Odunun mikrodalga ön muamele ile emprenye edilebilirliğini yükseltmek ve teknolojik özelliklerini belirlemek
Increasing of imprengnability on wood by microwave pre-treatment and determining its technological properties
Yazar: BARIŞ ÇAYIR
Danışman: PROF. DR. HAMİYET ŞAHİN KOL
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mobilya ve Dekorasyon Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Doğu ladini = Oriental spruce fir ; Emprenyeli odun = Impregnated wood ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Mikrodalga ısıtma = Microwave heating

Özet:
Bu çalışmada, ülkemiz yapı sektöründe yaygın olarak kullanılan ve emprenye edilmesi güç sınıftaki odun türü olan Doğu ladini [Picea orientalis (L.) Link.] odununun mikrodalga ön muamele işlemi uygulanarak emprenye edilebilirliğinin artırılması ve bazı teknolojik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla hazırlanmış ve işlem görmemiş taze haldeki 810 adet deney örnekleri 3 farklı rutubet grubuna ayrılarak (% 55, % 83, % 135) 2,45 GHz frekanstaki 3 farklı mikrodalga gücü (925W, 1295W, 1850W) uygulanmış ve ön muamele işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu sayede, mikrodalga güç ile rutubet seviyesi farklılıklarının emprenye edilebilirlik ve bazı teknolojik özellikler üzerindeki etkileri belirlenmeye çalışılmıştır. 
Mikrodalga ön muamele işleminin emprenye edilebilirlik üzerindeki etkisini belirlemek için Tanalith-E 8000 (% 3) koruyucu maddesi basınç-vakum yöntemi ile 
emprenye edilmiş, uygulama sonucundaki retensiyon değerleri belirleyici faktör olarak kullanılmıştır. Çalışmada ayrıca mikrodalga ön muamele işlemi sonucunda retensiyondaki ve teknolojik özelliklerdeki değişimlerin nedenlerini mikro seviyede analiz edebilmek için SEM görüntüleri alınmıştır. Teknolojik özelliklerin belirlenmesinde, yapı sektöründe önem arz eden direnç özelliklerinden eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü ve basınç direnci kullanılmıştır.
Deneyler sonucunda, mikrodalga muamele edilmiş örneklerin kontrol örneklerine oranla düşük rutubet grubunda  % 48,5, orta rutubet grubunda % 70,2 ve yüksek rutubet grubunda % 62,2 ortalama retensiyon artışı gerçekleştiği belirlenmiştir. Mekanik özelliklerdeki değişim sonuçlarına göre basınç direncinde % 3,0; eğilme direncinde % 4,7 ve eğilmede elastikiyet modülünde % 6,7 ortalama direnç kayıpları gerçekleşmiştir. Tüm direnç özelliklerinde en fazla kayıplar yüksek rutubet grubunda meydana gelmiştir. Mekanik özelliklerdeki düşüşler literatüre ve mikrodalga maruziyet süresine paralel olarak artış gösterse de, literatürde bildirilen kayıplara göre daha düşük sonuçlanmış, çalışmanın amacına uygun olarak mekanik özelliklerin korunması sağlanmıştır. Aynı rutubet grubuna uygulanan farklı mikrodalga güçlerinin retensiyon artışı ve mekanik özellikler üzerine etkisinin önemsiz olduğu belirlenmiştir. SEM gözlemleri incelendiğinde ise mikrodalga muamele ile odun içinde oluşan ani ve yüksek buhar basıncı etkisiyle geçit aspirasyonu sonucunda kapanmış olan kenarlı geçitlerin genel olarak açıldığı ve kısmen de olsa odun yapısını oluşturan elemanlarda kılcal çatlakların oluştuğu tespit edilmiştir. Literatürdeki bazı çalışmaların gözlemsel sonuçlarında bildirilen makro boyuttaki çatlaklarla bu çalışmada sonuçlanan mikro çatlaklar kıyaslandığında, odun yapı elemanlarının korunduğu söylenebilir. 
Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde mikrodalga ön muamele ile emprenye edilebilirliğin artışı ve mekanik özelliklerin korunması açısından rutubet gruplarından orta rutubet grubunun en iyi performansı verdiği belirlenmiştir. Ayrıca 1850W gücün kullanımı ile zamandan tasarruf sağlanabileceği yönünde değerlendirme yapılmıştır.

Abstract:
In this study, it was aimed to increase the impregnability of Oriental spruce [Picea orientalis (L.) Link.] wood, which is widely used in the building sector in our country and which is difficult to treat, by microwave pretreatment and to determine some of the technological properties. For this purpose, 810 untreated fresh cut test samples were divided into 3 different moisture groups (55% , 83% , 135% ) and pre-treatment was applied to the samples using 3 different microwave power (925W, 1295W, 1850W) at 2.45 GHz frequency. In this way, the effects of microwave power and moisture contents on impregnability and some technological properties were determined.
To determine the effect of microwave pretreatment on impregnability, Tanalith-E 8000 (3%) preservative was impregnated by pressure-vacuum method. The retention values  
at the end of the application were used as the determining factor. In addition, SEM observations were used to analyze the causes of changes in retention and technological properties with the effect of microwave pretreatment. In the determination of technological properties; bending strength, modulus of elasticity and compressive strength, which are important mechanical properties in the construction sector, were used. 
As a result of the experiments, it was determined that the microwave treated samples had an average retention increase of 48.5%  in the low moisture group, 70.2%  in the medium moisture group and 62.2%  in the high moisture group compared to the control samples. According to the results of the change in mechanical properties, 3.0% in the compression strength; the average strength losses were 4.7% in the bending strength and 6.7% in the modulus of elasticity. Although the decreases in mechanical properties increased in parallel with the literature and microwave exposure time, they resulted in lower losses than those reported in the literature, and the mechanical properties were preserved in accordance with the purpose of the study. It was determined that the effect of different microwave power applied to the same moisture group on the retention increase and mechanical properties were insignificant. According to SEM observations, it was determined that the rapid high vapor pressure created in the wood by microwave treatment opened the bordered pits that were closed due to pit aspiration.
When all the results were evaluated, it was determined that the medium moisture group gave the best performance in terms of increasing the impregnability and preserving the mechanical properties with microwave pretreatment. In addition, it has been evaluated that time savings can be achieved with the use of 1850W power.