Mae pren a metel naturiol wedi bod yn ddeunyddiau adeiladu hanfodol i fodau dynol ers miloedd o flynyddoedd. Mae'r polymerau synthetig rydyn ni'n eu galw'n blastigau yn ddyfais ddiweddar a ffrwydrodd yn yr 20fed ganrif.
Mae gan fetelau a phlastigau eiddo sy'n addas iawn ar gyfer defnydd diwydiannol a masnachol. Mae metelau'n gryf, yn anhyblyg, ac yn gyffredinol yn wydn i aer, dŵr, gwres a straen cyson. Sut bynnag, mae angen mwy o adnoddau arnynt hefyd (sy'n golygu drutach) i gynhyrchu a mireinio eu cynhyrchion. Mae plastig yn darparu rhai o swyddogaethau metel, gallant fod yn fwy na hynny. Mae plastigau'n gwneud deunyddiau strwythurol ofnadwy: nid yw offer plastig yn beth da, ac nid oes unrhyw un eisiau byw mewn tŷ plastig. Yn ddi -flewyn -ar -dafod, maent yn aml yn cael eu mireinio o danwydd ffosil.
Mewn rhai cymwysiadau, gall pren naturiol gystadlu â metelau a phlastigau. Mae'r mwyafrif o gartrefi teulu yn cael eu hadeiladu ar fframio pren. Y broblem yw bod pren naturiol yn rhy feddal ac yn cael ei ddifrodi'n rhy hawdd gan ddŵr i ddisodli plastig a metel y rhan fwyaf o'r amser. Mae papur diweddar a gyhoeddir yn y cyfnodolyn mater yn archwilio creu deunydd pren caled sy'n goresgyn y pren y mae chi yn ei wneud ei ddefnyddio unrhyw bryd yn fuan?
Mae strwythur ffibrog pren yn cynnwys oddeutu 50% seliwlos, polymer naturiol sydd â phriodweddau cryfder da yn ddamcaniaethol. Mae'r hanner sy'n weddill o'r strwythur pren yn bennaf lignin a hemicellwlose. Mae seliwlos yn ffurfio ffibrau hir, caled sy'n darparu pren â phren ei gryfder, felly nid oes gan hemicellulose ac ychydig yn cyfrannu â cherodydd a chaws hemicellulose. Ffibrau cellwlos ac yn cyflawni tasgau defnyddiol ar gyfer pren byw. Ond at bwrpas bodau dynol o grynhoi pren a rhwymo ei ffibrau seliwlos yn dynnach gyda'i gilydd, daeth Lignin yn rhwystr.
Yn yr astudiaeth hon, gwnaed pren naturiol yn bren caledu (HW) mewn pedwar cam. Yn gyntaf, mae'r pren wedi'i ferwi mewn sodiwm hydrocsid a sodiwm sylffad i gael gwared ar rai o'r hemicellwlos a lignin. Ar ôl y driniaeth gemegol hon, mae'r pren yn dod yn ddwysach trwy ei wasgu mewn gwasgedd a chemeg yn lleihau bondiau. ffibrau.next, mae'r pren dan bwysau ar 105 ° C (221 ° F) am ychydig mwy o oriau i gwblhau dwysedd, ac yna ei sychu. Yn agos, mae'r pren yn cael ei drochi mewn olew mwynol am 48 awr i wneud y cynnyrch gorffenedig yn ddiddos.
Un eiddo mecanyddol deunydd strwythurol yw caledwch indentation, sy'n fesur o'i allu i wrthsefyll dadffurfiad wrth gael ei wasgu gan rym. Mae Diamond yn anoddach na dur, yn anoddach nag aur, yn anoddach na phren, ac yn anoddach na phacio ewyn. arwyneb gyda grym penodol. Cofiwch ddiamedr y indentation cylchol a grëir gan y bêl. Cyfrifir gwerth caledwch Brinell gan ddefnyddio fformiwla fathemategol; Yn fras, po fwyaf yw'r twll y mae'r bêl yn ei daro, y mwyaf meddal yw'r deunydd. Yn y prawf hwn, mae HW 23 gwaith yn anoddach na phren naturiol.
Bydd y mwyafrif o bren naturiol heb ei drin yn amsugno dŵr. Gall hyn ehangu'r pren ac yn y pen draw dinistrio ei briodweddau strwythurol. Defnyddiodd yr awduron socian mwyn deuddydd i gynyddu ymwrthedd dŵr yr HW, gan ei wneud yn fwy hydroffobig (“ofn dŵr”). Mae'r prawf hydroffobigedd yn golygu gosod diferion dŵr ar yr arwyneb, y mwy o arwyneb, y mwy o hydrig. (“Sy'n caru dŵr”) ar y llaw arall, yn lledaenu'r defnynnau'n wastad (ac wedi hynny yn amsugno dŵr yn haws). Cyn hynny, mae socian mwynau nid yn unig yn cynyddu hydroffobigedd yr HW yn sylweddol, ond hefyd yn atal y pren rhag amsugno lleithder.
Mewn rhai profion peirianneg, perfformiodd cyllyll HW ychydig yn well na chyllyll metel. Mae'r awduron yn honni bod y gyllell HW tua thair gwaith mor finiog â chyllell sydd ar gael yn fasnachol. Sut bynnag, mae cafeat i'r canlyniad diddorol hwn. Mae presenwyr yn cymharu cyllyll bwrdd, neu beth y gallem ei alw'n feithrinfa, nid yw cyllelli minnau'n cael ei olygu'n benodol. Mae'n debyg torri'r un stêc ag ochr ddiflas fforc metel, a byddai cyllell stêc yn gweithio'n llawer gwell.
Beth am yr ewinedd? Mae'n debyg y gellir morthwylio hoelen HW sengl yn hawdd i bentwr o dri phlanc, er nad yw mor fanwl ag y mae'n gymharol rwydd o gymharu â haearn ewinedd. Gall pegiau pren ddal y planciau gyda'i gilydd, gan wrthsefyll y grym a fyddai'n eu rhwygo ar wahân, gyda'r un caledwch â phegiau haearn.
A yw ewinedd HW yn well mewn ffyrdd eraill? Mae pegiau pren yn ysgafnach, ond nid yw pwysau'r strwythur yn cael ei yrru'n bennaf gan fàs y pegiau sy'n ei ddal gyda'i gilydd. Ni fydd pegiau coed yn rhydu. Sut bynnag, ni fydd yn anhydraidd i ddŵr neu bodecompose.
Nid oes amheuaeth bod yr awdur wedi datblygu proses i wneud pren yn gryfach na phren naturiol. Sut bynnag, mae angen astudiaeth bellach ar ddefnyddioldeb caledwedd unrhyw swydd benodol. Mae mor rhad ac yn llai o adnoddau â phlastig? A all gystadlu â gwrthrychau metel cryfach, mwy deniadol, anfeidrol y gellir eu hailddefnyddio yn anfeidrol? Bydd eu hymchwil yn codi cwestiynau diddorol.
Amser Post: Ebrill-13-2022
