Hibrit tutkal formülasyonlarının geliştirilmesi ve yonga levhada performans özelliklerinin belirlenmesi

Bu çalışmada ahşap panel sektöründe levha üretimi için kullanılan kızılçam odunlarından elde edilen ve atık olarak kullanılan kabukların değerlendirilerek biyobazlı tutkallar üretilmesi amaçlanmıştır. Biyobazlı tutkallarla ticari üre formaldehit (UF) tutkalı ile belirli oranlarda karıştırılarak 16 mm kalınlığında yonga levhalar üretilmiştir. Çalışmada kullanılan kızılçam (Pinus brutia) kabukları Kastamonu Entegre Ağaç San. (KEAS) Balıkesir tesislerinden temin edilerek biyobazlı tutkal için ekstraksiyon işleminde kullanılmıştır. Yonga levha üretiminde kullanılan UF, parafin, sertleştirici ve odun yongaları KEAS Gebze tesislerinden temin edilmiştir. Atık durumda bulunan ve bertaraf maliyeti oluşturan, elektrostatik filtre sonrası ortaya çıkan katran malzemesi KEAS Gebze tesisinden temin edilmiştir. Katran malzemesinin tutkal içerisine belirli oranlarda katılabilmesi için toluen, aseton, ethanol gibi çözücülerde çözünebilme imkanları araştırılmıştır. Tutkal formülasyonlarının modifikasyonu için p-toluen sülfonik asit (PTSA), heksametilentetramin (HMTA), furfuril alkol (FA), gluteraldehit (GA) kimyasalları kullanılmıştır. Tutkal performansının ölçülebilmesi için pH, viskozite, katı madde tayini, yüzey gerilimi, lap shear, FTIR, SEM, TGA, DSC, XRD gibi karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Üretilen levhaların performansını ölçmek için ise fiziksel ve mekanik testler yapılmıştır. Bu testlerin dışında tanen tutkallı levhaların yanma performansını test etmek amacıyla, Bursa Teknik Üniversitesi (BTU) laboratuvarlarında bulunan test düzeneği ile TS EN ISO 11925-2 standartına göre yanma testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan test neticesinde, tutkal içerisine tanen katılmasının, levhaların yanma özellikleri üzerinde anlamlı bir etkisi olmadığı görülmüştür. Hibrit tutkallar ile üretilen levhaların formaldehit tayini için perfaratör yöntemine göre test yapılmıştır. Ekstraksiyon sonrası üretilen tanen tutkalının katı maddesi %40 olarak ölçülmüştür. Ekstraksiyon verimi %26,34, stiasny sayısı ise 72,41 olarak tespit edilmiştir. Biyobazlı tutkal içerisindeki anorganik madde oranını hesaplamak için kül tayini yapılmış ve ortalama olarak %4,46 olarak bulunmuştur. Tanen tutkalından UF tutkalı içerisine %5-10-20 oranlarında, katran malzemesinden ise %1-3-5 oranlarında katılarak hibrit tutkal formülasyonları oluşturulmuştur. Tutkal testleri ve üretilen levhaların test değerleri incelendiğinde UF tutkalına en yakın fiziksel ve mekanik sonuçlar TUF ve TUG levhalarından elde edilmiştir. UF tutkalı ile üretilen levhaların çekme testi sonucu 0,88 N/mm2, FA ile üretilen TUF levhalarında 0,80 N/mm2, GA ile üretilen TUG levhalarında ise 0,78 N/mm2 olarak tespit edilmiştir. Formaldehit testi sonucu en düşük değer %100 tanen tutkalı ile elde edilmiştir. Tutkal formülasyonları içerisindeki tanen katılım oranı arttıkça formaldehit test değerlerinin düştüğü görülmüştür. Katran malzemesinin çözünmesi, tutkal içerisinde homojen dağılmasında zorluklarla karşılaşılmıştır. Katran malzemesi kullanılarak üretilen levhaların performans özelliklerinde düşük değerler elde edilmiştir. Katranın tutkal formülasyonları içerisinde katkı malzemesi olarak kullanılmasının uygun olmadığı ortaya konulmuştur. Tanen katılım oranı arttıkça levhaların fiziksel ve mekanik değerlerinin bir miktar azaldığı ancak P2 sınıfı test değerlerini sağladığı tespit edilmiştir.