96 Yapay Eskitmede Yongalevhanın Ağırlık ve Kalınlık Performansları a Üzerine Kolofan ve Alkid Reçinelerinin Katılım Oranlarının Etkisi Ahmet Ali VAR 1* 1 SDÜ Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü Doğu Yerleşkesi, 32260, ISPARTA ÖZET: Çalışmada, farklı oranlarda kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranları ile muamele edilen karışık odun yongaları kullanılarak, laboratuvar ortamında üretilen yongalevhaların, yapay eskitme testlerinde, ağırlık ve kalınlık performanslarında oluşan değişmeler incelenmiştir. Ayrıca performanslardaki bu değişmeler üzerine kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranlarının etkileri de araştırılmıştır. Sonuç olarak, yapılan yapay eskitme testleri sonrasında, reçineli levhaların ağırlık ve kalınlık performansları, eskitme testleri öncesine göre artmış, kontrol levhasına göre azalmıştır. Yapay eskitmede, kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranları, yongalevhanın ağırlık ve kalınlık performanslarında meydana gelen azalmaları önemli derecede etkilemiştir. Fakat bu etkiler arasında, istatistikî anlamda önemli bir farklılık görülmemiştir. Yapay eskitme sonrasında, ağırlık performansında görülen en düşük azalma, %10.0 derişimdeki alkid reçinesinin %1.5 lik katılım oranı kullanılarak elde edilirken, en yüksek azalma %3.0 lük katılım oranı uygulanarak elde edilmiştir. Kalınlık performansında görülen en yüksek azalma, %10.0 derişimdeki kolofan reçinesinin %1.5 lik katılım oranı kullanılarak bulunurken, en düşük azalma %10.0 derişimdeki alkid reçinesinin %1.0 lik katılım oranı uygulanarak bulunmuştur. Anahtar kelimeler: Yapay eskitme, Kolofan, Alkid reçinesi, Yongalevha, Fiziksel özellikler Effects of Participation Rates of Colophony and Alkyd Resins on Changes in Weight and Thickness of Particleboards by Artificial Aging Tests ABSTRACT: The aim of this study was to investigate effects of participation rates of colophony and alkyd resins on changes in weight and thickness of particleboards by accelerated aging tests. The following materials were used for production of experimental particleboards: mixtured wood particles, urea-formaldehyde, hardener, colophony, alkyd resin. These properties were measured before and after artificial aging tests. In conclusion, the participation rates affected significantly changes in weight and thickness. These changes decreased significantly compared to controls. But there is no statistically significant difference between the effects of participation rates. For weight, the lowest losses were obtained with 1.5% adding rates of alkyd resin. The highest losses were found with 3.0% adding rate of alkyd resin. For thickness, while minimum increase was occurred with 1.5% adding rate of colophony, maximum increase was obtained with 1.0% adding rate of alkyd resin. Keywords: Accelerated aging tests, Wood protection, Particleboard, Physical properties 1. GİRİŞ İç ve dış mekânlarda kullanılan odun ve odun esaslı malzemeler için, UV ve IR ışınları, yağmur, kar, dolu, nem, sis, çiğ, rüzgâr, kum, toz, kir, kimyasal maddeler, yaş ve kuru sıcaklık gibi daha birçok yapay ve doğal etkiler önemli bir bozundurma unsurudur. Bu faktörlerin etkileri sonucunda, malzemenin anatomik, kimyasal, fiziksel, mekanik ve teknolojik özelliklerinde bazı bozunmalar olabilmektedir. Bu bozunmalar, hücre çeperi bağlarının zayıflaması, hücreler arası ve hücreler içi makroskopik-mikroskopik gerilmeler, ağırlık azalması, renk değişimi, parlaklık kayıbı, yüzey pürüzlülüğü, çeşitli çatlamalar, yarılmalar, açılmalar, kopmalar, çökmeler gibi değişik şekillerde ortaya çıkabilmektedir. Rutubetin etkisiyle de bu bozunmalar, daha ileri düzeylerde erozyonlara-korozyonlara neden olmakta (Kılıç ve Hafızoğlu 2007). *Sorumlu Yazar: Ahmet Ali VAR 1* alivar@sdu.edu.tr Yongalevha ürünleri, bilinen genel kullanım yerleri hariç, dış ve iç mekân yapılarda banyo, duş, lavabo, mahzen, dehliz veya evye (mutfak lavabosu) gibi, sıcak-soğuk su sızıntısı, rutubet birikintisi veya buhar yoğuşması olabilecek yerlerde kullanılabilmektedir. Hatta çok az da olsa, kara, deniz, hava ve demir yolu araçlarında bile değişik amaçlar için değerlendirilebilmektedir. Kullanım sürecinde, yongalevhaların yapısal bütünlüğünün korunması ve direnç kayıplarının önlenmesi gerekmektedir. Her ne kadar kullanılan tutkalın türü, direnç kaybı üzerinde belirgin bir etkiye sahip olsa da, dış mekân kullanım şartlarında veya sıcak, soğuk, ısı, rutubet ve iç gerilme etkilerinin yoğun olduğu ortamlarda kullanılan yongalevhaların, yapısal bütünlüklerinde önemli bozunmalar ve direnç özelliklerinde ciddi azalmalar görülebilmektedir (Hedley 1976). Yongalevhaların biyo-fiziko-mekanik bozunmasını etkileyen temel etkenler ısı, rutubet, iç gerilme vb faktörlerdir. Bu faktörlerin yoğun olduğu a Bu performans kelimesi, sonraki metin içerisinde ağırlık için kayıp olarak, kalınlık için ise artış olarak kullanılmıştır.
97 şartlarda, malzemelerin yapısında hızlı ve şiddetli bozunmalar olabilmektedir. Bu etkenler içinde, özellikle rutubet miktarı, tutkalın yapıştırma etkisi, direnç kaybı ve çürümeyle yakın ilişki içindedir. Çünkü rutubet artışı, hem tutkalın yapıştırma etkisini azaltabilmekte, hem dirençteki azalmayı artırabilmekte ve hem de mantar tahribatını hızlandırabilmektedir. Yani, levhadaki performans kayıpları, bir taraftan fizyolojik yollarla hızlı ve şiddetli bir şekilde olurken, diğer taraftan da mantarların çürütmesiyle önemli miktarda biyolojik bozunmalar olabilmektedir. Buna bağlı olarak biyofiziko-mekanik özelliklerinde önemli kayıplar olabilmektedir. Sonuçta, kullanım yerleri için beklenen performansı gösteremeyen malzemelerin, kısa sürede yenileriyle değiştirilmeleri gerekmektedir. Bunu önlemenin en etkili yolu, koruyucu yüzey işlemleri yapılarak malzemelerin yüzeylerinde örtücü ve koruyucu bir tabakanın oluşturulması (Hedley 1976). Yüzey işlemleri, levhaların rutubet almasının engellenmesinde önemli bir etki gösterebilir. Ancak bu işlemlerin oluşturduğu örtücü ve koruyucu tabakaların, kullanım sırasında çatlaması, yarılması veya kopması sonucu oluşan açıklıklardan, malzemelerin rutubet alması engellenememektedir. Neticede, alınan rutubet, mantar tahribatları için elverişli bir ortam oluşturabilmektedir. Oluşan mantar tahribatları da önemli derecede performans kayıplarına neden oldukları için, böyle ortamlarda kullanılacak yongalevhalar için, emprenyeli yüzey işlemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Yongalevhalar, büyük oranda odun ve odunsu lignoselülozik maddeler içerebilmektedir. Bu nedenle fiziksel özelliklerini iyileştiren (Yıldız v e ark. 2005, Kajita 1991a) ve mekanik dirençlerini artıran (Var ve ark. 2002, Hall 1982), boyut istikrarını sağlayan (Grigoriou and Passialis 1990), yanma mukavemetini yükselten (Var 2008, Lee 1989) ve biyotik zararlılara karşı dayanımını artıran (Kajita 1991, Thomas 1988) çeşitli emprenye/koruyucu katkı maddelerini de bünyesinde barındırabilecek şekilde üretilebilmektedir. Kullanımı giderek artmaktan yongalevhalar, kullanım yerine göre üretilmektedir. Ancak, böyle geniş kullanımı olan levhaların, yapay ve/veya doğal eskitme testleriyle dayanım performansları önceden ortaya konulmamaktadır. Yapay eskitme testleri, yapısal bozundurma yapan etkenlerin, sıralı bir düzen içinde peş peşe yapılmasından ibarettir. Yapay eskitme şartlarının, gerçek kullanım ortamı koşullarının yaptığı bozundurucu etkiye eşit olabilmesi mümkün değildir. Fakat malzemeler üzerinde hızlı bir bozundurma etkisi yaptığı da bir gerçektir. Bu testler, uzun süre kullanılabilecek ürünlerin dayanım performanslarının, kısa sürede ortaya konulması ve bunların karşılaştırılması bakımından faydalı olabilmektedir. Bu karşılaştırmalar yardımıyla, malzemeler kalite sınıflarına ayrılabilmekte, dayanım veya kullanım süreleri hızlı bir şekilde tahmin edilebilmektedir (River ve ark. 1981). Yukun ve Siqun (1989) tarafından yapılan bir yapay eskitme çalışmasında, yönlendirilmiş yongalevha ve normal yongalevha örneklerinde ağırlık performansındaki azalmanın, liflevhadan daha fazla olduğu ifade edilmektedir. Ayrıca kalınlık performansındaki artış bakımından yapay eskitme ile 24 saat suda bekletme karşılaştırıldığında, her üç levha türü için, yapay eskitmedeki kalınlık artışının çok daha fazla olduğu belirtilmektedir. Kajita (1991b) tarafından yapılan bir çalışmada, 6 turlu hızlı yaşlandırma/eskitme testlerinin ilk turunda, yönlendirilmiş yongalevha ve normal yongalevha örneklerinin tamamen bozulup dağıldıkları, liflevha örneklerinin ise dağılmadığı, fakat çok gevşek bir lif yığını halinde kaldığı bildirilmektedir. Küreli ve ark. (2003) tarafından, kalıp preste biçimlendirilmiş ve kaplanmış yongalevhanın sıcak su buharı etkisindeki davranış özelliklerinin araştırıldığı bir çalışmada, kenarları melamin ve PVC ile kaplanmış ve hiç kaplanmamış örneklerin ağırlık, kalınlık ve genişlik özelliklerinde artışlar meydana geldiği, kullanılan kenar kaplama malzemelerinin önemli eki göstermediği belirtilmektedir. Var (2006) tarafından, yapay eskitmenin, yönlendirilmiş yongalevha, normal yongalevha ve liflevhanın fiziksel özellikleri üzerine etkilerinin araştırıldığı bir çalışmada, en az kütle kaybının yönlendirilmiş yongalevhada, en yüksek kalınlık artışının ise liflevhada olduğu; levha türünün, kalınlık artışını ve kütle kayıbını önemli ölçüde etkilediği ifade edilmektedir. Bu çalışmanın amacı, yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık ve kalınlık performanslarında meydana gelen değişmeler üzerine kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oralarının etkilerinin belirlenmesi; performanslardaki bu değişmeler üzerine etkili olan katılım oralarının oluşturduğu farklılık gruplarının belirlenip ortalamalarının karşılaştırılması amaçlanmıştır. Sonuçta, hangi reçine maddesi, hangi katılım oranında uygulanırsa, yongalevhanın ağırlık ve kalınlık performansında ne gibi değişmelerin olabileceği yaklaşık olarak belirlenecektir. Çalışma, yongalevhaların performanslarının önceden tahmin edilmesine yönelik çalışmalara katkıda bulunması bakımdan önemlidir. Ayrıca dayanıklı levhaların üretimi için reçine/su itici katkı maddelerinin katılım oranlarının ne kadar olacağının belirlenmesine yönelik çalışmalara katkıda bulunması bakımdan da önem taşımaktadır. 2. MALZEME ve YÖNTEM 2.1. Deneme Levhalarının Üretiminde Kullanılan Malzemeler Çalışmada, %70.0 ibreli ağaç ( Pinus brutia Ten.+Pinus nigra Arn (Lamb.)+ Cedrus libani Ait.) ve
98 %30.0 kavak ( Populus nigra L.) yongaları, %65.0 lik üre-formaldehit, %33.0 lik sertleştirici (amonyum klorür), %10.0 luk kolofan ve alkid reçineleri kullanılmıştır. Üre-formaldehit tutkalı, levhaların dış tabakası için %10.0 ve orta tabakası için %8.0 oranında, sertleştirici %10.0 oranında, kolofan ve alkid reçineleri ise %1.0, %1.5 ve %3.0 katılım oranlarında uygulanmıştır. Üretilen levha kalınlığının %65.0 ini orta tabaka ve %35.0 ini dış tabakalar oluşturmuştur. Her tabaka için, yongalar ağırlık esasına göre, üre-formaldehit tam kuru yonga ağırlığına göre, kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranları ile sertleştirici ise tam kuru üre-formaldehit ağırlığına göre kullanılmıştır (Var 2000). 2.2. Deneme Levhalarının Üretilmesi Levhalar, laboratuar ortamında ve 20x560x760 mm ebatlarında üretilmiştir. Üretimde, öncelikle, odun yongaları, tutkallama makinesinde, kolofan ve alkid reçinelerinin yukarıda verilen katılım oranlarıyla muamele/emprenye edilmiştir. Bu işlem, makinenin karıştırma kolları bir taraftan yongaları karıştırırken, diğer taraftan da üst enjektöründen reçine çözeltileri yongaların üzerine püskürtülerek yapılmıştır. Sonra, emprenyeli yongalar, emprenye işleminde olduğu gibi, üre-formaldehit çözeltisi ile muamele edilmiştir. Yongalar, ayrı ayrı olmak üzere, her iki işlem için, 5 er dakika karıştırılmış, sonra serilmiş ve üzerlerine soğuk pres uygulanmıştır. Bu aşamada, ilk önce, el ile, sırasıyla, alt tabaka yongaları, orta tabaka yongaları ve üst tabaka yongaları serilmiştir. Hemen ardından, soğuk pres yapılmış ve böylece taslak levhalar oluşturulmuştur. Daha sonra, levha taslakları hidrolik prese taşınarak preslenmiş ve deneme levhaları üretilmiştir. Hidrolik presleme işlemi, 150 C sıcaklıkta ve 26.5 kp/cm 2 basınçta 6 dakika bekletilerek gerçekleştirilmiştir. Hidrolik presten çıkan yongalevhalar, soğuyuncaya kadar pres sacları arasında bekletilmiştir (Var 2000). Soğuyan yongalevhalar, deneylerden önce, TS 642 ISO 554 ( 1997) e göre, 20 2 C sıcaklık ve %65 5 bağıl nem şartlarında 48 saat bekletilerek kondisyonlanmıştır. 2.3. Deney Örneklerinin Hazırlanması Deneme parçaları, deneme levhalarından TS EN 326 1 (1999) e göre alınmıştır. Deney örnekleri ise bu parçalardan TS EN 317 (1999) ye göre elde edilmiştir. Kenar uzunlukları 50 1 mm olan kare şeklindeki bu örnekler, yukarıda belirtilen şartlarda tekrar kondisyonlanmış ve denemelere hazır hale getirilmiştir. Kolofan ve alkid reçinelerinin her katılım oranı için, 6 şar adet deney örneği hazırlanmıştır. 2.4. Yapay Eskitme Deneyinin Yapılması Hazırlanan deney örnekleri, ASTM D 1037 (1996a) ye göre yapay eskitme testlerine tabi tutulmuştur. Bu testler, her biri aşağıda verilen işlem kademelerini içeren 6 turdan oluşmaktadır. 1) Suda bekletme (49 2 C de 1 saat) 2) Buharlama (93 3 C de 3 saat) 3) Dondurma (-12 3 C de 20 saat) 4) Kurutma (99 2 C de 3 saat) 5) Buharlama (93 3 C de 3 saat) 6) Kurutma (99 2 C de 18 saat) Eskitme deneyi her katılım oranı için tekrarlanmıştır. Ancak deney örnekleri, eskitme deneyinin 1. turunun sonunda bozularak dağılmış ve deneyin kalan diğer turlarına geçilememiştir. Bu nedenle eskitme deneyine son verilmiştir. 2.5. Ağırlık ve Kalınlık Performansındaki Değişmelerin Tayini Bu bölüm üç aşamada yapılmıştır. İlk etapta, örneklerin, eskitme deneyinden önceki ağırlık ve kalınlık performansları bulunmuştur. Bu amaçla, %1 hassasiyetle olmak üzere, örneklerin hava kurusu ağırlık değerleri (A b ) TS EN 322 (1999) ye göre gram (g) olarak tayin edilirken, kalınlık değerleri (K b ) ise TS EN 323 (1999) ve TS EN 325 (1999) e göre milimetre (mm) olarak tayin edilmiştir. İkinci etapta, deney örneklerinin, eskitme deneyinden sonraki ağırlık ve kalınlık performansları tespit edilmiştir. Bu maksatla, deneyden sonra, her örnek, TS 642 ISO 554 ( 1997) e göre yukarıda belirtilen şartlarda tekrar kondisyonlanmıştır. Ardından, bu örneklerin ağırlık ve kalınlık değerleri, ilk etapta belirtilen ilgili standartlara göre tekrar tayin edilmiştir. Son etapta, yapay eskitme testlerinin, örneklerin ağırlık ve kalınlık performansları üzerinde oluşturduğu değişmeler bulunmuştur. Bu amaçla, eskitme sonrası, örneklerin kalınlık değerindeki değişmeler/artışlar TS EN 317 (1999) ye göre 1 nolu eşitlik yardımıyla tayin edilirken, ağırlık değerindeki değişmeler/kayıplar ise Berkel (1972) e göre 2 nolu eşitlikle hesaplanmıştır. K a =((K s -K b )/K b )x10 2 (1) Burada; Ka=Deney örneğinin kalınlık performansındaki değişme/artış (%), K b =Deney örneğinin eskitmeden önceki kalınlığı (mm) ve K s =Deney örneğinin eskitmeden sonraki kalınlığı (mm) dır. A k =((A b -A s )/A b )x10 2 (2) Burada;
99 A k =Deneme örneğinin ağırlık performansındaki değişme/kayıp (%), A b =Deney örneğinin eskitmeden önceki ağırlığı (g) ve A s =Deney örneğinin eskitmeden sonraki ağırlığı (g) dır. Böylece kolofanın ve alkid reçinelerinin her katılım oranı için, yapay eskitme testlerinde, yongalevhanın ağırlık ve kalınlık performanslarında meydana gelen değişme oranlarına ilişkin değerler, yüzde olarak bulunmuştur. 2.6. İstatistik Analiz Çalışmada elde edilen verilerin istatistikî analizinde SPSS istatistik programı kullanılmıştır. Bu aşamada, ilk önce, yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık ve kalınlık performanslarında meydana gelen değişme oranları üzerine kolofanın ve alkid reçinelerinin katılım oranlarının etkisi derecelerini belirlemek için varyans analizi yapılmıştır (p 0.05). İkinci olarak, etkileri önemli çıkan katılım oranlarının aynı veya farklı homojenlik grup veya gruplar oluşturup oluşturmadıklarını belirlemek için duncan testi uygulanmıştır. Böylece her katılım oranı için farklı veya eşit kabul edilebilecek ortalama değerler tespit edilmiştir. Son olarak, bu ortalama değerler hem kendi arasında, hem kontrol ile hem de literatür sonuçları ile karşılaştırılmıştır. 3. BULGULAR ve TARTIŞMA Bu çalışmada elde edilen bulgular 6 turlu yapay eskitme testlerinin 1. turunda elde edilmiştir. Çalışmaya konu olan ağırlık ve kalınlık performansları için, istatistikî değerlendirmeler ve tartışmalar bu bulgulara göre ayrı ayrı yapılmıştır. 3.1. Ağırlık Performansında Değişme Yapay eskitme testlerinde, yongalevhanın ağırlık kaybı/performansı 1 üzerine kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranlarının etkilerinin belirlenmesi, etkileri önemli olan katılım oranlarının oluşturdukları homojenlik gruplarının tespit edilmesi ve bunların performans ortalamalarının karşılaştırılması amacıyla yapılan istatistikî analiz sonuçları Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1 deki sonuçlara göre, yapay eskitme testleri sonrasında, genel olarak bütün levhaların ağırlık performansları, kontrol levhasına göre azalma göstermiştir. Yapay eskitmede, ağırlık performansında meydana gelen azalma üzerine kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranlarının etkileri önemli (p 0.008) çıkmıştır. Ayrıca yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık performansındaki azalma üzerine etkileri bakımından, katılım oranları iki farklı homojenlik grubu (A, B) 1 Sonraki metinlerde ağırlık kaybı yerine ağırlık performansı ifadesi kullanılmıştır. oluşturmuştur. Bu gruplarda A harfi, en az ağırlık kayıbını (en başarılı sonucu), B harfi ise, en fazla ağırlık kayıbını (en başarısız sonucu) ifad e etmektedir. Buna göre, ağırlık performansındaki azalmalara dair her bir gözlem değeri, diğer katılım oranlarına ait gözlem değerleri ile aynı grupta yer almıştır ve aralarında istatistikî açıdan önemli bir farklılık görülmemiştir. Her nekadar aralarında önemli bir farklılık görülmemiş ise de, %1.5 lik katılım oranı, ağırlık performansındaki azalma üzerinde en az etki yapan katılım oranı olmuştur. Bu katılım oranı için, ağırlık performansındaki azalma, %3.055 ile %3.235 arasında gerçekleşmiştir. %1.5 lik katılım oranı kullanılarak üretilen levhaların ağırlık performansındaki azalmalar, kontrol levhasına göre %2.802 ile %2.622 arasında değişen oralarda daha az olmuştur. Sonuç olarak, yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık performansındaki azalmaların önlenmesi bakımından, en iyi sonuç alkid reçinesinin %1.5 lik katılım oranıyla %3.055 olarak alınmış ise de, bu katılım oranı ile diğer katılım oranları arasında istatistikî açıdan önemli bir farklılık görülmemiştir ve performans ortalamaları birbirine oldukça yakın çıkmıştır. Yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık performansında oluşan azalmalar bakımından, emprenyeli levhalar ile kontrol levhası karşılaştırıldığında, eskitme testleri öncesine göre, emprenyeli levhaların ağırlık performansı %3.055 ile %3.985 arasında değişen oranlarda azalırken, kontrol levhasında ise %5.857 oranında azalmıştır (Çizelge 1). Buna göre, yapay eskitme şartlarında, kolofan ve alkid reçinelerinin söz konusu katılım oranları uygulanarak üretilen yongalevhaların ağırlık performansında meydana gelen azalmalar, kontrol levhasından %0.313 ile %1.872 arasında değişen oranlarda daha az olmuştur. Yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık performansında oluşan azalmalar bakımından, azdan çoğa doğru olmak üzere, sadece kolofan ve alkid reçineleri karşılaştırıldığında, ağırlık performansındaki kayıplar, kolofan reçinesi < alkid reçinesi şeklinde sıralanmıştır. Sadece katılım oranları dikkate alınarak karşılaştırıldığında, %1.5 < %1.0 < %3.0 şeklinde dizilmiştir. Genel olarak karşılaştırıldığında ise %1.5 alkid reçinesi < %1.5 kolofan reçinesi < %1.0 kolofan reçinesi < %3.0 kolofan reçinesi < % 1.0 alkid reçinesi < %3.0 alkid reçinesi şeklinde sıralanmıştır (Çizelge 1). Buna göre, sonuç olarak, yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık performansında oluşan kayıpların azaltılması bakımından, %10.0 derişimdeki alkid reçinesinin %1.5 lik katılım oranı en başarılı katılım oranı olurken, yine, alkid reçinesinin %3.0 lük katılım oranı ise en başarısız katılım oranı olmuş ise de, istatistikî anlamda bu iki katılım oranı ile diğer katılım oranları arasında önemli bir farklılık bulunmamıştır. Yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık performansında meydana gelen azalmalar bakımından, bu çalışmada elde edilen sonuçlar ile literatür sonuçları
100 Çizelge 1. Yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık performansı üzerine kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranlarının etkisine dair varyans analizi ve duncan testi sonuçları. Varyans analizi sonuçları Duncan testi sonuçları Reçine/Su itici katkı Ağırlık performansı maddesi değişmesi/kayıbı Varyans Kareler Kareler F- SD p* Katılım kaynağı toplamı ort. oranı Adı oranı Ort. (%) ** HG (%) arası içi 34.089 6 5.681 3.472 0.008 57.274 35 1.636 Alkid reçinesi 1.5 3.055 (0.619) A Kolofan reçinesi 1.5 3.235 (0.247) A Kolofan reçinesi 1.0 3.273 (0.041) A Kolofan reçinesi 3.0 3.306 (0.039) A Alkid reçinesi 1.0 3.942 (1.204) A Toplam 91.363 41 Alkid reçinesi 3.0 3.985 (2.567) A Kontrol 0.0 5.857 (1.723) B SD: Serbestlik derecesi, *: p 0.05 ise önemlidir. **: Parantez içindekiler standart sapma değerleridir. HG: Homojenlik grubu karşılaştırıldığında, bu çalışmada elde edilen sonuçların, literatür (Yukun ve Siqun 1989, Kajita 1991, Karlsson ve ark.. 1996, Var 2006) sonuçları ile uyumlu çıktığı görülmüştür. 3.2. Kalınlık Performansında Değişme Yapay eskitme testlerinde, yongalevhanın kalınlık artışı/performansı 2 üzerine kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranlarının etkilerinin belirlenmesi, etkileri önemli olan katılım oranlarının oluşturdukları homojenlik gruplarının tespit edilmesi ve bunların performans ortalamalarının karşılaştırılması amacıyla yapılan istatistikî analiz sonuçları Çizelge 2 de verilmiştir. Çizelge 2 deki sonuçlara göre, yapay eskitme testleri sonrasında, genel olarak bütün yongalevhaların kalınlık performansları, kontrol levhasına göre daha fazla azalmıştır. Yapay eskitmede, kalınlık performansında meydana gelen azalma üzerine kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranlarının etkileri önemli (p 0.000) çıkmıştır. Ayrıca yapay eskitmede, yongalevhanın kalınlık performansındaki azalma üzerine etkileri bakımından, katılım oranları iki farklı homojenlik grubu (A, B) oluşturmuştur. Bu gruplarda A harfi, en az kalınlık artışını (en başarılı sonucu), B harfi ise en fazla kalınlık artışını (en başarısız sonucu) ifade etmektedir. Buna göre, kalınlık performansındaki azalmalara ilişkin her bir gözlem değeri, diğer katılım oranlarına ait gözlem değerleri ile aynı grupta yer almıştır ve aralarında istatistikî açıdan önemli bir farklılık görülmemiştir. Her ne kadar aralarında önemli bir farklılık görülmüyor ise de, %1.5 lik katılım oranı, kalınlık performansındaki 2 Sonraki metinlerde kalınlık artışı yerine kalınlık performansı ifadesi kullanılmıştır. azalma üzerinde en fazla etki yapan katılım oranı olmuştur. Bu katılım oranı için, kalınlık performansındaki azalma, eskitme öncesine göre %105.370 ile %105.743 arasında gerçekleşmiştir. %1.5 lik katılım oranı kullanılarak üretilen levhaların kalınlık performansındaki azalmalar, kontrol levhasına göre %6.717 ile %6.344 arasında değişen oralarda daha az olmuştur. Sonuç olarak, yapay eskitmede, yongalevhanın kalınlık performansının azaltılması bakımından, en iyi sonuç, kolofan reçinesinin %1.5 lik katılım oranıyla %105.370 olarak alınmış ise de, bu katılım oranı ile diğer katılım oranları arasında istatistikî açıdan önemli bir farklılık görülmemiştir ve performans ortalamaları birbirine oldukça yakın çıkmıştır. Yapay eskitmede, yongalevhanın kalınlık performansında meydana gelen artışlar bakımından, emprenyeli levhalar ile kontrol levhası karşılaştırıldığında, eskitme testleri öncesine göre, emprenyeli levhaların kalınlık performansı %105.370 ile %105.750 arasında değişen oranlarda artarken, kontrol levhasında ise %112.087oranında artmıştır (Çizelge 2). Buna göre, yapay eskitme şartlarında, kolofan ve alkid reçinelerinin sözkonusu katılım oranları uygulanarak üretilen yongalevhaların kalınlık performanslarında oluşan azalmalar, kontrol levhasına göre %6.717 ile %6.337 arasında değişen oranlarda daha fazla olmuştur. Yapay eskitmede, yongalevhanın kalınlık performansında meydana gelen azalmalar bakımından, çoktan aza doğru olmak üzere, sadece kolofan ve alkid reçineleri karşılaştırıldığında, kalınlık performansındaki azalma kolofan reçinesi > alkid reçinesi şeklinde sıralanmıştır. Sadece katılım oranları dikkate alınarak karşılaştırıldığında, %1.5 > %3.0 > %1.0 şeklinde dizilmiştir. Genel olarak karşılaştırıldığında ise %1.5 kolofan reçinesi > %3.0 kolofan reçinesi > %1.0 kolofan
101 reçinesi > %3.0 alkid reçinesi > %1.5 alkid reçinesi > %1.0 alkid reçinesi şeklinde düzenlenmiştir. (Çizelge 2). Buna göre, sonuç olarak, yapay eskitmede, yongalevhanın kalınlık yönündeki artış performansını azaltmak bakımından, %10.0 derişimdeki kolofan reçinesinin %1.5 lik katılım oranı en başarılı katılım oranı olurken, alkid reçinesinin %1.0 lik katılım oranı ise en başarısız katılım oranı olmuş ise de, bu iki katılım oranı ile diğer katılım oranları arasında istatistikî anlamda önemli bir farklılık bulunmamıştır. Çizelge 2. Yapay eskitmede, yongalevhanın kalınlık performansı üzerine kolofan ve alkid reçinelerinin katılım oranlarının etkisine dair varyans analizi ve duncan testi sonuçları. Varyans analizi sonuçları Duncan testi sonuçları Reçine/Su itici katkı Kalınlık performansı maddesi değişmesi/kayıbı Varyans Kareler Kareler F- SD p* Katılım kaynağı toplamı ort. oranı Adı oranı Ort. (%) ** HG (%) Kolofan 1.5 105.370 (0.656) A 219.45 6 36.581 6.484 0.000 Kolofan 3.0 105.413 (3.582) A arası içi Kolofan 1.0 105.419 (1.215) A 197.464 35 5.642 Alkid reçinesi 3.0 105.724 (4.395) A Alkid reçinesi 1.5 105.743 (1.641) A Toplam 416.949 41 Alkid reçinesi 1.0 105.750 (0.911) A Kontrol 0.0 112.087 (1.385) B SD: Serbestlik derecesi, *: p 0.05 ise önemlidir. **: Parantez içindekiler standart sapma değerleridir. HG: Homojenlik grubu Yapay eskitmede, yongalevhanın kalınlık performansında meydana gelen artışlar bakımından, bu çalışmada elde edilen sonuçlar ile literatür sonuçları karşılaştırıldığında, bu çalışmada elde edilen sonuçların, literatür (Kajita 1991, Karlsson ve ark. 1996, Küreli ve ark 2003, Var 2006) sonuçları ile uyumlu olduğu görülmüştür. 4. SONUÇ ve ÖNERİLER Odun ve odun esaslı malzemelerin korunmasında kullanılan emprenye maddeleri, odunda hücre çeperlerine ve hücre boşluklarına veya hücreler arası boşluklara nüfuz ederek fiziksel yollarla tutunabilmekte, odun bileşenleriyle tepkimeye girerek kimyasal yollarla bağlanabilmekte ve böylece iyi bir koruma etkisi yapabilmektedir. Ancak, özellikle su itici maddelerin ve suda çözünen emprenye tuzlarının, oduna çok iyi tutunsalar bile, aşırı nem, su ve su buharı etkisi altındaki ortamlarda uzun süre kaldıkları takdirde, çözünerek yıkanıp uzaklaştıkları ve böylece koruyucu etkilerini kaybettikleri bilinmektedir. Diğer yandan, yongalevhanın özellikleri üzerine ağaç türünün, yonga geometrisinin, tutkal türünün ve miktarının, koruyucu katkı maddesi türünün ve miktarının, serme ve presleme şartlarının, üretilecek levhanın kalınlık, yoğunluk ve rutubet miktarlarının etkili olduğu bilinmektedir. Ancak bu malzemenin kullanımı esnasında maruz kaldığı yüksek nem, ısı, sıcaklık, buhar, iç gerilmeler gibi bozundurucu etkiler nedeniyle, yongaları birbirine bağlayan tutkal maddesinde hızlı ve şiddetli çözünmelerin olabildiği, levhayı oluşturan malzemelerde madde kayıplarının olabildiği ve sonuçta, bütün teknolojik özelliklerinde azalmaların olabildiği de bir gerçektir. Çalışmada uygulanan yapay eskitme testleri sonrasında, deneme levhalarının ağırlık ve kalınlık performansları, eskitme testleri öncesine göre artmıştır. Performanslardaki bu artışlar, eskitme testlerinin ağır bozundurma etkisinden dolayı, üretimde kullanılan reçinelerin koruyucu etkilerini kaybetmiş olmalarından ve levhayı oluşturan diğer malzemelerdeki madde kayıplarından kaynaklanmış olabilir. Yapay eskitmede, %10.0 derişimdeki kolofan ve alkid reçinelerinin %1.0. %1.5 ve %3.0 lık katılım oranları, yongalevhanın ağırlık ve kalınlık performanslarında meydana gelen artışların azaltılması yönünde, istatistikî olarak önemli derecede etkiler yapmışlardır. Fakat sözkonusu katılım oranları, eskitme testlerinin bozundurma etkisine karşı yeterli derecede koruyucu ekiler yapamamışlardır. Yapay eskitmede, yongalevhanın ağırlık performansında meydana gelen kayıpların azaltılması bakımından, diğer katılım oranlarına göre, alkid reçinesinin %1.5 lik katılım oranı en iyi sonucu verirken, %3.0 lük katılım oranı ise en kötü sonucu vermiştir. Kalınlık performansındaki artışların azaltılması bakımından ise kolofan reçinesinin %1.5 lik katılım oranı en başarılı olurken, alkid reçinesinin %1.0 lik katılım oranı ise en başarısız olmuştur. Bu çalışmada belirtilen reçine/su itici katkı maddesi değişkenleriyle muamele edilen yongalardan
102 üretilen levhalarda, bahsedilen yapay eskitme koşullarında ve benzeri ağır şartlarda kullanılırsa, ağırlık performansındaki kayıplara bağlı olarak ortalama bir dayanım azalması olabilir, kalınlık performansındaki artışlara bağlı olarak da ortalama bir boyut değişmesi olabilir. Bu sakıncalar, üretimde, kolofan ve alkid reçineleri, daha yüksek derişimlerde ve katılım oranlarında uygulandığı takdirde azaltılabilir. Ancak uygulanacak bu derişimler ve katılım oranları, tutkalın yapıştırma gücünü azaltmayacak miktarlarda olmalıdır. Bu miktarlar ise, yapılacak başka çalışmalarla ortaya konulmalıdır. KAYNAKLAR ASTM D 1037, 1996a. American Society for Testing and Materials: Standard Method of Evaluating the Properties of Wood-Based Fiber and Particle Panel Materials, Philadelphia, PA. Berkel, A. 1972. Ağaç Malzeme Teknolojisi, 2. Cilt, İ.Ü. Yayınları No: 1745/183, İstanbul, 246-247 s. Grigoriou, A., Passialis, C. 1990. Gum Rosin as Water Repellent Additive for Particleboard, Holzforschung und Holzverwertung, 5: 93 9 4. Hall, J.H. 1982. Preservative Treatment Effects on Mechanical and Thickness Swelling Properties of Aspen Waferboard, FPJ., 32, 11/12: 19-26. Hedley, M.E. 1976. Preservative requirements for exterior partşcleboard as from accelerated Laboratory evaluations, IRGWP Eighth Annual Meeting, Documnet No: IRG/WP/265, 12-13 May, 1976. Wildhaus, Switzerland. Kajita, H. 1991a. Improvement of Physical and Biolojical Properites of Particleboards by Impregnation with Phenolic Resin, Wood Science and Tech., 26: 63 70. Kajita, H. 1991. Improvement of Physical and Biolojical Properites of Particleboards by Impregnation with Phenolic Resin, Wood Science and Tech., 26: 63 70. Kajita, H. 1991b. Durability Evaluation of Particleboards by Accelerated Aging Tests, Wood Sci. Technol. 25: 239 249. Karlsson, O.A., Mcnatt, J.D., Verril, S.P., 1996. Vacum- Pressure Soak Plus Ovendry As An Accelerated- Aging Test For Wood-Based Panel Products, Forest Prod. J., 46/19: 84-88. Kılıç, A., Hafızoğlu, H. 2007. Açık Hava Koşullarının Ağaç Malzemenin Kimyasal Yapısında Meydana Getirdiği Değişmeler ve Alınacak Önlemler, SDÜ Orman Fakültesi Dergisi, A/2: 175-183. Küreli, İ., Yıldırım, K., Söğütlü, C. 2003. Kalıp Preste Biçimlendirilmiş ve Kaplanmış Yongalevhanın (Werzalit) Sıcak Su Buharı Etkisinde Davranış Özellikleri, GÜ Fen Bilimleri Dergisi, 16/1: 225-2231. Lee, P. 1989. Study on Combustion Properties of Some Wood Based Materials Treated with Fire Retarding Coating by Oxygen lndex Method, Seul National Univ. J. of Agricultural Sciences, Korea, pp. 205 210. River, B.H., Gillespie, R.H., Baker, A.J. 1981. Accelerated Aging of Phenolic-Bonded Hardboards and Flakeboard, Forest Products Laboratory, Research Paper FPL 393. Thomas, N. 1988. Fungal Resistance of Particle Boards Made from Various Types of Acetylated Chips, Holzforschung, 42/2: 123 126. TS 642 ISO 554, 1997. Kondisyonlama ve/veya Deney İçin Standard Atmosferler-Özellikler, TSE, Ankara. TS EN 326 1, 1999. Ahşap Esaslı Levhalar-Numune Alma Kesme ve Muayene Bölüm 1:Deney Numunelerinin Seçimi, Kesimi ve Deney Sonuçlarının Gösterilmesi, TSE, Ankara. TS EN 317, 1999. Yonga Levhalar ve Lif Levhalar-Su İçerisine Daldırma İşleminden Sonra Kalınlığına Şişme Tayini, TSE, Ankara. TS EN 322, 1999. Ahşap Esaslı Levhalar-Rutubet Miktarının Tayini, TSE, Ankara. TS EN 323, 1999. Ahşap Esaslı Levhalar-Birim Hacim Ağırlığının Tayini, TSE, Ankara. TS EN 325, 1999. Ahşap Esaslı Levhalar-Deney Numunelerinin Boyutlarının Tayini, TSE, Ankara. Var, A.A. 2000. Emprenye Edilmiş Yongalardan Üretilen Yongalevhaların Bazı Teknolojik Özellikleri, Doktora Tezi, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon (Yayınlanmamıştır). Var, A.A. 2006. Yapay Eskitmenin Bazı Odun Esaslı Levhaların Fiziksel Özelliklerine Etkisi, SDÜ Fen Bilimleri Ens. Dergisi, 10/2: 213 220. Var, A.A. 2008. Farklı Katılım Oranlarında Uygulanan Çeşitli Emprenye Maddelerinin Yongalevhanın Yanma Özellikleri Üzerine Etkileri, Düzce Üniv. Ormancılık Dergisi, 4/1-2: 27-46. Var, A.A., Yıldız, Ü.C., Kalaycıoğlu, H. 2002. Çeşitli Emprenye Maddelerinin Yongalevhanın Mekanik Özelliklerine Etkileri, SDÜ Orman Fak. Dergisi, A/1: 19 38. Yıldız, Ü.C., Var, A.A., Kalaycıoğlu, H., Yıldız, S. 2005. Specific Gravity and Moisture Content of Particleboards Treated with Various Chemicals, IRGWP 36 th Annual Meeting, IRG/WP 05-40310, 24-28 April, 2005, Bangalore, India. Yukun, H., Siqun, W. 1989. A Study on Accelerated- Aging of Particleboard, China Wood Industry, 3/1:7-11.