Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

ORMAN ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

  

ERGÜL Emrah

Tez Adı : Yonga İstifi Bekleme Şartlarının Liflevhanın Fiziksel ve Mekanik

Özellikleri Üzerine Etkisi

Danışman : Doç. Dr. Nadir AYRILMIŞ

Anabilim Dalı : Orman Endüstri Mühendisliği

Programı : Odun Mekaniği ve Teknolojisi

Mezuniyet Yılı : 2013

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nusret AS

Prof. Dr. Turgay AKBULUT

Prof. Dr. Öner ÜNSAL

Doç. Dr. Nadir AYRILMIŞ

Doç. Dr. Ümit BÜYÜKSARI


Yonga İstifi Bekleme Şartlarının Liflevhanın Fiziksel ve Mekanik

Özellikleri Üzerine Etkisi
Ülkemizde ahşap esaslı levha üretimi yapan fabrika sayısı her geçen yıl artmakta olup, odun hammaddesi kaynaklarımız bu yüksek üretim kapasitesini karşılayamaz duruma gelmiştir. Özellikle Marmara bölgesinde faaliyet gösteren levha üretim fabrikaları hammadde yetersizliğinden dolayı yurt dışından gemilerle konteynır içerisinde hazır yonga tedarik etmekte ve fabrika sahasında açık istif halinde depolamaktadırlar. Yongaların sahada istif halinde depolanması halinde istif bekleme şartlarının levhanın kalite özellikleri üzerine ülkemizde kapsamlı bir araştırma yapılmamıştır. Bu araştırma ile yonga istifi bekleme şartlarının liflevhanın fiziksel ve mekanik özelikleri üzerine etkisi araştırılarak sonuçların literatüre ve ülkemizde odun sahasında yonga istifi yapan liflevha fabrikalarına sunulması amaçlanmıştır.
Araştırma kapsamında odun hammaddesi olarak ülkemizde liflevha fabrikalarında odun sahasında en fazla istif edilen çam odunu yongaları kullanılmıştır. Liflevha fabrikaları yurtdışından ağırlıklı olarak kabuksuz çam yongası tedarik etmekte ve odun sahasında yığın şeklinde depolamaktadırlar. Araştırma, Kastamonu Enteğre Ağaç Sanayinin Gebze Tesislerinde gerçekleştirilmiştir. Bu maksatla fabrikanın Amerika Birleşik Devletlerinden ithal edilen Pinus palustris (Southern pine, Amerikan Güney Çamı) yongalarından bu araştırma için fabrika sahasında normal büyüklükte bir istif hazırlanarak istiften 1. gün, 15. gün, 30. gün, 45. gün, 60. gün, 90. gün, 120. gün ve 180. gün istifin tamamını temsil edecek şekilde kuru yöntemle yüksek yoğunluklu liflevha (HDF) üretimleri gerçekleştirilmiştir. Her bir istif bekleme süresinde yongaların pH değerleri ve rutubet miktarları ölçülmüştür. Her bir istif bekleme şartı için 2 şer adet olmak üzere 2081 mm x 2632 mm x 8 mm boyutlarında HDF levhası fabrikasyon şartlarda üretilmiştir.
Deneme levhaları üzerinde fiziksel özelliklerden rutubet tayini, birim hacim ağırlığı, kalınlığına şişme oranı ve formaldehit emisyonu; mekanik özelliklerden eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü ve levha yüzeyine dik yönde çekme direnci deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarından yongaların pH değerinin istif bekleme süresi 180 güne ulaştığında 5.66’dan 3.93’e, yonga rutubet miktarının ise %101.2’den %80.8’e düştüğü tespit edilmiştir. Bu durumun yongaların bakteri ve mantar faaliyetleri sonucu bozunması ve egzotermik reaksiyonlardan kaynaklandığı sonucu çıkarılmıştır.
HDF levhaların rutubet miktarları (%8.13-8.32) ve yoğunluk (871-874 kg/m³) değerleri arasında istatistiksel olarak (p<0.05) anlamlı bir farklılık bulunmamıştır. Levhalar rutubet miktarı ve yoğunluk bakımından TS 64-5 EN 622-5 standardında kuru işlem HDF levhalar için bir kriter bulunmadığından Avrupa parke üreticileri birliğinin oluşturduğu EMB/PS/HDF (1997) standardı ile karşılaştırılmış ve bu standart ile uyumluluk göstermiştir. Kalınlığına şişme oranı bakımından levha grupları arasında anlamlı bir farklılık bulunmuş olup, istif bekleme süresi 180 güne ulaştığında levhaların kalınlığına şişme oranı %7.32’den %9.69’a yükselmiştir. Kalınlığına şişme oranı bakımından tüm levha grupları EMB/PS/HDF standardının ön gördüğü %4-11 rutubet miktarı aralığında değer vererek standart ile uyumluluk göstermiştir. Yonga istifi bekleme şartları HDF levhaların formaldehit emisyonunu belirgin olarak etkilemiştir. İstif bekleme süresi 180 güne ulaştığında levhaların formaldehit emisyon değeri 7.14 mg/100 g’dan 9.78 mg/100 g’a çıkmıştır. İstif halinde 15 günden daha uzun süre bekleyen yongalardan üretilen levhalar hariç diğerlerinin formaldehit emisyon değerleri EMB/PS/HDF standardının E1 liflevhalar için ön gördüğü maksimum 8 mg/100 g’ın üzerinde çıkmıştır. İstif bekleme şartları ile HDF’nin formaldehit emisyonundaki artışın özellikle yongaların pH değerindeki azalmadan yani asiditelerindeki artış ve biyolojik bozunmalarından kaynaklandığı sonucu çıkarılmıştır. Yongaların asiditelerindeki artış tutkallı levha taslağının ön sertleşmesi ile sonuçlanmakta bu da levhaların formaldehit emisyonunu arttırmaktadır.
Yonga istifi bekleme şartları HDF levhaların mekanik özelliklerini olumsuz yönde etkilemiştir. İstif bekleme süresi 180 güne uzatıldığında levhaların eğilme direnci 46.96 N/mm²’den 38.11 N/mm²’ye, eğilmede elastikiyet modülü ise 4117.8 N/mm²’den 3373.5 N/mm²’ye düşmüştür. Eğilme direnci bakımından 180 gün bekleyen yongalardan üretilen HDF’ler hariç diğer tüm levha grupları EMB/PS/HDF standardının ön gördüğü minimum 40 N/mm^2’nin üzerinde çıkmıştır. Eğilmede elastikiyet modülü bakımından ise tüm levha grupları EMB/PS/HDF standardının ön gördüğü minimum 2700 N/mm²’nin üzerinde değer vermiştir. İstif bekleme şartları HDF levhaların levha yüzeyine dik yönde çekme direncini 1.71 N/mm²’den 1.04 N/mm²’ye, düşürmüştür. 180 gün istifte bekleyen yongalar hariç diğer yongalardan üretilen HDF levhaların dik yönde çekme direnci bakımından EMB/PS/HDF standardının ön gördüğü minimum 1.20 N/mm²’nin üzerinde çıkmıştır. Yongaların istif halinde depolanması esnasında bakteri ve mantar faaliyetleri hemiselüloz, selüloz ve ligninin bozunmasına ve bu esnada yonga istifinin pH değerinin azalması ve sıcaklığının artması ile hücre çeperi yapısının zayıflamasına, levhada lifler arasında zayıf bir bağlanma olmasına, üre-formaldehit tutkalının odun lifi mekanik adheziyonunu düşürmesine, lif yüzeyindeki tutkalın sıcak pres öncesi yonga asiditesinin artmasından dolayı kısmen ön sertleşmesine ve selülozun polimerizasyon derecesinin azalmasına neden olabileceği, bunların neticesinde de levha kalitesinin düşeceği sonucu çıkarılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar topluca değerlerdirildiğinde çam yonga istifinin bekleme şartlarından kaynaklanan olumsuzluklarından en az düzeyde etkilenmesi için istifin 1 aydan fazla bekletilmemesine ve istifin hazırlaması ile kontrolüne azami dikkat edilmelidir.