Bazı yapraklı ve iğne yapraklı ağaçların diri ve öz odunlarının kimyasal, morfolojik, anatomik, fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of chemical, morphological, anatomical, physical and mechanical properties of sapwood and heartwood of some softwood and hardwood
Yazar: GAMZE GÜLTEKİN
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM BEKTAŞ ; PROF. DR. AHMET TUTUŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Kimya = Chemistry ; Morfoloji = Morphology

Özet:
Bu çalışmada, iğne yapraklı ağaçlardan Sarıçam (Pinus sylvestris) ve Kızılçam (Pinus brutia), yapraklı ağaçlardan Okaliptüs (Eucalyptus grandis) ve Kavak (Populus usbekistanica) türlerinin diri ve öz odunlarının kimyasal, morfolojik, anatomik, fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Ayrıca, söz konusu ağaç türlerinin diri ve öz odunlarının kağıt hamuru ve kağıt üretimine uygunluğu araştırılmıştır.
Her bir türün diri ve öz odunlarında yapılan kimyasal analizlerde, en yüksek holoselüloz oranı kavak diri odununda (%81.90), en düşük holoselüloz oranı ise sarıçam öz odununda (%73.30) tespit edilmiştir. En yüksek lignin oranı sarıçam öz odununda (%27.30), en düşük lignin oranı ise okaliptüs öz odununda (%21.10) belirlenmiştir. Genel olarak, tüm ağaç türlerinin diri odun ana bileşenleri öz odun ana bileşenlerinden daha yüksek bulunmuştur. Çözünürlük değerleri bakımından,  tüm odun türlerinin öz odunları çözünürlük oranları diri odun çözünürlük oranından daha yüksek bulunmuştur.
Her bir türün diri ve öz odunlarının morfolojik özelliklerinden lif uzunluğu, lif genişliği, lümen çapı ve çeper kalınlıkları belirlenmiştir. Genel olarak tüm ağaç türlerinin diri odunlarının morfolojik özellikleri öz odunlarından daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. 
Her bir türün anatomik özellikleri incelenmiş olup, diri ve öz odunlarının anatomik özellikler arasında belirgin farklılıkların olduğu belirlenmiştir. Özellikle, sarıçam ve kızılçamın öz ve diri odunlarındaki reçine kanalı sayılarında, okaliptüs ve kavak öz ve diri odunlarının trahe sayılarında ve trahe büyüklüklerinde farklılıklar olduğu belirlenmiştir.
Her bir türün diri ve öz odunlarının fiziksel özelliklerinden (hava kurusu yoğunluk, tam kuru yoğunluk, hacim-ağırlık değeri ve daralma-genişleme miktarı) ve mekanik özelliklerinden (eğilme direnci, elastikiyet modülü, basınç direnci, liflere dik çekme direnci, makaslama direnci, şok direnci ve sertlik) değerleri belirlenmiştir. Fiziksel özellikler bakımından kızılçam öz odun özellikleri diri odundan daha yüksek bulunmuştur. Mekanik özellikler ise türler arasında değişiklik göstermektedir.
Sarıçam, kızılçam, okaliptüs ve kavak diri ve öz odunlarından sülfat-sodyum borhidrür yöntemiyle kağıt hamuru ve kağıtlar üretilmiştir. Her bir türün öz ve diri odunundan 1 kontrol ve 3 tane %0.3, %0.5 ve %0.7 NaBH4 ilaveli 4 pişirme yapılmıştır. Genel olarak, sodyum borhidrür (NaBH4) oranındaki artışa paralel olarak elenmiş hamur verimi ve hamur viskozitesinin arttığı, kappa numarasının ise azaldığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte, NaBH4 oranındaki artışa paralel olarak elde edilen kağıtların parlaklık, sarılık, opaklık, kopma uzunluğu ve patlama indisi değerlerinin artış gösterdiği tespit edilmiştir. Kağıt hamuru özellikleri (hamur verimi, viskozite ve kappa numarası) ve elde edilen diri odun kağıtlarının fiziksel ve optik özellikleri öz odun kağıtlarına göre daha yüksek bulunmuştur. Sonuç olarak, kızılçam hariç diğer türlerin diri odunları öz odunlarına göre daha iyi ve yüksek özellikler gösterdiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Sarıçam, kızılçam, okaliptüs, kavak, diri odun, öz odun, kraftNaBH4 yöntemi, kimyasal, morfolojik, anatomik, fiziksel, mekanik özellikler

Abstract:
In this study, properties of chemical, morphological, anatomical, physical, mechanical sapwoods, heartwoods of Scotch pine (Pinus sylvestris), Red pine (Pinus brutia) with coniferous trees, Eucalyptus (Eucalyptus grandis) and Poplar (Populus usbekistanica) with broad-leaved trees were investigated. Additionally, sapwoods and heartwoods of scotch pine, red pine, eucalyptus and poplar were examined suitability to paper and pulping manufacture.
In chemical analysis about sapwoods and heartwoods of each species, it is identified that poplar sapwood has highest holocellulose ratio (81.90%), scotch pine heartwood has lowest (73.30%). It is identified that scotch pine heartwood has highest lignin ratio (27.30%), poplar heartwood has lowest (21.10%). Generally, it is detected that main components whole sapwood of the tree species are higher than heartwood ones. In terms of solubility values, it is detected that solubility rates of heartwoods whole wood species are higher of sapwood ones.
It is determined that fiber length, width, vessel diameter and wall thickness of morphological properties of their sapwood and heartwoods of each species. In general, it is detected that morphological properties whole sapwoods of the tree species are higher those of heartwood ones.
Anatomical properties of each species were analyzed, it was determined that sapwoods and heartwoods have obviously different between anatomical properties, especially different in the resin canal numbers of sapwoods and heartwoods of scotch pine and  red pine, in the trahe numbers of sapwoods and heartwoods of eucalyptus and poplar and  in the trahe sizes.
It is determined that physical (air dry density, oven dry density, volume-weight value, volumetric shrinkage-swelling ratio) and mechanical (bending strength, young's modulus, tension, perpendicular strength, compression strength, shear strength, impact bending strength, hardness) properties values of each species. It is found that heartwood properties of red pine are higher than, in terms of physical properties, than sapwood. In case of mechanical properties, they have changed among wood species.
Pulping and paper are performed from sapwoods and heartwoods of scotch pine, red pine, eucalyptus, poplar by sulfate-sodium boron hydride method. Cooking is 4 totals of 1 control and 3 with 0.3%, 0.5% and 0.7% sodium boron hydride (NaBH4) addition for sapwood and heartwood of each species. On the whole, it is determined that rise in screened pulp yield and pulp viscosity in parallel increase in NaBH4 ratio, decrease in kappa number. However, it is determined that brightness, yellowness, opacity, breaking length and burst index values of manufactured papers in parallel increase in NaBH4 ratio.  
It is found that paper pulp properties (pulp yield, viscosity, kappa number) and the physical and optical properties of the papers obtained from the sapwood are higher than heartwood papers.  As a result, it is determined that sapwoods of the other species, except for red pine are better and higher aspects than heartwood papers.

Key Words: Scotch pine, red pine, eucalyptus, poplar, sapwood, heartwood, kraftNaBH4 method, chemical, anatomical, morphological, physical, mechanical properties