Süperhidrofobik nano parçacıklar eklenen bâzı üst yüzey işlem maddelerinin performans özellikleri
Performance characteri̇sti̇cs of surface processi̇ng materi̇als added wi̇th superhi̇drophobi̇c nano parti̇cles
Yazar: MEHMET GÜNGÖR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERKAN AVCI
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Ağaç İşleri Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Bu tez çalışmasında, süperhidrofobik nano partiküller Silisyum dioksit (SiO2) ile Çinko Oksit (ZnO)'in bazı üst yüzey işlem maddeleri ile karıştırılıp ahşap malzemeye uygulanarak üst yüzey özeliklerindeki değişimler ve gelişimler gözlemlenmiştir. Çalışmada ahşap malzemelerin su alış verişinin azaltılarak, performans özelliklerin iyileştirilmesi amaçlanmış, ayrıca süperhidrofobik nano parçacıkların üst yüzey işlemleri üzerine etkisinin ortaya konularak literatürdeki bilgi eksikliğinin giderilmesine katkı sağlaması hedeflenmiştir. 
Çalışmada, ahşap malzeme olarak Karaçam (Pinus nigra) ve Doğu Kayını (Fagus orientalis L.) ağaçları, üst yüzey işlemleri olarak poliüretan vernik, lake boya ve ahşap kaplama uygulamaları yapılmış, ahşap yüzey kaplaması işleminde tutkal olarak üre formaldehit tutkalı, yüzey yapışma direnç testinde (mühür testi) epoksi tutkalı kullanılmıştır. 
Yoğunluk, kalınlığına şişme, su alma, yüzey pürüzlülüğü, renk ölçümü, yüzey yapışma direnci ve temas açısı ölçüm testleri yapılmıştır. 
Çam ağacı kalınlığına şişme testinde, nanopartikül uygulanmış deney örnekleri, uygulanmayan deney örneklerinden % 1,706 daha az kalınlığa şişme, kayın ağacı örneklerinde ise % 1,659 daha az kalınlığa şişme olduğu görülmüştür. 
Çam ağacı su alma testinde, nanopartikül uygulanmış deney örnekleri, uygulanmayan deney örneklerinden % 22,803 daha az su alma, kayın ağacı örneklerinde ise % 7,959 daha az su alma olduğu görülmüştür.
Çam örnekleri tüm grupları arasında en düşük yüzey yapışma ortalama direnç değeri 3,202 N, en yüksek 7,408 N olarak bulunmuştur. Kayın örneklerinde en düşük yüzey yapışma ortalama direnç değeri 3,386 N, en yüksek 5,920 N olarak bulunmuştur. Kaplamalı örneklerde en düşük değer 1,814 N, en yüksek ise 5,476 N olarak bulunmuştur.
Temas açısı testinde, çam ağacı kullanılmış deney örneklerinde en yüksek değer 114,9° olarak ölçülmüşken, kayın ağacında 118,7° olarak ölçülmüştür.
Yüzey pürüzlük testlerinde en az pürüzlük değerleri, çam ağacı kullanılan örneklerde SiO2+vernik karışımlarında görülürken, kayın ağacında en düşük değerler ZnO+boya karışımlarında görülmüştür. Yüzey yapışma direnç testlerinde en yüksek değerler SiO2+vernik karışımı uygulanan deney örneklerinde görülmüştür. Kaplama örneklerinde ise en yüksek değer SiO2 uygulanan örneklerde görülmüştür. Temas açısı testinde en yüksek değerler, ZnO+boya karışımı uygulanan örneklerde görülmüştür.
Yapılan testler sonucunda, ahşap malzemenin hidrofobik yüzey kazandığı görülmüştür. Ahşap malzemenin higroskopik özelliği ve çalışması minimum düzeye indirgenmiştir. Bu özellik ile ahşap malzemenin mekanik ve fiziksel direnci artırılmıştır.

Abstract:
In this study, Super-hydrophobic nano-particles of silicon dioxide (SiO2) and Zinc Oxide (ZnO) using the effect of surface treatment of wood materials were investigated. Reducing the water exchange in the study of wood, which are intended to improve the technological properties, also aimed to contribute to the information gap in the literature by putting forward the impact of nanoparticles on the surfaces superhydrophobic operations. 
Larch (Pinus nigra) and East Beech (Fagus orientalis L.) trees were used as wood materials. In the surface processes polyurethane varnish, lacquer paint and wood coating application was made. Urea formaldehyde resins in the wood surface coating process was used. Density, swelling in thickness, water intake, surface roughness, color measurement, surface adhesion resistance and contact angle measurement tests were performed. Density, swelling in thickness, water intake, surface roughness, color measurement, surface adhesion resistance and contact angle measurement tests were performed. Pine wood thickness swelling test, nanoparticle applied test specimens, untreated experimental specimens swelling to less than % 1,706, whereas beech wood samples showed less than % 1,659 less swelling. In the pine wood water uptake test, nanoparticle applied test samples were found to have a lower water uptake rate of 22,803% than untreated test samples, whereas beech wood samples showed less than % 7,959 water uptake. The surface adhesion test showed the lowest average resistance value of 3,202 N and the highest 7,408 N among the pine sample groups. The lowest surface adhesion average resistance value in beech groups was found to be 3,386 N and the highest was 5,920 N. In the case of the veneer groups, the lowest value was 1,814 N and the highest value was 5,476 N. In the surface contact angle test, the highest value was measured as 114,9° in pine wood experimental groups, while it was measured as 118,7° in beech wood. 
The minimum roughness values in surface roughness tests were observed in SiO2 + varnish mixtures in pine groups whereas the lowest values in beech groups were found in ZnO + dye mixtures. The highest values in the surface adhesion resistance test were seen in the samples with SiO2 + varnish mixture and in the case of the coated samples the highest values were seen in the samples applied with SiO2. The highest values in the contact angle test were observed in the ZnO + paint mixtures.
As a result of the tests made, surface treatments remain hydrophobic. The hygroscopic properties of the wood material and the water consumption of the wood have been reduced to a minimum. Thus, the resistance of wooden materials to mechanical, physical and water-related damage has been increased.