Atık MDF liflerin lignin ile modifikasyonu ve MDF üretiminde yeniden kullanımının araştırılması

Odun hammaddesi ile yapılan kompozit ürünler denince ilk akla gelen ürünlerden olan MDF levhalar günümüzde mobilya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. MDF levhalara olan talebin artması ve üretim teknolojisinin ilerlemesinin sonucu olarak odun hammaddesine olan ihtiyaç gün geçtikçe artmakta olduğundan, Türkiye'de ahşap esaslı levha üretimi yapan fabrikalar hammadde sorunları ve artan maliyetlerden dolayı yurtdışından odun hammaddesi ithal etmektedirler. Liflevha üretimi için hammadde alternatifleri arasında çevreye olan katkısı da göz önüne alındığında endüstriyel odun atıkları ve fabrikada üretim sırasında ortaya çıkan kusurlu levha atıklarının yeniden kullanımı büyük önem arz etmektedir. Liflevha üreticileri üretim sırasında ortaya çıkan ıskarta, uç kesim ve iç patlak levhaları yongalayıp pişirme kazanında normal odunlarla birlikte liflendirmek suretiyle yeniden üretim hatlarında kullanmaktadırlar. Ancak, üretimde kullanılan atık yonga miktarını %2'ile sınırlıdır. Çalışma kapsamında atık liflevhalardan elde edilen liflerin yüzeylerinin ligninle modifikasyonu ile atık levhadan elde edilen liflerinin kullanım oranının arttırılması ve ithal edilen odun hammaddesinin de azalmasına katkı sağlaması amaçlandı. Bu çalışmada; ham odundan elde edilen lifler ve atık liflevhadan elde edilen lif karışımının kraft ligninle modifikasyonu ile üretilen liflevhaların mekanik ve fiziksel özellikleri araştırıldı. Ham odundan elde liflere atık liflevhadan elde edilen lifler %10 ve %30 olacak şekilde 2 farklı oranda karışım yapılarak ve 2 farklı sertleştirici (Amonyum klorür ve HMTA) kullanılarak üretilen mdf levhaların mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Sonuçlar ham odun lifleri kullanılarak üretilen MDF panellerle karşılaştırıldı. Liflevhalar, Burkle marka preste 210°C sıcaklık, 3,5 N/mm2 basınç ve 210 sn presleme süresinde 5 mm kalınlığında üretildi. Üretilen levhalara fiziksel testlerden; yoğunluk testi, levha rutubet testi, 24 saat su alma ve suda şişme ve yüzey emiciliği testi yapılmıştır. Odun hammaddesi ile yapılan kompozit ürünler denince ilk akla gelen ürünlerden olan MDF levhalar günümüzde mobilya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. MDF levhalara olan talebin artması ve üretim teknolojisinin ilerlemesinin sonucu olarak odun hammaddesine olan ihtiyaç gün geçtikçe artmakta olduğundan, Türkiye'de ahşap esaslı levha üretimi yapan fabrikalar hammadde sorunları ve artan maliyetlerden dolayı yurtdışından odun hammaddesi ithal etmektedirler. Liflevha üretimi için hammadde alternatifleri arasında çevreye olan katkısı da göz önüne alındığında endüstriyel odun atıkları ve fabrikada üretim sırasında ortaya çıkan kusurlu levha atıklarının yeniden kullanımı büyük önem arz etmektedir. Liflevha üreticileri üretim sırasında ortaya çıkan ıskarta, uç kesim ve iç patlak levhaları yongalayıp pişirme kazanında normal odunlarla birlikte liflendirmek suretiyle yeniden üretim hatlarında kullanmaktadırlar. Ancak, üretimde kullanılan atık yonga miktarını %2'ile sınırlıdır. Çalışma kapsamında atık liflevhalardan elde edilen liflerin yüzeylerinin ligninle modifikasyonu ile atık levhadan elde edilen liflerinin kullanım oranının arttırılması ve ithal edilen odun hammaddesinin de azalmasına katkı sağlaması amaçlandı. Bu çalışmada; ham odundan elde edilen lifler ve atık liflevhadan elde edilen lif karışımının kraft ligninle modifikasyonu ile üretilen liflevhaların mekanik ve fiziksel özellikleri araştırıldı. Ham odundan elde liflere atık liflevhadan elde edilen lifler %10 ve %30 olacak şekilde 2 farklı oranda karışım yapılarak ve 2 farklı sertleştirici (Amonyum klorür ve HMTA) kullanılarak üretilen mdf levhaların mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Sonuçlar ham odun lifleri kullanılarak üretilen MDF panellerle karşılaştırıldı. Liflevhalar, Burkle marka preste 210°C sıcaklık, 3,5 N/mm2 basınç ve 210 sn presleme süresinde 5 mm kalınlığında üretildi. Üretilen levhalara fiziksel testlerden; yoğunluk testi, levha rutubet testi, 24 saat su alma ve suda şişme ve yüzey emiciliği testi yapılmıştır. Mekanik testlerden; eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülü, levha yüzeyine dik çekme direnci ve yüzey sağlamlığı testleri TSE EN standartlarına göre yapılmıştır. Üretilen levhalara SPSS programında istatistiksel analiz ve atık liflevhadan elde edilen lif ve ham odundan elde edilen lif karışımına termal analiz yapılmıştır. Test sonuçlarına göre; Atık liflevhadan elde edilen lif kullanım oranı arttıkça üretilen liflevhaların kalınlığına şişme, su alma ve mukavemet özelliklerini olumsuz etkilemesine rağmen, lignin kullanılarak liflerin modifikasyonu ile lif levhanın mekanik ve fiziksel özellikleri iyileşti. Ham odundan elde edilen liflerin % 10 oranda atık liflevhadan elde edilen lif karışımının tam kuru lif oranına göre ağırlıkça % 5 ve % 7,5 oranında ligninle modifiye edilmesi ile üretilen lif levhaların dik çekme direnci ligninle modifiye edilmeden % 100 ham çam odunu lifleri ile üretilen lif levhalardan daha yüksek olduğu bulunmuştur. Liflevhaların formaldehit emisyonu, atık liflevhadan elde edilen lif içeriğinin artmasıyla artmıştır. Liflerin ligninle modifikasyonu, atık liflevhalardan elde edilen liflerle üretilen MDF'nin formaldehit emisyonunu azalttığı görüldü. Atık liflevhadan elde edilen liflerin kullanımının MDF'nin mekanik özelliklerini azaltırken, liflerin ağırlıkça %5 ve %7,5 oranda kraft ligninle modifikasyonu MDF'nin mekanik özelliklerini iyileştirdiği görüldü. Liflerin ligninle modifikasyonu ile su direncinin arttığı ve formaldehit emisyon değerinin azaldığı tespit edildi. MDF prosesinde ligninle modifiye edilen liflerle yapılan üretimde sertleştirici olarak HMTA'nın uyumlu olmadığı görüldü. Sonuçlara göre; MDF üretiminde amonyum klorür sertleştiricisi kullanılarak %10 oranda atık MDF liflerinin ham odun lifleriyle karışımının ağırlıkça %5 ve %7,5 oranda ligninle modifikasyonu ile %100 ham odundan üretilen levhalara göre daha iyi sonuçlar vermektedir. Liflerin ligninle modifikasyonu MDF üretiminde atık MDF lifi kullanımı oranının %10 a çıkmasına imkan sağlamaktadır.