Odun polimer kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Manufacture and characterization of wood polymer composites
Yazar: DAMLA KARADAYI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF VARGÜN
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Son yıllarda, giderek azalan odun kaynakları ahşaba alternatif malzemelerin geliştirilmesine ve atık odun unu/liflerin geri dönüşümünün sağlanarak yeni ürünlere dönüştürülmesine neden olmuştur. Bu sebeple odun polimer kompozitleri (OPK) üretilmiştir ve bu kompozitler mobilya, yapı, inşaat vb. alanlarda büyüyen bir pazar potansiyeline sahiptir. OPK'ler termoset/termoplastik polimerle, odun unu/liflerin karıştırılarak, çeşitli proses yöntemleriyle elde edilir. OPK'ler, yüksek boyutsal stabiliteye ve mukavemete sahip olmaları, istenilen boyutta ve özellikte üretilmeleri ve nem, mantar ve böceklere dirençli olmaları sebebiyle ahşabın yerini almaktadırlar. Bunun yanında OPK'lerin yanma özelliği yüksektir ve yapılan çalışmalar OPK'lerin yanıcılığını azaltma ve alev geciktirici özellik kazandırma üzerinde yoğunlaşmıştır. 
Bu çalışmada, fenol formaldehit reçinesi (resol) ve kayın/sarıçam unundan OPK'ler üretilmiş ve kompozit formülasyonunda alev geciktirici olarak bor fosfat (BPO4) bileşiği ilk kez kullanılmıştır. Kompozitler üretilirken kayın (Fagus Orientalis) unu, sarıçam (Pinus Sylvestris) unu ile fenol formaldehit reçinesinin birbiri içerisinde daha iyi karışması için polimerik 4,4'-metilen difenil izosiyanat (PMDI) kullanılmıştır. Farklı kompozisyonlarda elde edilen kompozitlerin fiziksel (yoğunluk, su alma oranı ve kalınlık artış oranı) testleri, mekanik (üç noktadan eğilme direnci) ve termal (TGA, LOI ve UL-94) testleri yapılmıştır.
Fiziksel test sonuçlarına göre, yoğunluğu yüksek olan BPO4'lı kompozit gubunun, su alma oranının en düşük ve kalınlık artış oranının yüksek olduğu saptanmıştır.
OPK'lerine eklenen PMDI uyumlaştırıcı mekanik mukavemeti artırarak kontrol grubuna göre eğme modülüsü değerlerini artırmıştır. BPO4 içeren kompozitlerin termal kararlılığı ve yanmazlık derecelerinin kontrol grubuna göre daha yüksek olduğu görülmüştür.

Abstract:
Recently, reducing wood resources led to the development of alternative materials instead of wood and the conversion of waste wood flour/fibers into new products. Hence, wood polymer composites (WPC) have been produced and these composites have a growing market potential at furniture, construction, building etc. areas. WPC's are produced by mixing thermoset/thermoplastic polymers with wood flour/fibers via various process techniques. WPC's have high dimensional stability and strength, they can be produced in the desired shape and properties and they are resistant to moisture, fungi and insects. Therefore, they are used instead of wood. Besides, the WPC's are highly flammable materials and the studies have focused on reducing the flammability of the WPC's and gaining flame retardancy property to the composites.
In this study, WPC's were produced by phenol formaldehyde resin (resol) and beech/yellowpine wood flour and boron phosphate (BPO4) compound which was used as flame retardant in composite formulation for the first time. Polymeric 4,4'-methylene diphenyl isocyanate (PMDI) was used for better mixing of beech (Fagus Orientalis) flour and yellowpine (Pinus Sylvestris) flour with phenol formaldehyde resin during the composite production. The physical (density, water absorption % and thickness swelling %) tests, mechanical (three point bending strength) test and thermal (TGA, LOI and UL-94) tests were performed on the composites obtained in different compositions.
According to the physical test results, it was determined that the BPO4 contaning composite group has high density, the lowest water uptake ratio and the highest thickness swelling ratio. The PMDI compatibilizer, which was added to the WPC's, increased the mechanical strength when compared with the control group and enhanced the bending modulus values. The thermal stability and fire resistance of BPO4 containing composites were found to be higher than that of the control group.