Lamine ahşap malzemenin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine silika ve grafen nanopartiküllerin etkileri
The effects of silica and graphene nanoparticles on some physical and mechanical properties of laminated wood materials
Yazar: ESRA DAVAZ
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN PELİT
Düzce Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Ağaç İşleri Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Bu çalışmada; farklı tutkallar kullanılarak üretilen lamine ahşap malzemelerin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine silika (SiO2) ve grafen nanopartikülleri etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Polivinil asetat (PVAc), üre formaldehit (UF) ve epoksi (EPK) tutkallarının içerisine katman özelliklerini iyileştirmek için farklı oranlarda silika (%1 ve %2) ve grafen (%0,25 ve %0,50) nanopartikülleri eklenmiştir. Karakavak (Populusnigra) ve Avrupa kayını (Fagus sylvatica) odunlarından elde edilmiş 4 mm kalınlığındakipapel kaplamalar, modifiye edilen tutkallar kullanılarakpreslenmiş ve lamine ahşap malzemeler üretilmiştir. Lamine ahşap malzemelerin fiziksel özelliklerini belirlemek için hava kurusu yoğunluk ve boyutsal değişim (hacimsel şişme) testleri, mekanik özelliklerini belirlemek için ise yapışma direnci, eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülü testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonuçlarına göre, her iki ağaç türü ile elde edilen lamine örneklerde test edilen tüm mekanik özellikler EPK tutkalında daha yüksek belirlenmiş ve bunu sırası ile UF ve PVA tutkalları izlemiştir. Ayrıca, boyutsal değişim değerleri UF ve PVA tutkallarına göre EPK tutkalında daha düşük elde edilmiştir. Silika ve grafen katkılı tutkallarla lamine edilmiş tüm örneklerde mekanik özellikler katkısız (kontrol) lamine örneklere göre artmıştır. Yapışma direnci, silika katkılı lamine örneklerde daha yüksek belirlenirken, eğilme direnci ve elastikiyet modülü grafen katkılı lamine örneklerde daha yüksek elde edilmiştir. Ayrıca, her iki nanopartikül oranındaki artış mekanik özellikler üzerinde genel olarak olumlu bir etki sağlarken, boyutsal kararlılıkta olumsuz bir etki göstermiştir.

Abstract:
Inthisstudy; it wasaimedtodeterminethe effect of silica (SiO2) and graphenenanoparticles on somephysical and mechanicalproperties of laminatedwoodmaterialsproducedusing different glues. Silica (1% and 2%) and graphene (0.25% and 0.50%) nanoparticles were addedintopolyvinylacetate (PVAc), ureaformaldehyde (UF) and epoxy (EPK) glues at different ratiostoimprovethelayerproperties. The4 mm thickpapel veneers obtained fromblack poplar (Populusnigra) and Europeanbeech (Fagus sylvatica) woods were pressedusingmodifiedglues and laminatedwoodmaterials were produced. Air-drydensity and dimensional change (volumetricswelling) tests were performedtodeterminethephysicalproperties of thelaminatedwoodmaterials, and adhesionresistance, bendingstrength and modulus of elasticitytests were performedtodeterminethemechanicalproperties. Accordingtotheresults of thestudy, allmechanicalpropertiestested in laminatedsamples obtained withbothwood species were determinedto be higher in EPK glue, followedby UF and PVA glues, respectively. Inaddition, dimensional changevalues were obtained lower in EPK gluecomparedto UF and PVA glues. Themechanicalproperties of allsampleslaminatedwithsilica and grapheneaddedgluesincreasedcomparedtothe un-doped (control) laminatedsamples. Whiletheadhesionresistancewasdeterminedhigher in silica-addedlaminatedsamples, bendingstrength and modulus of elasticity were higher in graphene-addedlaminatedsamples. Moreover, whiletheincrease in bothnanoparticleratios had a generallypositive effect on mechanicalproperties, it showed a negative effect on dimensional stability.