Atık döküm poliamid 6 (PA6G) katkılı odun plastik kompozitlerden üretilen mobilya bağlantı elemanlarının özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the properties of furniture fasteners produced from waste casting polyamide 6 (PA6G) added wood plastic composites
Yazar: BELGİN ŞEKER HIRÇIN
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN YÖRÜR ; PROF. DR. FATİH MENGELOĞLU
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Orman Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Ahşap mobilya = Wood furniture ; Büro mobilyaları = Office furniture ; Lifli kompozitler = Fiber composites ; Mutfak mobilyaları = Kitchen furniture ; Plastik kompozitler = Plastic composites ; Polietilen kompozitleri = Polyethylene composites ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Bu tez çalışması iki aşama olarak planlanmıştır. İlk aşamada, göknar odun unu, pirinç kabuğu, döküm poliamid 6 (PA6G), yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE), N-bütil benzen sülfonamid ve lityum klorür tuzu kullanılarak odun plastik kompozitlerin (OPK) ekstrüzyon ve enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretimi gerçekleştirilmiştir. Farklı varyanslarda üretilen OPK' ların fiziksel (özgül ağırlık, yoğunluk, suda bekletme), mekanik (çekme direnci, çekmede elastikiyet modülü, kopmada uzama, eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü, darbe direnci), termal (diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), termogravimetrik analiz (TGA)) ve morfolojik özellikleri belirlenmiştir. İkinci aşamada; ekstrüzyon ve enjeksiyon kalıplama yöntemiyle göknar odun unu dolgulu PA6G-HDPE esaslı kompozitlerden endüstride en yaygın kullanıma sahip L bağlantı elemanlarının üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen ve piyasadan temin edilen (polipropilen ve yüksek  
yoğunluklu polietilen esaslı) L bağlantı elemanları ile L köşe birleştirmelerin üretimi gerçekleştirilmiştir. L köşe birleştirmelerin üretiminde melamin emprenyeli kâğıt ile kaplanmış yonga levha (YL-lam) ve orta yoğunluklu lif levha (MDFlam) kullanılmıştır. Göknar odun unu dolgulu PA6G-HDPE esaslı kompozitlerden üretilen ve piyasadan temin edilen L bağlantı elemanlarının farklı sıcaklıklardaki (20 ºC ve 50 ºC) ve su buharında bekletme sonrası diyagonal çekme yükleri altındaki moment taşıma kapasiteleri ve yorulma direnç özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca bu bağlantı elemanları ile üretilen L köşe birleştirmelerin farklı sıcaklıklardaki (20 ºC ve 50 ºC) ve su buharında bekletme sonrası moment taşıma kapasiteleri ve yorulma direnç özellikleri tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, %20 göknar odun unu dolgulu PA6G ve PA6G-HDPE esaslı kompozit test örneklerinin en yüksek mukavemet ve elastikiyet özelliği gösterdiği belirlenmiştir. Lignoselülozik dolgu maddesi ilavesi PA6G esaslı kompozitlerde erime sıcaklığını azaltırken, PA6G-HDPE esaslı kompozitlerde ise erime sıcaklığına etki etmediği gözlemlenmiştir. Göknar odun unu dolgulu PA6G-HDPE esaslı kompozitlerden üretilen ve piyasadan temin edilen L bağlantı elemanları ile bu bağlantı elemanları kullanılarak üretilen L köşe birleştirmelerine ait moment taşıma kapasitesitelerinin sıcaklık artışı ile azaldığı tespit edilmiştir. 20 ºC' de MDF-lam kullanılan L köşe birleştirmelerin moment taşıma kapasitesinin YL-lam kullanılan L köşe birleştirmelerinden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. 50 °C sıcaklıkta ise YL-lam'dan üretilen L köşe birleştirmelerin moment taşıma kapasitelerinin MDF-lam ile üretilenlerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Göknar odun unu dolgulu PA6G-HDPE esaslı kompozitlerden üretilen bağlantı elemanları ile oluşturulan L köşe birleştirmelerin su buharında bekletilmesi sonucu moment taşıma kapasitelerinde artış meydana gelmiştir. L köşe birleştirmelerin yorulma dirençleri incelendiğinde, sıcaklık artışı ile toplam deformasyon miktarlarının azaldığı tespit edilmiştir. Lignoselülozik dolgu maddesi kullanılan deney örneklerinin su buharında bekletilmesi sonucu toplam deformasyon miktarında artış meydana gelmiştir.

Abstract:
This thesis is planned as two stages. In the first stage, wood plastic composites (WPC) were produced by extrusion and injection molding using fir wood flour, rice husks, cast polyamide 6 (PA6G), high density polyethylene (HDPE), N-butyl benzene sulfonamide and lithium chloride salt. Physical (specific gravity, density, water soaking), mechanical (tensile strength, elasticity modulus in tensile, elongation at break, bending strength, elasticity modulus in bending, impact strength), thermal (differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA)) and morphological characteristics of OPKs produced in different variances were determined. In the second stage; L fasteners, which are the most widely used in the industry, were produced from fir wood flour filled PA6G-HDPE based composites by extrusion and injection molding method. L corner joints were produced with L                                                 fasteners produced and supplied from the market (polypropylene and high density 
polyethylene based). Melamine plate-coated particle board (YL-lam) and medium density fiberboard (MDFlam) were used in the production of L corner joints. The moment carrying capacities and fatigue strength of L corner joints produced using these fasteners and L fasteners produced from fir wood flour filled PA6G-HDPE composites and supplied from the market under diagonal tensile loads at different temperatures (20 ºC and 50 ºC) and water vapor were determined. In addition, the moment carrying capacities and fatigue strength properties of L corner joints produced with these fasteners at different temperatures (20 ºC and 50 ºC) and water vapor were determined. When the results obtained were examined, it was determined that PA6G and PA6G-HDPE based composite test samples filled with %20 fir wood flour showed the highest strength and elasticity. While the addition of lignocellulosic filler decreases the melting temperature in PA6G-based composites, it has been observed that it does not affect the melting temperature in PA6G-HDPE-based composites. It has been determined that the moment carrying capacity of the L corner joints produced from these fasteners with L fasteners supplied from the market and manufactured from fir wood flour filled PA6G-HDPE based composites decreases with increasing temperature. At 20 ºC, it was determined that the moment carrying capacity of L corner joints using MDF-lam is higher than L corner joints using YL-lam. At 50 °C, it was determined that the moment carrying capacities of L corner joints produced from YL-lam were higher than those produced with MDF-lam. The moment carrying capacity of the L corner joints formed with fasteners made of fir wood flour filled PA6G-HDPE based composites increased with holding in water vapor. When the fatigue strength of the L corner joints was examined, it was determined that the total deformation amount decreased with the increase in temperature. As a result of keeping in water vapor the test samples used lignocellulosic filler, an increase in the total deformation amount occurred.