Fosfat içerikli alev geciktirici kimyasalların üre-formaldehit reçinelerine uygulanması ve yanma özelliklerinin incelenmesi
Application of phosphate containing flame retarder chemicals to urea-formaldehyde resins and investigation of the flammable properties
Yazar: NAZAN UYGUR
Danışman: DOÇ. DR. ERDİNÇ DOĞANCI
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı / Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Alev geciktirici = Flame delayer ; Formaldehit = Formaldehyde ; Kür yöntemi = Curing method ; Reçine = Resin

Özet:
Ahşap esaslı levha üretimlerinde (MDF, yonga levha, kaplamalı levha) üre formaldehit, melamin-formaldehit ve melamin-üre-formaldehit reçineleri kullanılmaktadır. Hammaddesi odun olan bu levhaların çeşitli alev geciktirici kimyasallar kullanılarak yanması geciktirilebilir. Bugüne kadar farklı alev geciktirici maddeler denenmiş olmasına rağmen, hala sulu çözelti olarak kullanılabilen fosfor, azot ve bor içeren bileşikler ve karışımlar üzerine odaklanılmaktadır. Ahşap esaslı levha üreten firmalarda levha üretimi için, sertleşme süresi ve dolayısıyla levhaların üretilme hızı da endüstri için kritik bir noktadır.
Bu çalışmada fosfat içeren farklı alev geciktirici kimyasallar ile üre-formaldehit reçinelerinin jel sürelerine bakılmıştır. Özellikle hem sertleştirici hem de alev geciktirici özelliklerini aynı anda bulunduran kimyasallar üzerine çalışılmıştır. Farklı miktarlarda kullanılan fosfat içerikli alev geciktiricilerin reçineye karıştırıldığında kürleşme (jel) sürelerindeki değişim incelenmiştir.
Ayrıca bu çalışmada hazırlanan reçine ve alev geciktirici karışımlarının pH ve termal analizleri sırasıyla pH metre ve Termogravimetrik Analiz (TGA) ile yapılmıştır. Yonga levhalar standartlara uygun olarak ebatlanarak, üzerlerine hazırlanan alev geciktiricili reçineler sürülmek suretiyle UL-94 dikey yanma testi, Sınırlayıcı Oksijen İndeksi (LOI) ve en iyi yanma özelliği gösteren numunelere Konik Kalorimetre kullanılarak ısı salınımı, duman oluşumu ve oksijen tüketimi analizleri yapılmıştır. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile hazırlanan numunelerde alev geciktiricili reçinenin yonga levha yüzeyinde dağılımı incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda, iyi yanmazlık özelliği gösteren %20 APP içeren numuneler olmuştur.

Abstract:
Urea formaldehyde, melamine-formaldehyde and melamine-urea-formaldehyde resins are used in the production of wood-based boards (MDF, particleboard, veneered board). The burning of these boards, whose raw material is wood, can be delayed by using various flame retardant chemicals. Although different flame retardants have been tried to date, the focus is still on compounds and mixtures containing phosphorus, nitrogen and boron, which can be used as aqueous solutions. For the board production in companies producing wood-based boards, the hardening time and therefore the production speed of the boards is also a critical point for the industry.
In this study, the gel times of different flame retardant chemicals containing phosphate and urea formaldehyde resins were examined. In particular, chemicals that have both hardener and flame retardant properties at the same time have been studied. The changes in the gel times were investigated when the phosphate-containing flame retardants used in different amounts were mixed with the resin.
In addition, the pH and thermal analyzes of the resin and flame retardant mixtures prepared in this study were performed by pH meter and Thermogravimetric Analysis (TGA), respectively. Heat release, smoke formation and oxygen consumption analyzes were carried out on the UL-94 vertical combustion test, the Limiting Oxygen Index (LOI) and the Conical Calorimeter, on the samples with the best combustion characteristics by sizing the particle boards in accordance with the standards and applying the prepared flame retardant resins on them. The distribution of flame retardant resin on the particle board surface was investigated in the samples prepared by Scanning Electron Microscope (SEM). As a result of the analyses, there were samples containing 20% APP with good non-flammability properties.