THE EFFECT OF HEAT TREATMENT APPLICATION ON WETTABILITY PROPERTIES OF WOOD MATERIALS

Abstract

Wood is one of the oldest building materials used in buildings and is used in many areas. However, the fact that this material is a hydrophilic material limits its use. Therefore, many improved wood modification methods are available. One of these wood modification methods is the heat treatment of wood. Heat treatment of wood is great interest as it is an environmentally friendly tree protection method. The unheat-treated wood is hydrophilic. However, after heat treatment, the wood material becomes hydrophobic and becomes more resistant to biological attack. It also becomes dimensionally more stable than unheat-treated material. Heat treatment creates different effects on woods obtained from different tree species. The examination of the wettability properties of the heat treated wood is a good indicator for the heat treatment effects on the hydrophobicity of the wood material. The aim of this study is to examine the dynamic wettability properties of a tree with a thermally treated Cedar and Iroco. The data obtained from the study showed that the contact angle values of the samples were higher than the control samples. Therefore, it can be said that the heat treatment application reduces the wettability of the wood material.

Keywords

• Heat Treatment,Wettability,Wood Material,Contact Angle

AHŞAP MALZEMELERİN ISLANABİLİRLİK ÖZELLİĞİ ÜZERİNE ISIL İŞLEM UYGULAMASININ ETKİSİ

Abstract

Ahşap malzeme yapılarda kullanılan en eski yapı malzemelerinden biridir ve birçok alanda kullanılmaktadır. Ancak bu malzemenin hidrofilik bir malzeme olması kullanım alanını sınırlandırmaktadır. Bu nedenle geliştirilmiş birçok odun modifikasyon yöntemleri bulunmaktadır. Bu odun modifikasyon yöntemlerinden biri de ahşap malzemenin ısıl işleme tabi tutulmasıdır. Ahşap malzemenin ısıl işleme tabi tutulması çevre dostu bir ağaç koruma yöntemi olmasından dolayı büyük ilgi görmektedir. Isıl işleme tabi tutulmamış ahşap malzeme hidrofiliktir. Ancak ısıl işleme tabi tutulduktan sonra ahşap malzeme hidrofobik özellik kazanmakta ve biyolojik saldırılara karşı daha dirençli hale gelmektedir. Ayrıca, ısıl işlem görmemiş malzemeye kıyasla boyutsal olarak daha kararlı hale gelmektedir. Isıl işlem, farklı ağaç türlerinden elde edilen odunlar üzerinde farklı etkiler oluşturmaktadır. Isıl işlem görmüş ahşabın ıslanma özelliklerinin incelenmesi, ahşap malzemenin hidrofobiklik özelliği üzerine ısıl işlem etkilerinin incelenmesinde iyi bir göstergedir. Bu çalışmanın amacı, ısıl işlem görmüş Sedir ve Iroko ağaç türünün dinamik ıslatma özelliklerini incelemektir. Çalışmada elde edilen veriler ısıl işlem uygulanmış örneklerin temas açısı değerlerinin kontrol örneklerine göre daha yüksek olduğunu göstermektedir. Dolayısıyla, ısıl işlem uygulamasının ağaç malzemenin ıslanabilirlik özelliğini azalttığı söylenebilmektedir.

Keywords

• Isıl İşlem,Islanabilirlik,Ahşap Malzeme,Temas Açısı

Thanks

Bu çalışma FDK-2019-6950 proje kodlu SDÜ BAP projesi ve YÖK 100/2000 doktora programı ‘’Sürdürülebilir Yapı Malzemeleri ve Teknolojileri’’ tematik alanı kapsamında hazırlanmıştır. Yazarlar SDÜ BAP birimi, YÖK ve YÖK 100/2000 program çalışanlarına teşekkür ederler.

References

1. Bal, B. C., Bektaş, İ., Özdemir, F. 2012. Masif ve Lamine Ağaç Malzemelerin Isıl Genleşme Katsayıları Üzerine Karşılaştırmalı Bir Çalışma. Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 8(1), 77-83.
2. Brunetti M., Cremonini C., Crivellaro A., Feci E., Palanti S., Pizzo B., Santoni I., Zanuttini R. 2007. Thermal treatment of hardwood species from Italian plantations: preliminary studies on some effects on technological properties of wood. In: International scientific conference on hardwood processing, Que´bec City, 24–26 Sep. Available at http://www.ischp.ca/FR/pdf/ISCHP_proceedings.pdf. Accessed 26 Feb 2009.
3. Cengiz, O. 2010. Temas Açısı Ölçüm Cihazı Tasarımı. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 83s.
4. Duchez, L., Herri, J.M., Guyonnet, R. 2001. Modelisation d’un Four de ´ Retification du Bois. In: Proceedings of 8i ´ eme Congr ` es franco- ` phone en Genie des Proc ´ ed´ es, Nancy, 17 au 19 Octobre 2001 ´ (Groupe ENSIC 2001), pp 61–68.
5. Efe, F. T., Bal, B. C. 2016. Yüksek Sıcaklıkta Isıl İşlem Görmüş Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odununun Sertlik Değerlerinde Meydana Gelen Değişmeler. AKÜ FEMÜBİD, 16, 79-86.
6. Esteves, B., Marques A.V., Domingos I., Pereira H. 2007. Influence of steam heating on the properties of pine (Pinus pinaster) and eucalypt (Eucalyptus globulus) wood. Wood Sci Technol 41(3), 193–207.
7. Garcia, R. A., de Carvalho, A. M., de Figueiredo Latorraca, J. V., de Matos, J. L. M., Santos, W. A., de Medeiros Silva, R. F. 2012. Nondestructive evaluation of heat-treated Eucalyptus grandis Hill ex Maiden wood using stress wave method. Wood Science and Technology, 46(1-3), 41-52.
8. Garcia, R.A., Riedl, B., Cloutier, A. 2008. Chemical modification and wetting of medium density fibreboard produced from heat-treated fibres. J Mater Sci 43, 5037–5044.

9. Hakkou, M., Petrissans, M., Zoulalian, A., Gerardin, P. 2005. Investigation of Wood Wettability Changes During Heat Treatment on the Basis of Chemical Analysis. Polym Degrad Stabil 89, 1–5.
10. Hill, C.A.S., 2006. Wood Modification, Chemical, Thermal and Other Processes, John Wiley&Sons Ltd., England.
11. Hinterstoisser, B., Schwanninger, M., Stefke, B., Stingl, R., Patzelt, M. 2003. Surface Analyses of Chemically and Thermally Modified Wood by FT-NIR. In: van Acker J, Hill C (eds) The 1st European Conference on Wood Modification, Proceeding of the First International Conference of the European Society for Wood Mechanics, April 2nd to 4th 2003, Ghent, Belgium, pp 65–70.
12. Homan, W., Tjeerdsma, B., Beckers, E., Joressen, A. 2000. Structural and Other Properties of Modified Wood. Congress WCTE, Whistler, Canada 3.5.1-1–3.5.1.-8.
13. Kamdem, D.P., Pizzi, A., Jermannaud, A. 2002. Durability of Heat-Treated Wood. Holz Roh Werkst 60, 1–6.
14. Kılınçarslan, Ş., Şimşek, Y. 2019. Determination of Contact Angle Values of Heat-treated Spruce (Picea abies) Wood with Image Analysis Program. Biomed J Sci & Tech Res 18(4), DOI: 10.26717/BJSTR.2019.18.003183.
15. Kılınçarslan, Ş., Şimşek Türker, Y. 2020a. Physical-Mechanical Properties Variation with Strengthening Polymers. Acta Physıca Polonica A, 137(4), 566-568.
16. Kılınçarslan, Ş., Şimşek Türker, Y. 2020b. Investigation of Wooden Beam Behaviors Reinforced with Fiber Rein-forced Polymers. Organic Polymer Material Research, 2 (1), DOI: https://doi.org/10.30564/opmr.v2i1.1783.
17. Kocaefe, D., Poncsak, S., Doré, G., Younsi, R. 2008. Effect of heat treatment on the wettability of white ash and soft maple by water. Holz als roh-und werkstoff, 66(5), 355-361.
18. Kocaefe, Poncsak, Dor´e, Younsi 2008. Effect of Heat Treatment on The Wettability Of white Ash snd Softmaple By Water. Holz Roh Werkst (2008) 66, 355–361.
19. Korkut, S., Kocaefe, D. 2009. Isıl işlemin odun özellikleri üzerine etkisi. Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 5(2), 11-34.
20. Mayes, D. and Oksanen, O., 2002., “Thermowood Handbook”, Finnforest, Finland, 5-15.
21. Neumann, A.W., Spelt, J.K. (eds) (1996) Applied Surface Thermodynamics (Surfactant series v. 63). Marcel Dekker Inc, New York.
22. Pavlo, B., Niemz, P. 2003. Effect of Temperature on Color and Strength of Spruce Wood. Holzforschung 57,539–546.
23. Petrissans, M., Gerardin, P., El Bakali, I., Serraj, M. 2003. Wettability of Heat-Treated Wood. Holzforschung 57,301–307.
24. Shi, Q., Gardner, D.J., Wang, J.Z. 1997. Surface Properties of Polymeric Automobile Fluff Particles Characterized by Inverse Gas Chromatography and Contact Angle Analysis. In: Int. Conf. of Woodfiber-Plast. Compos. 4th Forest Product Society, Madison, USA, pp 245–256.
25. Stamm, A.J. 1956. Thermal Degradation of Wood and Cellulose. Ind Eng Chem 48, 413–417.
26. Stamm, A.J., Burr, H.K., Kline, A.A.1946. Staybwood-Heat-Stabilized Wood. Ind Eng Chem 38, 630–634.
27. Uluata, A. R. 2011. Ağaç malzemenin mekanik özelliklerine etki eden faktörler. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 18(1-4).
28. Unsal, O., Ayrilmis, N. 2005. Variations in compression strength and surface roughness of heat-treated Turkish river red gum (Eucalyptus camaldulensis) wood. J Wood Sci 51, 405–409.
29. Walinder, M.E.P., Johansson, I. 2001. Measurement of Wood Wettability by the Wilhelmy Method. Holzforschung 1(55), 21–32.
30. Walinder, M.E.P., Strom, G. 2001. Measurement of Wood Wettability by the Wilhelmy Method. Holzforschung 2(55), 33–41.