Effect of hygrothermal aging on color and hardness properties of heat treated chestnut wood

Abstract

The aim of this study is to determine changing of color and hardness values of heat treated wood exposed to hygrothermal aging. For this purpose, chestnut woods (Castanea sativa Mill.) have been used. Heat treatment applications were applied in a temperature controlled small heating unit. Experimental samples were subjected to heat under atmospheric pressure and in the presence of inert (nitrogen) environment at three different temperatures (130°C, 180°C and 230 °C) and two different time levels (2 and 8 h). Then, heat treated samples have been exposed to hygrothermal aging conditions (in distillate water and 20^oC heat) one month (thirty days). After the hygrothermal aging, changes in the color and hardness of the samples have been determined according to ASTM-D 2244-2 and ASTM-D 2240 standards. The results were compared with control samples in each group.

Keywords

• Hygrothermal aging,heat treatment,color,hardness,chestnut

Higrotermal yaşlandırma işleminin ısıl işlem görmüş kestane odununun renk ve sertlik özellikleri üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı; higrotermal yaşlanmaya maruz kalmış, ısıl işlemli ağaç malzemenin renk ve sertlik değişimlerini belirlemektir. Bu amaç için, Kestane odunu (Castanea sativa Mill.) kullanılmıştır. Isıl işlem uygulaması sıcaklık kontrollü küçük fırında yapılmıştır. Deney numuneleri, atmosferik basınç altında, üç farklı sıcaklıkta (130, 180 ve 230 °C) ve iki farklı sürede (2 ve 8 saat), inert (azot) ortamda ısıya maruz bırakılmıştır. Isıl işlemli örnekler bir ay (30 gün) higrotermal yaşlandırma koşullarına (Destile suda ve 20 ^oC’de)  maruz bırakılmıştır. Higrotermal yaşlandırma sonrası, örneklerin renk ve sertlik değişimleri ASTMD 2244-2 ve ASTM-D 2240 standartlarına göre belirlenmiştir. Sonuçlar her grupta kontrol örnekleri ile karşılaştırılmıştır.

Keywords

• Higrotermal yaşlandırma,ısıl işlem,renk,sertlik

References

1. Akkılıç, H., Kaymakcı, A. ve Ünsal, Ö. (2014). Isıl işlem uygulanmış ahşap malzemenin dış cephe kaplaması olarak değerlendirilme potansiyeli, 7. Ulusal Çatı & Cephe Sempozyumu, p. 3-4.
2. Atar, M. (1999). Renk açıcı kimyasal maddelerin ağaç malzemede üst yüzey işlemlerine etkileri, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
3. Atar M., Yalınkılıç A.C., ve Keskin H., Isıl işlemin vernikli ağaç malzemede renk değişimine etkisi”, Politeknik Dergisi, *(*): *, (*).
4. ASTM D 2240. (2010). Standard test method for rubber property-durometer hardness, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania, United States.
5. ASTM D 2244. (2011). Standart practice for calculation or color tolerances and color differences from instrumentally measured color coordinates, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania, United States.
6. Budakçı, M. (2006). Effect of Outdoor Exposure and Bleaching on Surface Color and Chemical Structure of Scots Pine, Progress in Organic Coatings, 56, 46-52.
7. Budakçı, M., Atar, M. (2001). Açık hava koşullarında bırakılmış sarıçam (Pinus Sylvestris L.) odununda renk açma işleminin sertlik ve parlaklığa etkisi, Tr.J.of Agriculture and forestry, 25, 201-207.
8. 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 (2016) Özel Sayı, (79‐86).

9. Enjily V., Jones D. (2006). The potential for modified materials in the panel products industry, Wood Resources and Panel Properties Conference, Valencia-Spain, E44/E49.
10. Esteves, B., Domingos, I., Pereira, H. (2007). Improvement of technological quality of eucalypt wood by heat treatment in air at 170‐200°C, Forest Product Journal, 7 (1‐2): 47‐52.
11. Esteves, B., Pereira, H.M., (2009). Wood modification by heat treatment: A review, BioResources 4(1), 370‐ 404.
12. Feist, W.C. (1983). Weathering and protection of wood, American wood-preserves’ association, 79, 195-205. Gündüz, G., Korkut, S., Korkut, D.S. (2008). The effects of heat treatment on physical and technological properties and surface roughness of Camiyanı Black Pine (Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana var. pallasiana) wood. Bioresources Technology, 99: 2275‐ 2280.
13. Karamanoğlu, M. (2012). The Restoration of Some Wood Materials Exposed to Outdoor Conditions by Bleaching Process. Düzce University, Master's thesis. Institute of Science.
14. Karamanoglu, M., Akyıldız, M.H. (2013). Colour, gloss and hardness properties of heat treated wood exposed to accelerated weathering. Pro Ligno 9(4):729-738. Kılıç, A., ve Hafızoğlu, H. (2007). Açık hava koşullarının ağaç malzemenin kimyasal yapısında meydana getirdiği değişimler ve alınacak önlemler, Süleyman Demirel Üniversitesi orman fakültesi dergisi, A(2), 175-183.
15. Korkut, S., Kocaefe, D. (2009). Effect of heat treatment on wood properties. Düzce University Journal of Forestry 5(2): 11-34.
16. Özçifçi, A., Atar, M., Uysal, B. (1999) Ağaç malzemede renk açmada kullanılan kimyasalların yüzey parlaklığına ve verniklerin yapışma mukavemetine olan etkileri, Tr.J.of Agriculture and forestry, 23(3), 763-770.
17. Pegoretti, A., Penati, A. (2004). Effects of hygrothermal aging on the molar mass and thermal properties of recycled poly(ethylene terephthalate) and its short glass fibre Composites, Polymer Degradation and Stability, 86(2), 233-243.
18. Schneid, E., Gonzalez de Cademartori, P.H., Gatto, D. (2014). The effect of thermal treatment on physical and mechanical properties of Lueheadivaricata hardwood, Maderas.Ciencia y tecnología, 16(4), 413‐ 422.
19. Sönmez, A. (2005). Ağaç İşlerinde Üstyüzey İşlemleri I, 2. Baskı, Gazi Üniversitesi.
20. TS 4176. (1984). Wood-Sampling sample trees and logs for determination of physical and mechanical properties of wood in homogeneous stands. Ankara.
21. Williams, R.S. (2005). Weathering of wood, Handbook of wood chemistry and wood composites, 7, 139-185.
22. Xu, C., Xing, C., Pan, H., Matuana, L.M., Zhou, H. (2015). Hygrothermal Aging Properties of Wood Plastic Composites Made of Recycled High Density Polypropylene as Affected byInorganic Pigments, Polymer Engineering and Science, DOI 10.1002/pen.24054.
23. Yazıcı, H. (2005). Açık hava koşullarının odun dayanımına etkisi, ZKÜ Bartın orman fakültesi dergisi, 7(8), 72-79.