Odun korumada polimerize edilmiş bitkisel yağların kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usability of polymerized vegetable oils in wood protection
Yazar: GAYE KÖSE DEMİREL
Danışman: PROF. DR. ALİ TEMİZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, epoksitlendirme işlemiyle polimerize edilmiş bitkisel yağların odun korumadaki etkinliği araştırılmıştır. Bu amaçla bezir ve soya yağında bulunan doymamış çifte bağlar hidrojen peroksitle epoksitlendirilerek reaktif hale getirilmiştir. Sarıçam (Pinus sylvestris L.) diri odunu epoksitlendirme işlemine tabi tutulan ve tutulmayan bitkisel yağlarla iki ayrı retensiyon aralığında (Ret A, 80-140 kg/m3 ve Ret B, 170-270 kg/m3) emprenye edilmiştir. Yağlara fungisit ve insektisit özellik kazandırmak amacıyla hem borik asitle ikincil emprenye hem de yağ-borik asit emülsiyonları denenmiştir. Borik asidin odundan yıkanmasının önlenmesi için polimerleştirilen yağların etkisi de araştırılmıştır. Emprenyeli ve kontrol örneklerinin fiziksel (su alma, boyutsal kararlılık), mekanik (eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü, liflere paralel basınç direnci), biyolojik (Coniophora puteana, Trametes versicolor mantarları ve Hylotrupes bajulus böceği), dış ortam (renk, pürüzlülük), termal (TGA ve DSC), analitik (bor analizi, FTIR) ve morfolojik (SEM ve ışık mikroskopu) özellikleri incelenmiştir. Epoksitlendirme işlemi sonrası yağların iyot sayılarının düşmesi ve FTIR ölçümleri epoksitlendirme işleminin başarılı olduğunu göstermektedir. Kontrol örneğine kıyasla epoksitlendirme işlemine tabi tutulan gruplarda 2 hafta sonunda %65 oranında su iticilik sağlandığı, boyutsal kararlılığın %70 oranında arttığı belirlenmiştir. Bitkisel yağlara borik asit ilavesinin çürüklük mantarları ve böcek tahribatı açısından etkili olduğu ve yağların borik asidin yıkanmasını %47 oranında bazı gruplarda azalttığı belirlenmiştir. Yağların polimerleştirilmesinde kullanılan asetik asidin odunun bileşenlerine yaptığı tahribat nedeniyle mekanik özellikleri olumsuz etkilenmiştir. Yağların, çoğunlukla yaz odunu traheidlerine yerleştiği SEM ile bulunmuştur. TGA analiz sonuçlarına göre yağlara borik asit ilave edilmesiyle yağların yanmaya karşı dirençlerinin arttırıldığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the efficiency of vegetable oils polymerized by epoxidation on wood protection was investigated. For this purpose, unsaturated double bonds in linseed and soybean oil were reacted by epoxidation with hydrogen peroxide. Sapwood of Scots pine (Pinus sylvestris L.) was impregnated with epoxidized and unepoxidized vegetable oils by using two different retention ranges (Ret A, 80-140 kg/m3 and Ret B, 170-270 kg/m3). In order to gain the properties of fungicidal and insecticidal to oils, secondary impregnation with boric acid and oil-boric acid emulsions have been tried. The effect of polymerized oils was also investigated in order to prevent leaching of boric acid. The physical (water uptake, dimensional stability), mechanical (modulus of rupture, modulus of elasticity, compression strength parallel to grain), biological (Coniophora puteana, Trametes versicolor fungi and Hylotrupes bajulus insect) thermal (TGA and DSC), analytical (boron analysis, FTIR) and morphological (SEM and light microscope) properties of the impregnated and control samples were determined. The decrease in iodine numbers of oils after epoxidation and the FTIR measurements indicated that the epoxidation process was successful. Compared to the control samples, it was determined that water repellency was achieved by 65% and dimensional stability was increased by 70% in the epoxidized groups after two weeks. Boric acid additions to vegetable oils were found to be effective against fungi and insect attacts, while vegetable oils reduced boric acid leaching by 47% in some groups. Due to damaging the wood components, the acetic acid used in the polymerization of oils adversely affected the mechanical properties. It was determined by SEM analysis that the oils were mostly located in late wood tracheids. According to TGA analysis results, the addition of boric acid to oils increased the resistance of oils to fire.