Farklı nano malzemeler ile modifiye edilmiş verniklerin ahşap malzemede üst yüzey işlemleri ve antimikrobiyal özelliklerine etkisi
The effect of varnishes modified with different nanomaterials on the surface treatment and antimicrobial properties of wood materials
Yazar: CANSU ÖZDER
Danışman: PROF. DR. MUSA ATAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Ağaç İşleri Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Bu çalışma, ahşap malzemede kullanılan bazı verniklerin nano malzemeler ile modifiyesinin antimikrobiyal özellik ve üst yüzey işlemlerine etkisini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Bu maksatla sarıçam (Pinus Sylvestris L.), Doğu kayını (Fagus Orientalis L.) ve sapsız meşeden (Quercus petraea Liebl.) hazırlanan örnekler, % 0,1 ve % 0,3 nano bor ve nano gümüş katılan su bazlı ve sentetik vernik ile ASTM-D 3023 esaslarına göre verniklenmiştir. Verniklerde katı madde miktarı TS EN ISO 3251, yüzey sertliği ASTM D 4366-95, parlaklık TS 4318 EN ISO 2813, renk değişimi ASTM D 2244-2, yapışma direnci (pull off) TS EN ISO 4624, aşınma direnci TS EN 15185 ve çizilme direnci TS EN 15186'e göre belirlenmiştir. Verniklerde mikroorganizma ve antimikrobiyal etkisi Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI ) kriterlerine göre tespit edilmiştir. Sonuç olarak; liflere dik parlaklık değerinde çoklu etkileşimde en yüksek sarıçam+sentetik vernik+% 0,1 nano gümüşte (83,34), en düşük Doğu kayını+su bazlı vernik+% 0,3 nano borda (16,26), liflere paralel parlaklık değerinde çoklu etkileşimde en yüksek sarıçam+sentetik vernik+% 0,1 nano gümüşte (90,74), en düşük meşe+su bazlı vernik+% 0,3 nano borda (22,22), yüzey sertlik değerinde çoklu etkileşimde en yüksek Doğu kayını+sentetik vernik+% 0,1 nano borda (28,00), en düşük sarıçam+sentetik vernik+% 0,3 nano gümüşte (11,20) elde edilmiştir. Yüzey yapışma değeri çoklu etkileşimde en yüksek sarıçam+sentetik vernik+% 0,3 nano borda (117,0), en düşük meşe+su bazlı vernik+% 0,1 nano borda (39,60), aşınma direnci değerinde çoklu etkileşimde en yüksek meşe+sentetik vernik+% 0,3 nano gümüşte (1110), en düşük sarıçam+su bazlı vernik+% 0,1 nano borda (200), çizilme direnci değerinde çoklu etkileşimde en yüksek meşe+sentetik vernik+% 0,3 nano borda (3,500), en düşük sarıçam+su bazlı vernik+% 0,1 nano gümüşte (1,100) elde edilmiştir. Mikroorganizmalar arasında S.epidermidis'de örnek grupları genelinde en düşük üremenin oluştuğu ve sentetik vernik+% 0,1 nano borlu örneklerde dört mikroorganizma çeşidinde de antimikrobiyal etki gösterdiği tespit edilmiştir. Antimikrobiyal etkinlik açısından nano bor % 0,1 sentetik vernikte bakteri yayılımını engellediği tespit edilmiştir. Bu sonuçlara göre aşınma ve çizilme direnci yüksek olması istenen alanlarda kullanılması önerilebilir. Antimikrobiyal özellik istenen yerlerde ahşap malzemede nano malzemenin kullanılması insan ve çevre sağlığı açısından yarar sağlayabilir.

Abstract:
This study was carried out to determine the effect of nanomaterials modification of some varnishes used in wood materials on antimicrobial properties and surface treatments. For this purpose, samples prepared from Scots pine (Pinus Sylvestris L.), Oriental beech (Fagus Orientalis L.) and Sapless oak (Quercus petraea Liebl.), water-based and synthetic varnish with 0.1% and 0.3% nano boron and nano silver additions and varnished according to ASTM-D 3023 principles. The amount of solids in varnishes TS EN ISO 3251, surface hardness ASTM D 4366-95, gloss TS 4318 EN ISO 2813 color change ASTM D 2244-2, adhesion resistance (pull off) TS EN ISO 4624, abrasion resistance TS EN 15185 and scratching resistance TS EN it was determined according to 15186. Microorganisms and antimicrobial effects in varnishes were determined according to the Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) criteria. In conclusion; Scots pine + synthetic varnish + 0.1% nano silver (83.34) had the highest multiple interaction in the brightness value perpendicular to the fibers, the lowest in Oriental beech + water-based varnish + 0.3% nano board (16.26), in multiple interaction in the brightness value parallel to the fibers. Highest in Scots pine+synthetic varnish+0.1% nano silver (90.74), lowest in oak+water-based varnish+0.3% nano board (22.22), highest in multiple interaction in surface hardness value in Eastern beech+synthetic varnish+% 0.1 nano board (28.00), the lowest was obtained in Scots pine+synthetic varnish+0.3% nano silver (11.20). The highest surface adhesion value is Scots pine+synthetic varnish+0.3% nano board (117.0), the lowest is oak+water-based varnish+0.1% nano board (39.60), the highest wear resistance value is oak+0.3% nano board (39.60). +synthetic varnish+0.3% nano silver (1110), lowest in Scots pine+water-based varnish+0.1% nano board (200), highest in scratch resistance value in multiple interaction oak+synthetic varnish+0.3% nano board (3,500), the lowest was obtained with Scots pine+water-based varnish+0.1% nano silver (1,100). Among the microorganisms, it was determined that S.epidermidis had the lowest growth in the sample groups and showed antimicrobial effect in all four types of microorganisms in the samples with synthetic varnish + 0.1% nano boron. In terms of antimicrobial activity, it was determined that nano boron prevented the spread of bacteria in 0.1% synthetic varnish. According to these results, it can be recommended for use in areas where high wear and scratch resistance is required. The use of nanomaterials in wood materials where antimicrobial properties are required may provide benefits for human and environmental health.