاثیر مستقیم بر کارآیی چندسازه دارد و نقش اصلی فاز ماتریس نگهداری الیاف تقویت کننده و انتقال نیروست .

مهمترین محدودیتهای مواد پلاستیکی عبارتند از هزینه نسبتا بالا ، محدودیت دمای کارکرد ، تاثیر منفی رطوبت به ویژه حین فرآیند تولید ، شکنندگی الیاف و در نهایت مشکلات بازیافت و تجزیه ناپذیری. لذا به منظور کاهش محدودیت های فوق الذکر در ساخت پلاستیکهای نفتی از سایر مواد آلی و معدنی استفاده می شود ؛ پرکننده ها و الیاف سلولزی تجدید پذیر کشاورزی ازجمله این مواد هستند. دانسیته کمتر ، عدم فرسایش سطوح ماشين آلات ، توزيع و پرکنندگی زیاد، افزایش سختی، قابلیت بازیافت و عدم شکنندگی الیاف در خمش‌های حین فرآوری از جمله مزایای الیاف سلولزی است]2و8[. اين محصولات مصارف بسیار زیادی در ساخت کفپوش، حصار، انواع پروفیل در و پنجره، خودرو سازی، لوازم خانگی و انواع سازه های آبی دارند. خاک اره، نمونه شاخص یک پودر سلولزی است که از خرد و آسیاب کردن چوب خام و ضایعات کارخانجات چوب بری و ساير واحدهاي توليدي صنایع چوب حاصل می گردد. اما کلمه پودرسلولزی درکاربرد عبارت عامتری است چرا که نه تنها چوب درختان بلکه بسیاری از محصولات گیاهی مثل ساقه غلاتی چون گندم ، جو ، برنج و... را نیز شامل می شود.]8[

2. منابع تأمین پودرهای سلولزی

به طور کلی اکثر گیاهانی که دارای ساقه خشبی و یا دانه ، پوست ، هسته و... چوبی می باشند قابلیت تامین سلولز را دارند ولی از دیر باز و به طور سنتی ، چوب درختان به عنوان مهمترین منبع تامین خاک اره و پودر سلولزی و الیاف شناخته شده و کماکان برای این مقاصد مورد استفاده قرار می گیرد؛ لیکن امروزه کاهش منابع جنگلی در جهان و به تبع آن افزایش قیمت چوب آلات والوار در سطح جهان از یک سو و فشار سازمانهای زیست محیطی و سازمانهای مردم نهاد NGO"" از سوی دیگر، کارشناسان و متولیان صنعت را ناگزیر به جستجوی منابع جایگزین و ارزانتر واداشته است.

یکی ديگر از منابعی که برای این منظور مورد توجه و استفاده قرار گرفته ضایعات کشاورزی است که هر ساله مقادیر زیادی از آن سوزانده شده و از بین می رفت ولی امروزه در بسیاری از صنایع از جمله صنایع ساخت تخته های فشرده ، صنایع شیمیایی ، خمیر و کاغذ سازی، صنعت کامپوزیت و.. . به عنوان مواد اولیه ارزان مورد استفاده قرار می گیرد .

این امر در کشورهای پیشرفته اروپای غربی و امریکا تا اندازه ای مورد توجه قرار گرفته است که در حال حاضر دهها کارخانه در این مناطق صرفاً از ضایعات کشاورزی نظیر کاه گندم و جو ، وساقه برنج و ذرت و... به عنوان مواد اولیه استفاده می کنند و تعداد بیشتری نیز این مواد را به عنوان درصدی از مواد اولیه مصرف می کنند .

میزان تولید این مواد از نظر وزنی حداقل برابر و حداکثر تا چهار برابر میزان تولید محصول آن گیاه است و از این میزان در حدود 50% به مصارف روستایی (دامی وکشاورزی) می رسد و در حدود 10% نیز هنگام جمع آوری و حمل از بین می رود ولی از این میزان در حدود 30% کاملا قابل برنامه ریزی برای استفاده صنعتی است]16و8 [.

در کشور ما نیز به دلیل فقر جنگلی و کمبود شدید چوب و فشارهای زیست محیطی استفاده از چوب در مقیاس وسیع و صنعتی برای تولید محصول علاوه بر اینکه غیر اقتصادی و گران است، خسارات جبران ناپذیری را به منابع طبیعی و اکولوژیکی کشور وارد می سازد و این در حالی است که سالیانه طبق آمارهای اعلام شده از وزارت جهاد کشاورزی حجم عظیمی از ضایعات کشاورزی در کشور سوزانده و یا بلا استفاده در طبیعت رها می شوند که می توانند منابع خوبی برای تامین مواد اولیه صنایع کشورمان باشد .

مواد لیگنوسلولزی که امروزه در سطح دنیا به عنوان تقویت کننده و یا پرکننده استفاده می شوند بر اساس منشا تولیدشان شامل موارد زیر می شوند :

1- انواع پودرهای سلولزی، الیاف وآرد چوب تهیه شده از منابع مختلف چوب ماسیو اعم از درختان سریع الرشد یا مازاد مقطوعات و سرشاخه ها درختان جنگلی .

2- الیاف و پودرها تهیه شده از ضایعات کشاورزی از قبیل باگاس، کاه، کلش، ساقه گندم، برنج و سایر غلات، کنف، کتان و هرس درختان باغی.

3- الیاف تهیه شده از فرآوری مجدد ضایعاتی مثل کاغذ روزنامه و مقوا و ضایعات کارخانجات کاغذ و خمیر یا آرد چوب حاصل از صنایع چوب مثل مبلمان، چوب بری ها ضایعات شهری و ... ]9[.

3. استفاده از مواد بازیافتی در ساخت مواد مرکب الیاف طبیعی و پلاستیک

در سال 1994 حدود 590 میلیون تن زباله در ایالات متحده تولید شده که قسمت اعظمی از آن را ضایعات مواد پلاستیکی و چوب تشکیل می داد که این فرصت مناسبی برای تولید کنندگان محصولات کامپوزیتی با استفاده از مواد بازیافتی را فراهم آورد ، زیرا ارزانی مواد اولیه بازیافتی امکان تولید اقتصادی را ایجاد نمود. در سال 2002 کارخانه terex که بزرگترین تولید کننده WPC درامریکا به شمار می رود روزانه 227 تن ضایعات خریداری و معادل همین مقدار را در چرخه تولید مورد مصرف قرار داد]17و2[.

در مجموع در امریکای شمالی صنایع چوب پلاستیک درسال 2001 در حدود 204میلیون کیلوگرم پلاستیک مصرف کرده که از این میزان 95% یعنی رقمی معادل 193 میلیون کیلو گرم مواد بازیافتی بوده است . در بریتانیا سالانه در حدود 5 میلیون تن پلاستیک مصرف می شود که هر ساله نیز 8 /2میلیون تن زباله پلاستیکی تولید می شود که از این میزان 5/0 میلیون تن(در حدود 15درصد) بازیافت می شود، محاسبه میزان ضایعات چوبی امری نسبتا مشکل است ولی برآورد می شود مقدار آن در بریتانیا سالانه 5 تا 7 میلیون تن است که از این مقدار در حدود 1میلیون تن بازیافت می شود ]8و9[..

این صنعت علیرغم پیشرفت زیاد و رشد فزاینده در امریکا و اروپای غربی در سالهای اخیر در کشور ما هنوز نوپاست و در مراحل معرفی و سازگاری قراردارد؛ بازار این محصولات در حال شکل گیری است و با توجه به حجم ضایعات سلولزی و پلاستیکی توان بالقوه ای برای ساخت وگسترش این کامپوزیتها درکشور وجود دارد و به وضوح می توان روند رشد تولید أن را در کشور رصد کرد و رشد شتابان تر آن را در سالهای آتی پیش بینی کرد نكته اي كه بايد به أن توجه كرد اين است كه در سالهاي اخير بسياري ازافراد بدون توجه به مطالعات اوليه مورد نيازاقدام به وارد كردن ماشين ألات از خارج كشورنموده اند كه متاسفانه اكنون در توليد محصول مناسب و بازاريابي آن با مشكلاتي جدي روبه‌رو هستند.

در سال2006 بازار جهانی WPC به مرز 300 میلیون تن رسید که از این میزان حدود 75 % مربوط به کاربرد های ساختمانی و سازه ای است و هیچ نوع ماده مهندسی به این اندازه در مصارف ساختمانی و محوطه های باز تا این اندازه رشد بازار مصرف نداشته است]4[.

4. مهمترين مزایای چندسازههای چوب-پلاستیک

در حقیقت چندسازههای چوب-پلاستیک ظاهری مشابه چوب داشته، در حالیکه کارائی آن افزایش یافته است. جذب رطوبت پائین، مقاومت كافي در برابر اکسید شدن، مقاومت مناسب در برابر نفوذ حشرات و موریانه، وزن کم و دوام طولاني، كاهش همكشيدگي و واكشيدگي، خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب، مقاومت در برابر نور خورشید و عایق حرارتی مناسب در سازههای ساختمانی از مهمترین مزایای كاربرد چندسازههای چوب-پلاستیک میباشد]14 [.

عمر زياد، قابليت بازیابی، شکلدهی مطلوب، قابلیت ارهخوری، میخ خوری، رندهکاري،
جلاپذیری و قابليت رنگپذيري مناسب و اعمال روکشهای تزئینی نیز به عنوان قابلیتهای مفید این چندسازهها به شمار میرود. ضمنا به نظر میرسد صنعت چوب-پلاستیک میتواند معضل پلاستیکهای سرگردان در همهی نقاط کشور را به طور نسبی حل و فصل کند]13[.

در جدول زیر خواص پانلهای چوب- پلاستیک با پنج پانل چوبی متداول مقایسه گردیده است. این پانلها شامل تخته لایه، تخته تراشه جهتدار[1]، تخته خرده چوب، تخته فیبر سخت و تخته فیبر با دانسیته متوسط[2] بودهاند. پانلهای چوب- پلاستیک در دو حالت 20 و 60 درصد آرد چوب تهیه شده بودند.

خواص عمومی چوب-پلاستیک در مقایسه با پانلهای چوبی مرسوم]12[

خاصیت	برتر	مشابه	ضعیفتر
(MOE) مدول الاستیسیته			√
(MOR) مدول گسیختگی			√
مقاومت کششی		√
سختی		√
مقاومت برشی لبهها		√
تغییر وزن بعد از 24 ساعت خیساندن در آب	√
تغییر ابعادی و واکشیدگی بعد از 24 ساعت خیساندن در آب	√
انبساط حرارتی			√

شاکری و همکاران(1385) با بررسی خواص مکانیکی چندسازه حاصله از پلیاتیلن سنگین و ساقه برنج با سطوح 15، 30 و 40% وزنی و مشهای 12-25 و 25-40 به این نتیجه رسیدند که از کاه برنج میتوان به عنوان یک تقویتکننده آلی تخریبپذیر و ارزان قیمت در تهیه فراورده مرکب استفاده نمود. افزایش تا 30 درصد کاه برنج منجر به بهبود استحکام کششی و خمشی میشود، اما افزایش 40 درصد کاه سبب کاهش استحکام کششی و خمشی میشود. همچنین افزایش میزان کاه برنج در فراورده مرکب سبب کاهش مقاومت به ضربه شکافدار نسبت به پلیمر شاهد میشود. به طور کلی فراورده مرکب تهیه شده از آرد کاه دانه ریز به علت چسبندگی بهتر با فاز زمینه خواص مکانیکی بهتری را نشان میدهد. اثر متقابلی بین دو عامل درصد وزنی کاه برنج و اندازه ذرات در فراورده مرکب مشاهده نشد. استفاده از سازگارکننده به عنوان جفتکننده کاه برنج به فاز زمینه پلیمر سبب اتصال بین دو فاز میگردد که موجب بهبود نسبی خواص مکانیکی فراورده مرکب میشود]14[.

5. مباحث زیست محیطی

اوج گیری بحرانهای زیست محیطی در چند دهه اخیر، بنیان منابع زیستی جهان را در معرض خطری جدی قرار داده است ، دراین اوضاع تمام دولتها به فراخور توان ، دانش وفن آوری خود در جهت مهار کردن خسارات وارده به محیط زیست ؛ برداشت بی رویه از منابع طبیعی وکاستن ازحجم آلودگی های تحمیلی به محیط زیست اقدام کرده اند . اگر تمایل بی انتهای انسان به توسعه وبرخورداری هرچه بیشتر از مواهب و منابع کره زمین در چهار چوبی منطقی مهار نشود بدون تردید موجب تهی شدن سریع زمین از این مواهب و منابع حیاتی خواهد شد . یکی از چالش برانگیزترین مسائل در این عرصه، زباله ها و مواد زاید است که می توان گفت محصول مصرف و توسعه تکنولوژی درسطح جهان می باشند]2[.

پیشرفت و توسعه جوامع بشری از یک سو و گسترش صنایع از سوی دیگر باعث شده تا زمین از زباله مملو و انسان به ماشین تولید زباله تبدیل شود ؛ رواج فرهنگ مصرف گرایی و نیز روی آوردن بشر امروزی به تولید و استفاده از مواد مصنوعی تجزیه ناپذیر در طبیعت نیز برشدت موضوع می افزاید در این میان به دلیل محدود بودن منابع کره زمین، اندیشمندان به تفکر در مورد آینده این زیست کره وادار ساخته است . در سالهای اخیر پروژه های بزرگ صنعتی برای تفکیک ، بازیافت فرآوری جهت استفاده مجدد آن در فرآیند تولید احداث شده و یا در حال احداث می باشد که مهمترینشان عبارتند از : بازیافت کاغذهای ضایعاتی جهت تولید مقوا ، بازیافت مواد پلاستیکی ، بازیافت انواع لاستیکهای فرسوده ، جمع آوری و بازیافت خودروهای فرسوده ، بازیافت انواع پسمانده های صنعتی و استفاده از ضایعات مواد زراعی برای تولید محصول ، انرژی و دهها طرح و پروژه دیگر. به عنوان یک نمونه از پروژه های موفق دراستفاده ازمواد کشاورزی شرکت ایتالیایی Eco plan را می‌توان نام برد که در کنار یک کارخانه روغن کشی زیتون تاسیس شده است و از پسماند هسته‌های زیتون که سابقا توسط این کارخانه دور ریخته می شد و نیز‌ استفاده از پلاستیک های بازیافتی به نسبت 50 - 50 اقدام به تولید محصول کامپوزیت WPC نموده و به این ترتیب با تاسیس یک کارخانه علاوه بر تولید ارزش افزوده و اشتغالزایی ، دو ماده مزاحم محیط زیست و دور ریختنی را به محصولی با کیفیت و پرکاربرد تبدیل می کند]2 [توجه همگاني به شرايط محيطي علاقه‌مندي مجددي را در كاربرد الياف طبيعي ايجاد كرده است. بازيافت و لحاظ شرايط محيطي براي معرفي كامپوزيتهاي جديد به بازار از اهميت روز افزوني برخوردار است. قوانين محيط زيستي و فشار مصرف كننده، باعث شده است كه توليد كنندگان مواد و قطعات، اثرات محصولات خود در محيط زيست را در تمام مراحل كار بسنجند. اين نكات باعث شده است در سالهاي اخير كارهاي زيادي در ساخت مواد كامپوزيتي بر پايه منابع تجديد پذير از جمله الياف طبيعي انجام بگيرد. اخيرا صنعت خودرو سازي به كاربرد كامپوزيتهاي الياف طبيعي به عنوان يك راه خدمت به محيط زيست و در عين حال رعايت مسايل اقتصادي، توجه جدي داشته است. كاربردهاي ديگر نيز در صنايع ساختمان در حال پيدايش هستند، شرايط آب و هوايي، عمر و فرآورش نه تنها بر ساختار الياف، بلكه بر تركيبات شيميايي الياف اثر مي‌گذارد ]13[.

در همین راستا سینگلتون[3] و همکاران(2003) مقاومت مکانیکی مواد مرکب ساخته شده از پلیاتیلن با دانسیته سنگین بازیافتی و الیاف کتان را مورد مطالعه قرار دادند. نتایج نشان داد که خواص مکانیکی اندازهگیری شده تابعی از مقدار الیاف میباشد. اگرچه در این تحقیق مقایسهای بین مواد ساخته شده با پلیاتیلن بازیافتی و خام انجام نشده است، ولی بیان شد که خام یا بازیافتی بودن پلیاتیلن نمیتواند تاثیر زیادی داشته باشد]18 [.

لذا قوانین و مقررات بسیاری درکشورهای مختلف جهان از سوی دولتها برای صیانت ، حفظ و کاهش تخریب منابع طبیعی تدوین شده و اجرا می گردد موثرترین و عاقلانه ترین تدبیر و راهکار استفاده مجدد از زباله‌ها و مواد ضایعاتی یا همان بازیافت (Recycling ) می باشد ؛ این کار موجب کاستن از حجم زباله های صنعتی و شهری می شود به علاوه اینکه از وارد شدن فشار بیش از حد به منابع طبیعی برای تامین مواد اولیه جلوگیری می شود . اطلاق واژه طلای کثیف به زباله دور از واقع نیست . در این راستا دولتها ، سازمانها و نهادهای اقتصادی هر کدام به شکلی وارد این عرصه شده و پروژه هایی را تعریف و اجرا نموده اند . در کشور ما نیز به دلیل وجود منابع عظیم باگاس مطالعه و تدوین پروژه هایی که با هدف استفاده از باگاس به عنوان مواد اولیه صنایع طراحی شده انجام گرفته و میگیرد . یکی از این پروژه ها استفاده از ضایعات صنایع تولید شکر برای تولید محصول کامپوزیت چوب پلاستیک می باشد که با توجه به حجم روز افزون پلاستیکهای ضایعاتی و باگاس بلااستفاده و نیز فقردر میزان سرانه منابع جنگلی این مورد خاص در کشورمان ایران بسیار و بسیار جای پرداختن دارد ]13[ .

متاسفانه در کشور ما نیز مشابه دیگر نقاط جهان استفاده از مواد پلاستیکی به طرز وسیعی رایج شده و سپس گسترش یافته است و به تدریج انواع پاکتهای پلاستیکی جای کیسه های کاغذی را در میوه و خوار بارفروشیها گرفته اند. و هر ایرانی در خرید روزانه خود دست کم دو سه کیسه پلاستیکی را از فروشنده دریافت می کتد که پس ازساعتی روانه سطل زباله شده و سرانجام به اماکن دفن زباله راه می یابد علاوه بر این جایگزین شدن بطری های پلاستیکی یکبار مصرف _ موسوم به PET _ را با بطری های شیشه ای شیر و نوشابه و انواع مایعات دیگرکه هنوز همه ما آنها را به خوبی در یاد داریم شرایطی را در کشور به وجود آورده که در همه جا از سواحل دریای خزر تا بیابان، رودخانه و کوهستان و در نهایت خلیج فارس به هر جا نگاه کنیم می بینیم که چگونه طبیعت با این بطری های ساخته شده از مواد تجزیه ناپذیرآلوده شده ؛ دیدن بطریهای شناور درتمامی آبهای روان به منظره ای آشنا تبدیل شده است . به خوبی روشن است که جمع آوری و بازیافت این مواد مضر برای محیط زیست خود بزرگترین مزیت زیست محیطی این اقدام می باشد؛ در صورت اختلاط آن با ضایعات مواد لیگنوسلولزی که آنها نیز به نوبه خود یک ماده مزاحم برای محیط زیست است ، تولید محصول کامپوزیت چوب پلاستیک مزیتی مضاعف و مکرر محسوب می شود .

چهار محالی و همکاران(1386) با بررسی اثر روش اختلاط بر خواص مکانیکی کامپوزیتهای چوب-پلاستیک ساخته شده با دو روش اختلاط مذاب و خشک ، چگالی 1 گرم بر سانتیمتر مکعب و ابعاد 35×35×1 سانتیمتر و با استفاده از ضایعات پلیاتیلن سنگین حاصل از بطریهای شیر و تخته فیبر با دنسیته متوسط با نسبت وزنی 60،70 و 80 د رصد آرد، به این نتیجه رسیدند که در هر دو روش بیشترین مقدار مدول خمشی در سطح 70 درصد به‌دست میآید. و بقیه خواص مکانیکی با افزایش درصد آرد از 60 به 80 درصد کاهش مییابد. در تمام ترکیبهای مشابه خواص مکانیکی کامپوزیتهای چوب-پلاستیک ساخته شده به روش خشک به طور عمومی از روش مذاب بهتر بودند]13 [.

6. نتیجه گیری :

با عنایت به اینکه میزان مصرف سرانه مواد کامپوزیتی در کشور یک دهم مقدار سرانه مصرف در کشورهای پیشرفته است، رئیس موسسه کامپوزیت ایران و عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت: سرانه مصرف کامپوزیت در کشورهای پیشرفته جهان 3 کیلوگرم است در‌حالی‌که این سرانه در کشور ما تنها 3/0کیلوگرم است] شکریه1384 [و با توجه به بازار بزرگ و رو به رشد تولید و مصرف جهانی (سالانه بیش از6 میلیون تن مواد کامپوزیتی به ارزش 145 میلیارد دلار در صنایع مختلف جهان مصرف می‌شود]13و2[. با در نظر داشتن قابلیتها ، محاسن و کاربردهای فراوان این فرآورده ها که پیش تر به آنها اشاره رفت و توان بالقوه کشورمان در تولید انواع محصولات کامپوزیت چوب - پلاستیک ؛ قبل از اینکه به یکی از وارد کنندگان بزرگ این محصولات مبدل شویم به دولت ، سرمایه گذاران و پژوهشگران به ترتیب پیشنهاد می شود:

دولت با حمایت از سرمایه گذاران و اتخاذ سیاستهای تشویقی برای صنایع مصرف کننده مواد بازیافتی مثل باگاس وپلاستیک ضایعاتی خصوصا در مناطق مستعد و محروم مثل استان خوزستان موجبات تاسیس واحدهای تولید WPC را برای بخش خصوصی فراهم آورد ایجاد چنین صنایعی - که نیاز به سرمایه بسیار زیاد ندارد و اصولا جزو صنایع سبک قلمداد می گردند و تولیداتشان می تواند انواع محصولات نهایی ونیمه ساخته ای مثل گرانول WPC و صفحات خام چوب پلاستیک برای استفاده در دیگر صنایع باشد – علاوه بر تامین نیاز داخلی و جلوگیری از خروج ارز برای واردات چوب آلات و مواد کامپوزیت WPC می تواند با اشتغالزایی مستقیم و غیر مستقیم موجبات رونق صنعت و ایجاد ارزش افزوده بالا برای کشور را فراهم کند . مضافا اینکه کاهش اثرات مخرب و زیست محیطی مواد زاید نیز از دیگر تبعات بسیار مهم و پر ارزش این اقدام خواهد بود] [.

به سرمایه گذاران (اعم از داخلی و خارجی) ، فعالان عرصه تولید و کارشناسان ذیربط در کشور پیشنهاد می شود که نسبت به بررسی امکانات جهت سرمایه گذاری و تاسیس خطوط تولید کامپوزیت WPC اقدام نمایند ؛ زیرا براساس مطالعات و برآورد های اقتصادی انجام شده آنچه به نظر می رسد این است که صنایع تولید WPCدارای ارزش افزوده بالا و مزایای نسبی فراوانی در کشور می باشد مضاف بر اینکه بازار مصرف آن نیز در کشور ما بازار بزرگی است و به تبع بازارهای مصرف جهانی در حال رشد می باشد ضمن اینکه نباید از بازارهای بزرگ منطقه ای غفلت ورزید پاکستان و افغانستان در شرق عراق و ترکیه در غرب کشورهای استقلال یافته از شوروی سابق در شمال و کشورهای عرب حوزه خلیج فارس در جنوب و حتی هند و چین همگی می توانند مقصد صادرات باشند و باید پیش از تسخیر بازار توسط رقبا حضور و بقا خود را خود را با عرضه محصولات با کیفیت تضمین نماییم .

در انتها نیز پیشنهاد می شود موسسات پژوهشی و دانشگاهی ، پروژه های تحقیقاتی را در مورد بررسی علمی – فنی جهت شناسایی امکانات بالقوه کشور در سایر نقاط تعریف کرده و به انجام رسانند که از جمله آنها می تواند " امکان استفاده از كاه و پوسته برنج در استانهای شمالی کشور" و استفاده از کاه گندم و دیگر غلات در سایر نقاط و حتی الیاف حاصل از بازیافت کاغذ و مقوا برای تولید این خانواده از محصولات کامپوزیتی باشد . تا ان شا ا... هرچه زودتر با رساندن سطح تولید و مصرف به نقطه مطلوب ، در زمینه این صنعت به یکی از پیشقراولان این فناوری در سطح منطقه و جهان تبدیل شویم .

7. منابع:

]1[ ابولفتحی،م. حامدی نژاد،ا . روند نوسانات تولید چوب و توسعه صنایع چوب کشور در نیم قرن گذشته. مجموعه مقالات همایش ملی تامین مواد اولیه و توسعه صنایع چوب و کاغذ کشور آذر 87 دانشگاه علوم کشاورزی منابع طبیعی 40 صفحه

]2[ برزگر شيري، م. چند سازه‌هاي چوب-پلاستيك پايان نامه كارشناسي . دانشگاه شهيد رجايي. تهران 1386

]3[ دوست حسینی،ک. فن آوری تولید و کاربرد صفحات فشرده چوبی. چاپ دوم. انتشارات دانشگاه تهران. 1386. 712 صفحه.

]4[ تجويدي، م. مجموعه مقالات اولین همایش کامپوزیت WPC، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران. کرج خردادماه 1384

]5[. گرمابی ح. فصیحی م.. مروری برافزودنی های مورد استفاده در کامپوزیتهای چوب پلاستیک از مجموعه مقالات سمینار کامپوزیت WPC دانشگاه صنعتی امیر کبیر تهران خرداد ماه .1385

]6[ ترابی س. بررسی ابعاد فنی واقتصادی تولید گرانول از باگاس از مجموعه مقالات سمینار کامپوزیت WPCدانشگاه صنعتی امیر کبیر تهرا خرداد ماه 1385

]7[ گرمابی ح.. لشکری س تکنولوژی و ماشین آلات شکل دهی کامپوزیت WPC از مجموعه مقالات سمینار کامپوزیت WPC دانشگاه صنعتی امیر کبیر تهران خرداد ماه 1385

]8[ جزایری، م. خواص و منابع تامین الیاف طبیعی و نقش آنها در تولید کامپوزیت مجموعه مقالات سمینار کامپوزیت WPC دانشگاه صنعتی امیر کبیر تهران خرداد ماه 1385

]9[ ورد. س، بررسی بازار چوب- پلاستیک در ایران وجهان، مطالعه پتانسیل‌های بازار ایران و جهان از مجموعه مقالات سمینار کامپوزیت WPC دانشگاه صنعتی امیر کبیر تهران خرداد ماه 1385

]10[. نور بخش.ا. دوست حسینی. ک ج. لتیباری . ع .حسین زاده بررسی اثر نوع ومقدار الیاف سلولزی و دمای فرآیند بر روی ویژگی های چندسازه الیاف چوب پلیمر مجله منابع طبیعی ایران ج57 شماره 4ا

]11 [مجله علوم و تکنولوژی پلیمر ( از شماره اول تا شماره هشتم )( مهندس ماسیس اکبریان ) مجموعه مقالات کامپوزیتها

]12 [جزایری، ب. 1385. مقایسه خواص چوب- پلاستیک با پانلهای چوبی. مجموعه مقالات همایش چوب- پلاستیک. دانشگاه صنعتی امیر کبیر. 10 صفحه

]13 [چهار محالی، م.، کاظمی نجفی، س.، تجویدی، م. 1386. اثر روش اختلاط بر خواص مکانیکی کامپوزیتهای چوب-پلاستیک. مجله علوم و تکنولوژی پلیمر. سال بیستم. شماره 4. صفحه 361-367.

]14 [شاکری، ع. امیدوار، الف. ف، گرجانی. 1385. بررسی ویژگیهای مکانیکی فراورده مرکب پلیاتیلن سنگین کاه ساقه برنج. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. جلد سیزدهم. شماره ششم. بهمن-اسفند 1385.

]15 [کیانی، ا. 1385. عوامل اتصال گسترش دهنده محدوده کارایی کامپوزیتهای چوب- پلاستیک. مجله بسپار. شماره 50. صفحات 96- 100

]16 [برزگر شيري، م. اخلاقي اميري، ز. استفاده از پسماند محصولات زراعي براي ساخت فراورده‌هاي چندسازه، همايش ملي كشاورزي پاك، گرگان، ارديبهشت 1388

[17] Klyosov. Anatole. A. Composition of Wood–Plastic Composites: Coupling Agents, p160-200 .2006

[18] Singelton, A. C. N., Bailline, C. A., Beaumont, P.W.R., and Peijs, T. 2003. On the mechanical properties, deformation and fracture of a natural fiber/recycled. Polymer Composites. Composites: Part B 34: 519-526.

[19] Youngquist J.A., Myers G.E., Muehl J.H., Krzysik A.M. and Clemens C.M., W53705-2398, USDA Forest Service, Forest Product Laboratory, Madison, USA, 1994

Producing of Wood-plastic composite an inevitable way for preservation of forest and management of municipal wastes

*Barzegar shiri – Mostafa *Mohammadi - Hosein * Akhlaghi Amiri – Zeinolabedin

*MSc.Student, Dep. of Wood and Paper Sc. & Tech. Gorgan Uni. Of Agri. Sci. and Nat.Res.–Iran

[email protected]

Abstract

Increasing of environmental crisis in recent years has threatened. The world natural resources in this condition, all the government in the way of way of achieving sustainable development as much as possible, have allocated their technologies and knowledge for avoiding of environmental impacts, extreme harvests of forests and natural resources and decreasing the amount of pollutions to the environment have started. One of the most challenging problems in this area is the plastic residues and wastes. That is caused to many efforts in the way of composite production based on using of plastic wastes and biodegradable resources such as natural fiber to be made one of this products are wood-plastic composites, that is made by mixing of various thermoplastic and thermosetting resins with natural fibers. These products have the similar characteristics as wood in most application can be used alternatively using of these plastic wastes and residues beside the helping to forest preservation is to producing of biodegradable product And with regard to the extreme shortage of natural resources and hence the raw material of the country, the aim of this survey is the recognition of the advantage of these composite in comparison to the others with especial focus on technical, economical and environmental properties in the course of modifying the consumption pattern of wood based composite.

Keywords

Wood-plastic - municipal wastes - forest preservation –natural resources management

توليد فرآورده­هاي چوب – پلاستيك گامي ناگزير براي صيانت از جنگل­ها و استفاده از ضايعات شهري

4. مهمترين مزایای چندسازه­های چوب-پلاستیک

مطالب مشابه :

پلی‌اتیلن

پلیمر

بررسي امكان استفاده از پسماندهای کشاورزی استان گلستان در ساخت کامپوزیت­های چوب­پلاستیک

مصالح ساختمانی نوین