Düşük derişimli naoh çözeltileri ile modifiye edilmiş kızılçam (Pinus brutia Ten.) yonga ve liflerinin levha üretimindeki performansı
Performance of brutian pine (Pinus brutia Ten.) particles and fibers modified with low concentrations of naoh solution in board production
Yazar: ABDULLAH BERAM
Danışman: PROF. DR. SAMİM YAŞAR
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Bu çalışmada, %0.25, 0.50, 0.75 ve 1'lik NaOH çözeltileri ile işlem görmüş kızılçam (Pinus brutia Ten.) yonga ve liflerinin kimyasal bileşimindeki ve termal özelliklerindeki değişimler ve bu değişimlerin üretilen levhaların fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine etkileri değerlendirilmiştir. Ana kimyasal bileşen ve fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi analizleri, alkali işlemlerde NaOH derişimi arttıkça yonga ve liflerdeki ekstraktif madde, lignin ve hemiselüloz miktarlarında sürekli düşüş, selüloz miktarında ise sürekli artış olduğunu göstermiştir. Termogravimetrik analiz (TGA) sonuçları, alkali işlemin yonga ve liflerin termal dayanıklılığını düşürdüğünü ortaya koymuştur.

Uygulanan alkali işlemler, üretilen yongalevhaların su alma ve kalınlığına şişme değerlerini sürekli artırmıştır. Üretilen yongalevhaların mekanik özelliklerinin uygulanan alkali işlem derişimi arttıkça gelişme gösterdiği belirlenmiştir. Çalışmada üretilen tüm yongalevhalarda belirlenen eğilmede elastikiyet modülü, eğilme direnci ve yüzeye dik çekme direnci değerlerinin TS EN 312 standardında belirtilen kuru şartlarda genel amaçlı kullanılan levhalar için beklenilen değerlerden yüksek olduğu görülmüştür.

Üretilen liflevhalarda, su alma ve kalınlığına şişme değerleri uygulanan alkali işlemlerde NaOH derişimi yükseldikçe sürekli artmıştır. Uygulanan alkali işlem derişiminde NaOH derişiminin artırılması üretilen liflevhaların mekanik özelliklerini geliştirmiştir. Çalışmada kontrol, %0.25 ve %0.50 NaOH ile işlem görmüş liflerden üretilen levhalarda belirlenen kalınlığına şişme, eğilmede elastikiyet modülü, eğilme direnci ve yüzeye dik çekme direnci değerlerinin TS EN 622-5 standardında belirtilen kuru şartlarda kullanılacak yük taşıyıcı levhalar için beklenilen değerleri karşıladığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, particles and fibers from brutian pine (Pinus brutia Ten.)  were soaked in 0.25, 0.50, 0.75 and 1% NaOH solutions. The changes in the chemical and thermal properties of the particles and fibers caused by these treatments were indicated and the effects of these treatments on the physical and mechanical properties of the produced boards were evaluated. Main chemical component and fourier transform infrared (FTIR) spectroscopic analysis showed that the extractive, hemicellulose and lignin content of the particles and fibers decreased during the alkali treatments, while the cellulose content increased. Thermogravimetric analysis (TGA) indicated that the particles and fibers treated with NaOH solutions exhibited lower thermal stability than the untreated particles and fibers.

Alkali treatments caused water absorption and thickness swelling increase of the produced particleboards. The mechanical properties of the produced particleboards were improved by alkali treatments. The modulus of elasticity, modulus of rupture and internal bond strength values of the produced particleboards met the requirements for general-purpose particleboards used in dry conditions, as defined by the TS EN 312 standard.

Water absorption and thickness swelling of the produced fiberboards were raised consistently due to the increasing NaOH concentrations during the alkali treatments of fibers.  Alkali treatments of fibers improved the mechanical properties of the produced fiberboards. According to TS EN 622-5 standard, the boards produced with control, 0.25% and 0.50% NaOH treated fibers met the requirements for load-bearing applications in dry conditions in terms of the thickness swelling, modulus of elasticity, modulus of rupture and internal bond strength.