Yonga levha üretiminde ticari yanma geciktiricilere alternatif olarak borik asit kullanımının optimizasyonu
Optimization of the use of boric acid as an alternative commercial flame retardant in the production of particlebo-ard
Yazar: CENNET BURCU SIRADAĞ
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH İSTEK
Bartın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Orman Ürünleri Kimyası ve Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Ahşap içerikli levha üretiminde kullanılan tutkal türü, miktarı ve kullanılan katkı maddeleri levha özellikleri üzerinde doğrudan etkilidir. Dolayısıyla yanma geciktirici borik asit ilave-sine bağlı olarak tutkal tüketimi artacağından optimize edilmesi levha özellikleri ve üretim maliyeti açısından önem arz etmektedir. Çalışmanın konusu; yanma geciktiricili yonga levha üretiminde, borik asit (BA) ve melamin üre formaldehit (MUF) tüketim parametrelerinin optimizasyonunun yapılmasıdır. Bilimsel çalışmalara göre levha üretiminde alternatif borlu yanma geciktiriciler arasında BA diğerlerine göre daha etkin olması ve yanmaya dayanıklı ticari ahşap esaslı levha üretiminde çoğunlukla MUF tutkalı kullanılması nedeniyle çalış-mamızda tercih edilmiştir. Çalışmamızda standart özelliklerde yanma geciktiricili yonga levha üretimini gerçekleştirmek için; farklı kombinasyonlarda BA ve MUF tutkalı kullana-rak optimum oran belirlenmiştir. Daha sonra belirlenen optimum orana uygun olarak UF tutkalı ve ticari yanma geciktirici kimyasalı kullanarak yeni deney levhaları üretilmiştir. Üre-tilen levhaların fiziksel, mekanik ve yanma dayanım özellikleri belirlenmiştir. Elde edilen veriler ticari yanma geciktiricili levha özellikleriyle ve standart verilerle karşılaştırılarak, op-timum BA ve MUF tutkal tüketim miktarları belirlenmiştir. Elde edilen verilerin MINI-TAB-2020 istatistiksel veri analiz programı ile değerlendirilmiştir. 
Yapılan çalışma sonucunda hem yanma sınıfı hem de fiziksel ve mekanik test sonuçlarına değerlendirildiğinde optimum tutkal oranının (MUF) orta tabakada %9, yüzey tabakasında %12 ve optimum borik asit oranının ise orta tabakada %15, yüzey tabakasında %20 olduğu görülmüştür. 

A grubu levhalarında; 24 saatlik kalınlığına şişmenin, eğilme dayanımı, eğilmede elastikiyet modülü, yüzeye dik çekme direnci ve yüzey sağlamlığı direnç değerlerinin standart limiti karşıladığı, piyasada satışa sunulan yanmaya dayanıklı levhalara benzer özellikleri taşıdığı belirlenmiştir. Koni kalorimetre test sonuçlarında ise; A grubundaki B.A 10/20 denemesi haricindeki tüm deney levhalarının B sınıfı yanma dayanımının sağlandığı görülmüştür. ASTM-E69 standardına göre, A grubu levhalarda kütle kaybı %13,21, ticari yanmaya da-yanıklı levhalarda ise %4,56 olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
The type, amount, and additives of adhesive used in the production of wood-based panels
directly affect the panel properties. Therefore, optimization of the adhesive consumption due to the addition of boric acid as a flame retardant is important in terms of panel proper-ties and production cost. The subject of the study is the optimization of boron acid (BA) and melamine urea formaldehyde (MUF) consumption parameters in flame retardant parti-cleboard production. According to previous studies, BA is more effective than other alter-native boron- based flame retardants in panel production, and MUF adhesive is mostly used in the production of flame-resistant commercial wood-based panels. In our study, an optimum ratio was determined by using different combinations of BA and MUF adhesives to produce flame- retardant particleboards with standard features. Then, new experimental boards were produced using UF adhesive and commercial flame retardant chemicals in accordance with the determined optimum ratio. The physical, mechanical, and combustion resistance properties of the produced boards were determined. The obtained data were compared with commercial flame-retardant panel properties and standard data, and the optimum BA and MUF adhesive consumption amounts were determined. The obtained data were evaluated with the MINITAB-2020 statistical data analysis program.
As a result of the study, when evaluated in terms of combustion class and physical and mechanical test results, the optimum adhesive ratio (MUF) was found to be 9% in the core layer and 12% on the surface layer, and the optimum boric acid ratio was found to be 15% in the core layer and 20% on the surface layer. It was determined that the thickness swell-ing, modulus of elasticity, modulus of rupture, perpendicular tensile strength, and surface durability resistance values of group A panels meet the standard limits and have similar properties to flame-resistant panels sold in the market. In cone calorimeter test results, it was observed that all experimental panels except the BA 10/20 test in group A achieved B-class flame resistance. According to ASTM-E69 standard, mass loss was found to be 13.21% in group A panels and 4.56% in commercial flame-resistant panels.