Nanopartikül takviyeli polivinil asetat (PVAc) tutkalı ile üretilen mobilya birleştirmelerinin mekanik performansının belirlenmesi ve görüntü analizi
The determination of mechanical performance and digital image analysis of furniture joints constructed with polyvinyl acetate (PVAc) adhesive reinforced with nanoparticle
Yazar: TİMUÇİN BARDAK
Danışman: PROF. DR. ALİ NACİ TANKUT
Bartın Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Ahşap mobilya = Wood furniture ; Ağaç tutkalı = Wooden glue ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sayısal görüntü analizi = Digital image analysis

Özet:
Bu çalışmada; çeşitli nano partiküller (SiO2, TiO2)  belirli oranlarda (%1, %2, %4) Polivinil Asetat (PVAc) tutkalına karıştırılmıştır. Hazırlanan nanopartikül takviyeli tutkalların yapışma performansları üzerine, nanopartikül tipinin ve oranın etkileri araştırılmıştır. Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM) kullanarak çeşitli partiküllerin farklı oranlarda fotoğrafları çekilmiş ve mikro yapıda dağılımı gözlenmiştir. Aynı zaman X-Işını Kırınım Analizleri (XRD) gerçekleştirilmiştir. Daha sonra Doğu kayını (Fagus orientalis L.), Saplı Meşe (Quercus robur) ve Lamine ağaç malzeme ile çeşitli nanopartikül takviyeli tutkal kullanılarak oluşturulan mobilya birleştirmelerinin mekanik özellikleri değerlendirilmiş ve görüntü yöntemlerinden yararlanarak deformasyon özellikleri belirlenmiştir.  
Nanopartikül takviyeli tutkalların performans sonuçlarına göre, düşük oranlarda (%1, %2) nanopartiküllerin PVAc tutkalına eklenmesi ile yapışma performansında artış görülmüştür. Bununla birlikte TEM ve XRD sonuçları incelendiğinde, düşük oranlarda nanopartiküllerin daha iyi dağıldığı gözlenmiştir. Nanopartikül tipinin, nanopartikül oranın ve malzeme türünün mobilya birleştirmelerin eğilme direnci, çekme direnci ve yorulma dayanımı üzerine etkilerini belirlemek için yapılan test sonuçlarına göre, düşük oranlarda SiO2 ve TiO2 nanopartiküllerin ilavesi ile kayın ve meşe odunu kullanılarak oluşturulan birleştirmelerde en yüksek değerler görülmüştür. Deformasyon sonuçları değerlendirildiğinde ise görüntü analizi yönteminden faydalanılarak yapılan ölçümlerin, klasik yöntemler ile hesaplanan değerlere yakın olduğu belirlenmiştir. 
Sonuç olarak, nanopartiküller PVAc tutkalının geliştirilmesinde ve mobilya birleştirmelerinin güçlendirilmesinde etkin bir madde olarak kullanılabilir.

Abstract:
In this study, various nanoparticles (SiO2, TiO2) were mixed in a specific ratio (1%, 2%, 4%) to polyvinyl acetate adhesive.  The effects of the nanoparticle type and rate on nanoparticles reinforced adhesives of bonding performance were investigated. Determination of particle dispersion and adhesive structure will be analyzed by Transmission Electron Microscopy (TEM). Besides, X-Ray Diffraction (XRD) Analyses will be done. Then the mechanical properties of furniture joints of Beech (Fagus orientalis L) wood, Oak (Quercus robur) wood, and laminated wood materials bonded with nanoparticle filled PVAc manufactured, evaluated and the deformation analysis of the joints were conducted with helping image analysis.
According  to  nanoparticles  filled  PVAc performance results, the low loading of nanoparticle  (%1, %2) to PVAc matrix   increased the bonding performance. At the same time, XRD  and  TEM results proofed more homogenously  dispersed in  the low loadings  (%1,%2) of the nanoparticles. According to test results done to determine  the effect  of    nanoparticle type, nanoparticle rate and   material   type on the   bending   strength,   tension  strength, and  fatigue strength of  the furniture joints, the maximum values were obtained  in  the  joints  of  Beech and Oak prepared with low loading of  SiO2 and TiO2 nanoparticles. In the deformation analysis, the measurements were conducted with image analysis were found to be similar to the results obtained with the clasical methods.
As a result, nanoparticles can be used to improve the PVAc adhesives and the reinforcement
of the furniture joints.