Ağaç kabuk ekstraktı içeren akrilik esaslı vernik sistemleri ile ön korumalı ve korumasız ahşap malzeme yüzeyinin dış mekân dayanımının arttırılması
Enhancement of outdoor durability of pre-prrotected and unprotected wood surface applying waterborne acrylic coating system containing tree bark extract
Yazar: EBRU BİLİCİ
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM ÖZGENÇ KELEŞ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Ahşap malzeme = Wood material ; Kabuklar = Shells ; Vernik = Varnish ; Yüzey malzemeleri = Surface materials ; Özüt = Extract

Özet:
Bu çalışmada, UV absorbe edici madde olarak kabuk ekstraktı içeren, su bazlı akrilik verniklerin dış 
ortam koşullarında kullanılan ön korumalı (ısıl işlemi-emprenye) veya korumasız ahşap malzemenin hizmet ömrünün arttırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla ülkemizde yaygın olarak yetişen ve antioksidan özelliği yüksek olan 10 ağaç türünün kabuklarından elde edilecek ekstraktların katkı maddesi olarak kullanıldığı su bazlı akrilik vernikler üretilmiştir. Bu vernikler, sarıçam ve doğu kayını olmak üzere iki farklı ahşap materyal yüzeyine uygulanmıştır. Kabuk ekstraktı içeren test vernikleri; ticari UV absorbe edici içeren ve ticari UV absorbe edici ya da kabuk ekstraktı içermeyen kontrol verniklerinin, doğal ve yapay dış ortam koşullarında ahşap yüzeyi koruma performansları karşılaştırılmıştır. Dış ortam testine maruz bırakılan test ve kontrol verniklerinin; renginde, yüzey pürüzlülüğünde, kimyasal yapısında, katman kalınlığında, yapışma direncinde ve makroskobik görüntüsünde oluşan değişim değerlendirilmiştir. Kimyasal analiz olarak, ATR-FTIR ve UV-VIS spektroskopi analizleri yapılmıştır. Doğal ve yapay dış ortam testi sonrasında, ısıl ön işlem uygulanan (Z grubu) sarıçam ve kayın yüzeylerinde kabuk ekstraktı içeren akrilik verniklerinin renk, pürüzlülük, vernik katman kalınlık ve yapışma direnci değişim değerleri kontrol verniklerine yakın bulunmuştur. Z grubu sarıçam ve kayın yüzeylerinde test ve kontrol verniklerinin makroskobik değerlendirmesi oldukça iyi yüksektir. Emprenye ön işlemi (Y) uygulanan sarıçam yüzeyine uygulanan kabuk ekstraktlı akrilik verniklerin renk ve pürüzlülük değerlerinde değişim ise en düşük olarak belirlenmiştir. Doğal ve yapay dış ortam testi sonrasında, ön işlem uygulanmamış (Z) sarıçam yüzeylerinde test verniklerinin renk değişim ve yapışma direnci değerlerindeki değişim kontrol verniklerine yakın belirlenmiştir. ATR-FTIR ve UV-VIS spektroskopi analizi de renk değişim sonuçlarını desteklemiştir. Sonuçlara bağlı olarak, dış ortam koşullarında emprenye ön işlemi uygulanan sarıçam yüzeylerinde kabuk ekstraktı içeren akrilik verniklerin, ticari UV absorberlere kıyasla daha yüksek koruma performansına sahip olduğu anlaşılmıştır. Ancak, kabuk ekstraktında antioksidan etkisinin yükselmesi dış ortam koşullarında dayanımı arttırmak için sarıçam odununda olumlu etki oluştururken, kayın odununda düşük etki oluşturmuştur.

Abstract:
In this study, it is aimed to increase the service life of pre-protected (heat treatment-impregnated) wood material used in outdoor conditions of waterborne acrylic coatings containing bark extract as UV absorbing agent. For this purpose, waterborne acrylic coatings, which are widely used in our country and which extracts from the bark of 10 tree species with high antioxidant properties, are used as additives. These coatings were applied to two different wood surfaces, scots pine and oriental beech. Test coatings containing bark extract,control coatings containing commercial UV absorber and no commercial UV absorber or bark extracts were compared to the performance of wood surface protection against natural and artificial weathering conditions. The change in color, surface roughness, chemical structure, layer thickness, adhesion resistance and macroscopic 
appearance of the test and control varnishes subjected to the weathering test were evaluated. For chemical analysis, ATR-FTIR and UV-VIS spectroscopy were performed. After the natural and artificial weathering test, the color, roughness, varnish layer thickness and adhesion resistance change values of acrylic coatings containing bark extract on the heat treated scots pine and beech surfaces was applied (Z group) were found close to control coatings. The macroscopic evaluation of test and control coatings on the Z group scots and beech surfaces is quite good. The change in color and roughness values of test coatings applied to the impregnated scots surface (Y) was the lowest. After the natural and artificial weathering test, the change in color change and adhesion resistance values of test coatings on the (Z) scots pine surfaces were determined close to the control coatings. ATR-FTIR and UV-VIS spectroscopy analysis also supported the results of the weathering test analysis. Based on the results, it has been found that acrylic coatings containing bark extract on scots surfaces treated with impregnation under outdoor conditions have higher protection performance than commercial UV absorbers. However, the increase in antioxidant effect in bark extract has a positive effect on scots pine wood in order to increase the resistance in outdoor conditions, while it has a low effect on beech wood.