Investigation of some mechanical and physical properties of boards produced from chips modified with vinyltrimethoxysilane

Abstract

Wood surface modification is a comprehensive concept that has proven successful in increasing the resistance of wood throughout its lifecycle in both indoor and outdoor applications. In this study, it is aimed to chemically modify the chips in order to reduce the emission of formaldehyde used in particle board production and to observe the changes in the mechanical and physical properties of the boards. The particle boards were produced using 7% urea-formaldehyde in the middle layers and 12% in the surface layers, a press temperature of 190°C and a pressing time of 4 minutes. Samples were prepared from each group, and physical properties such as density, water absorption, and thickness swelling and mechanical properties such as bending resistance, the flexural modulus of elasticity, and tensile strength perpendicular to the surface were determined in accordance with the standards. In addition, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis was applied to determine the chemical properties of the chemically modified chips, and Thermogravimetric Analysis (TGA) was applied to determine their thermal properties. Thus, the effects of using chemically surface modified chips in particle board production on board quality were investigated.

Keywords

• Particleboard
• chemical modification
• silane
• bending strength
• urea formaldehyde

Viniltrimetoksisilan ile modifiye edilmiş yongalardan üretilen levhaların bazı mekanik ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Ahşap yüzey modifikasyonu, hem iç hem de dış mekan uygulamalarında yaşam döngüsü boyunca ahşabın direncini artırma konusunda başarılı olduğu ortaya çıkan kapsamlı bir kavramdır. Bu çalışmada, levha üretiminde kullanılan formaldehitin kullanım esnasındaki emisyonunu azaltmak, levhaların mekanik ve fiziksel özelliklerindeki değişimi gözlemek için yongaların kimyasal olarak modifiye edilmesi amaçlanmıştır. Kimyasal modifikasyon işleminde silan bazlı uyumlaştırıcı kimyasal kullanılmıştır. Levhalar orta tabakalarda %7, yüzey tabakalarında %12 üre formaldehit tutkalı, 190°C pres sıcaklığı ve 4 dk pres süresi kullanılarak üretilmiştir. Her bir grup levhadan örnekler elde edilerek fiziksel özellik olarak yoğunluk, su alma ve kalınlık artışı, mekanik özellik olarak eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü ve yüzeye dik çekme direnci standartlara uygun olarak belirlenmiştir. Ayrıca kimyasal olarak modifiye edilen yongaların kimyasal özelliklerini belirlemek için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) analizi, termal özelliklerini belirlemek için de Termogravimetrik Analiz (TGA) kullanılmıştır. Böylece kimyasal olarak yüzey modifikasyonu yapılan yongaların, yonga levha üretimde kullanımının levha kalitesine olan etkileri incelenmiştir.

Keywords

• Yonga levha
• kimyasal modifikasyon
• silan
• eğilme direnci
• üre formaldehit

References

1. Azlina Ramlee, N., Jawaid, M., Abdul Karim Yamani, S., Syams Zainudin, E., Alamery, S. 2021. "Effect of surface treatment on mechanical, physical and morphological properties of oil palm/bagasse fiber reinforced phenolic hybrid composites for wall thermal insulation application". Construction and Building Materials, 276, 122239.
2. Hafezi, S. M., Hosseini, K. D. 2014. "Surface characteristics and physical properties of wheat straw particleboard with UF resin". Journal of the Indian Academy of Wood Science, 11(2), 168–173.
3. Hundhausen, U., Militz, H., Mai, C. 2009. "Use of alkyl ketene dimer (AKD) for surface modification of particleboard chips". European Journal of Wood and Wood Products, 67(1), 37–45.
4. Ishak, A., A. Karim, S. R., Samsi, H. W. 2013. "Mechanical and Physical Properties of Particle Board Made from Silaned and NaOH Modified Kelampayan (Neolamarckia cadamba) Particles". Advanced Materials Research, 812, 169–174.
5. Mohamad Amini, M. H., Hashim, R., Sulaiman, N. S., Hiziroglu, S., Sulaiman, O., Mohamed, M., … Abu Bakar, M. B. 2016. "Effect of Urea Formaldehyde Addition to the Dimensional Stability of Particle Board Made Using Glutardialdehyde Modified Corn Starch as Binder with FT-IR Analysis". Materials Science Forum, 840, 108–111.
6. Radabutra, S., Khemthong, P., Saengsuwan, S. 2021. "Effect of silane coupling agent pretreatment on the properties of rice straw particleboard bonded with prevulcanized natural rubber latex". Journal of Rubber Research, 24(1), 157–163.
7. Selamat, M. E., Sulaiman, O., Hashim, R., Hiziroglu, S., Nadhari, W. N. A. W., Sulaiman, N. S., Razali, M. Z. 2014. "Measurement of some particleboard properties bonded with modified carboxymethyl starch of oil palm trunk". Measurement, 53, 251–259. Shi, X., Pan, Y., Wang, Y., Jia, Z., Chen, T., Gong, J., Jiang, J. 2021. "Synergistic Effects of Graphene and Ammonium Polyphosphate Modified with Vinyltrimethoxysilane on the Properties of High-Impact Polystyrene Composites". Polymers, 13(6).