Üre-formaldehit reçinesi kullanılarak üretilen yonga levhalara farklı alev geciktiricilerin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of different flame retardants on particle boards produced using urea-formaldehyde resin
Yazar: NUR GÜMÜŞ
Danışman: DOÇ. DR. ERDİNÇ DOĞANCI
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Yanıcı bir hammadde olan ahşaplar yonga levha üretimi için kullanılmaktadır. Son zamanlarda yangına dayanıklı kimyasallar ahşap sektöründe önemli olmaya başlamıştır. Bu nedenle ahşapların yangına dayanıklı kimyasallarla işlenerek yanıcılık etkisinin azaltılması gerekmektedir. Brom(Br), Klor(CI), Fosfor(P), Bor(B), Azot(N) gibi iki veya daha fazla element içeren bileşiklerin alev dayanımı üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Yonga levha üretiminde yapıştırıcı olarak fenol-formaldehit reçinelerinin iş güvenliği açısından zararlı oluşu, izosiyanat reçinelerinin üretimde levha yüzeyine yapışma gibi problemlere neden olduğu için kullanımı azdır. Alev dayanımını arttırmak için üre-formaldehit reçinesinin maliyet olarak yaklaşık 2,5 katı olan melamin-reçineleri tercih edilmektedir. Bu çalışmada maliyeti azaltmak için yonga levha üretimlerinde kullanılan üre-formaldehit reçinesi kullanılmıştır. Alev dayanımını arttıracak yönde kimyasalların geliştirilmesi ve ahşabın mekanik özellikleri üzerinde az olumsuz etki sağlayan alev geciktiricinin belirlenmesi hedeflenmelidir. Bu tezdeki amaç, levhalara üretim aşamasında fosfat bazlı ve inorganik alev geciktiriciler belirli oranlarda katı halde eklenmesi ile alev dayanımını arttırılması ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesidir. Yonga levha üretiminde chips cinsleri meşe, çam, yapıştırıcı üre-formaldehit reçinesi, trifenil fosfat(TPP), amonyum polifosfat(APP), borik asit(BA) ve kalsiyum glukonat(CaG) alev geciktirici kimyasalları kullanılmıştır. Yonga levhalara kimyasallar tekli, ikili veya üçlü bileşimler halinde eklenerek presleme yöntemiyle hazırlanmıştır. Levhalara çekme, eğilme, yüzey dayanımı, rutubet, yoğunluk, formaldehit emisyonu, LOI(Sınırlayıcı oksijen indeksi) ve UL-94 dikey yanma testi gerçekleştirilmiştir. En iyi yanma özelliği gösteren numunelere konik kalorimetre kullanılarak ısı salınımı, duman oluşumu ve oksijen tüketimi analizleri yapılmıştır. Karakterizasyon çalışmaları sonucunda alev geciktirici kimyasallı tüm numunelerin mekanik özelliklerinde olumsuz bir etki yaratmadığı gözlenirken, iyi yanmazlık özelliği %50APP-%50CaG içeren karışımda gözlenmiştir.

Abstract:
Wood, which is a flammable raw material, is used for chipboard production. Fire retardant chemicals have become important recently in the wood industry. Thus, it is necessary to reduce the flammability effect of woods by treating them with fire retardant chemicals. It has been determined that compounds containing two or more elements such as Bromine (Br), Chlorine (CI), Phosphorus (P), Boron (B), Nitrogen (N) are effective on fire retardance. The use of phenol-formaldehyde resins as adhesives in chipboard production is less, since they are harmful in terms of occupational safety and isocyanate resins cause problems such as sticking to the surface of the board in production. Melamine-resins, which are approximately 2.5 times the cost of urea-formaldehyde resin, are preferred to increase the fire retardance. In this study, urea-formaldehyde resin used in chipboard production was used to reduce costs. It should be aimed to develop chemicals to increase the fire retardance and to have less negative impact on the mechanical properties of the wood. The aim of this thesis is to improve the mechanical properties by increasing the fire retardance by adding phosphate-based and inorganic fire retardants to the chipboards in solid form in certain proportions during the production phase. In chipboard production, fire retardant chemicals such as chips of oak, pine, adhesive urea-formaldehyde resin, triphenyl phosphate (TPP), ammonium polyphosphate (APP), boric acid (BA) and calcium gluconate (CaG) are used. Chemicals were added to chipboards in single, double or triple combinations and prepared by pressing method. Tensile, bending, surface strength, humidity, density, formaldehyde emission, LOI (Limiting oxygen index) and UL-94 vertical burning tests were performed on the plates. Heat release, smoke generation and oxygen consumption analyzes were performed on the samples with the best combustion properties by using a cone calorimeter. As a result of the characterization studies, it was observed that all samples with fire retardant chemicals did not have a negative effect on their mechanical properties, while the best non-flammability was observed in the mixture containing 50% APP-50% CaG.