Endüstriyel lignoselülozik artıklardan çevreye duyarlı kompozit malzeme üretiminin araştırılması
Nvestigations on environmentally sensitive composite materials production from industrial lignocelulosic wastes
Yazar: CELAL UĞUR
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM BEKTAŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Ahşap = Wooden ; Ağaç malzemeler = Wood materials

Özet:
Günümüzde orman kaynaklarındaki azalma ve çevrecilerin bu konudaki yoğun baskısı odun kökenli levha üretiminde yeni arayışlara yol açmıştır. Gelinen noktada, konu üzerinde çeşitli çalışmalar ve araştırmalar yapılmaktadır. Bu Tez'de bu kapsamda planlanmıştır.
Bu çalışmada, laboratuvar şartlarında genel amaçlar için pamuk sapı (Gossypium hirsitum L.) ayçiçeği sapı (Helianthus annuus L.), buğday sapı (Triticum estivum L.) ve odun artık yongaları muhtelif oranlarda (% 100, % 75, % 50, % 25 ve % 0) üre formaldehit tutkalı kullanılarak 650 kg/m3 yoğunlukta üretilen yonga levhaların mekanik, fiziksel ve formaldehit emisyon özellikleri araştırılmıştır. Aynı zamanda, sonuçlar konu ile ilgili standartlarla karşılaştırılmıştır. Levhaların üretiminde % 65'lik üre formaldehit tutkalı (UF) ve % 33'lük amonyum klorür (sertleştirici) kullanılmıştır. Üretilen levhalarının Pres sıcaklığı 185 oC, pres süresi 7 dakika Pres basıncı 4 N/mm2, levha kalınlığı 18 mm olacak şekilde tek tabakalı levhalar üretilmiştir. Her bir levhanın fiziksel özelliklerden, yoğunluk, su alma ve kalınlık artımı, mekanik özelliklerden eğilme direnci, elastikiyet modülü, yüzeye dik yönde çekme direnci, vida tutma gücü, çivi tutma direnci ve yüzey sağlamlığı direnci standartlara uygunluğu yönünden incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; su alma (SA) ve kalınlığına şişme (KŞ) miktarlarında en iyi sonuçlar; % 25 yıllık bitki ve % 75 artık odun yongası karışımından üretilen levhalardan elde edilmiştir. İstatistik analiz sonuçları incelendiğinde, Yıllık bitki artık oranın arttırılması levhaların 2 ve 24 saatlik kalınlığına şişme ve su alma değerlerini yükseltmiştir. Genel olarak üretilen levhaların kalınlığına şişme ve su alma özellikleri istenen standart özellikleri yakalayamamıştır. Mekanik özelliklerde (eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü ve yüzeye dik çekme direnci, janka sertlik, vida tutma, çivi tutma ve yüzey sağlamlığı) de en iyi sonuçlar; % 25 yıllık bitki artık ve % 75 odun artık yongası karışımından üretilen levhalardan elde edilmiştir. Ayrıca, yıllık bitki artıklarının odun yongalarıyla birlikte kullanıldığı levha gruplarında yüzey sağlamlığı ve çivi tutma direnci dışında standartta istenen minimum mekanik direnç özellikleri sağlamıştır. Tez kapsamında formaldehit emisyon özelliği bakımından E1, E2 ve E3 sınıfı levhalar üretilmiştir.
Bu sonuçların ışığında; Mekanik özelliklerde eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü ve yüzeye dik çekme direnci, janka sertlik, vida tutma, çivi tutma ve yüzey sağlamlığı değerleri çeşitli güven düzeylerinde de anlamlı farklıklar göstermiştir. Fakat fiziksel özellik değerlerinde anlamlı farklılıklar göstermemiştir. Bu data ve değerlendirmelere göre, yıllık lignoselülozik artık bitkilerden olan ayçiçeği sapı, pamuk sapı ve buğday sapının genel amaçlı yonga levha üretimi için uygun olduğu kanaatine varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Yonga levha, pamuk sapı, ayçiçeği sapı, buğday sapı, fiziksel ve mekanik özellikler, formaldehit emisyonu

Abstract:
Today, reduction of forest resources and intense pressure of environmentalists' on this issue has led to new searches for wood-based panel production. At this point, various studies and researches are carried out on the subject. This thesis was also planned within this scope
In this study, mechanical properties of particle boards (650 kg/m3) produced using urea formaldehyde resin from cotton (Gossypium hirsitum L.) stalks, sunflower (Helianthus annuus L.) stalks, wheat (Triticum aestivum L.) straws and wood (100 %, 75, 50, 25, 0) for general purposes under laboratory conditions were investigated. Besides, the results were compared with the relevant standards. Urea formaldehyde resin (65 %) and as hardening agent ammonium chloride (33 %) were used in particleboards production. Single layer particleboards were produced the press conditions and production conditions of particleboards were as follows; press temperature: 185 OC, pressing time: 7 min, pressure: 4 N/mm2, thickness: 18 mm of the board thickness. The each group particleboards were examined for physical properties such as density, water absorption (WA) and thickness swelling (TS); for mechanical properties such as modulus of elasticity, tensile strength perpendicular to thesurface, screw and nail holding resistance according to the relevant standards. According to the obtained results; boards produced from a mixture of 25 % annual plant residues and 75 % wood chips gave the best results for WA and TS. When the statistical analysis results are examined, increasing the annual plant residual rate increased the 2 and 24 hour thickness swelling and water absorption values of the boards. In general, the TS and WA properties of the particleboards produced could not reach the desired standard properties. The best results for the mechanical properties obtained from boards produced from a mixture of 25 % annual plant residues and 75 % wood chips. In addition, In addition, it provided the minimum mechanical resistance properties except surface strength and nail holding resistance required in the standard  in boards produced from annual plant residues and wood chips. Within the scope of the thesis, E1, E2 and E3 class boards were produced in terms of formaldehyde emission feature.
In the light of these results; In mechanical properties, values of bending strength, modulus of elasticity,resistance to axial withdrawal strength, janka hardness, screw holding, nail holding and surface strength of the specimens showed significant differences at various confidence levels. However, it did not show significant differences in physical property values. According to these data and evaluations, it was convinced that application in wood composite materials of which were produced from annual plant residue such as cotton stalk, sunflower stalk and white straw was suitable for general purpose of particleboards production.

Key Words: Particleboard, cotton stalks, sunflower stalks, white straw, mechanical and hysical properties, formaldehyde emission.