Borik asitin mikroenkapsülasyonu ve ağaç malzemeye emprenyesi
Microencapsulation of boric acid and impregnation to the wood material
Yazar: SEMA AYSAL KESKİN
Danışman: PROF. DR. HAMİYET ŞAHİN KOL
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Orman Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Bu çalışmada, odun korumada oldukça etkin olarak kullanılan ancak hala yıkanma sorununa çözüm aranan borik asidin ağaç malzemeden yıkanmasını azaltabilecek potansiyel bir yöntem olarak mikroenkapsülasyon yönteminin etkinliği incelenmiştir. Mikroenkapsülasyonda çekirdek malzemesi olarak borik asit, kabuk malzemesi olarak sıcaklık ile kürleşerek oduna tutunabilen melamin üre formaldehit reçinesi kullanılmıştır. İlk etapta, farklı çekirdek:kabuk oranı (ç:k) (1:2, 1:1 ve 2:1),, reaksiyon sıcaklığı (50 °C ve 75 °C) ve reaksiyon süresi (80 ve 120 dk) kullanılarak, kontrollü salınımı sağlayan optimum mikrokapsül üretim parametreleri belirlenmiştir. kinci etapta ise, emprenye işlemi sonrasında mikrokapsülün odun içerisinde, penetrasyon derinliğinin arttırılması ve yeknesak dağılımının sağlanması amacıyla farklı sıcaklıklar kullanılarak optimum ısıtma parametreleri belirlenmiştir. Bu çalışma ile yıkanma gibi abiyotik faktörler ile ağaç malzemeden kolayca uzaklaşabilen, bunun sonucu biyolojik etkinliği azalan borik asitin, ağaç malzeme içerisinde bulunan mikrokapsüllerden yavaş bir şekilde salındığı ve ağaç malzemeden yıkanma oranının bir miktar azaldığı gözlemlenmiştir. Mantar inhibisyon testi sonucunda ise mikrokapsül tozları mantar gelişimini engellemiş, çürüklük testi sonuçlarında da borik asit ile eş değer bir koruma sağlamıştır. Yıkanmış numunelerdeki çürüme sonrası ağırlık kayıpları özellikle borik asit ile emprenye edilmiş numunelerde daha fazla olmuştur. Mikroenkapsülasyon ile borik asidin yıkanması bir miktar azaltılmış ve ağaç malzeme korunmaya devam etmiştir.

Abstract:
In this study, the effectiveness of microencapsulation as a potential method to reduce the leaching of boric acid, which is commonly used for effective wood preservation but still faces challenges related to leach from the wooden materials, has been investigated. Boric acid was used as the core material, and melamine urea formaldehyde resin, which can adhere to wood through curing with heat, was used as the shell material for microencapsulation. Initially, various core-to-shell ratios (c:s) (1:2, 1:1 and 2:1), reaction temperatures (50 °C and 75 °C) , and reaction times (80 and 120 min) were employed to determine the optimal microcapsule production parameters that ensure controlled release.n the second stage, after impregnation process, different heating parameters were employed at varying temperatures to enhance penetration depth and ensure uniform distribution of microcapsules within the wood. Through this study, it has been observed that boric acid, which is prone to leaching from wood due to abiotic factors such as washout, and as a result, experiences a decrease in biological efficacy, is released slowly from the microcapsules present within the wood material. This leads to a reduction in the rate of leaching from the wood material. The microcapsules also exhibited inhibition of fungal growth in a fungal inhibition test and provided protection similar to that of boric acid in decay test results. Weight losses following decay in leached samples were more pronounced, particularly in samples impregnated with boric acid. Microencapsulation contributed to a somewhat reduction in the leaching of boric acid, thereby continuing the preservation of the wooden material.