Effect of melamine urea formaldehyde (MUF) resin on some properties of moisture resistant P5 type particle boards

Abstract

In this study, the effect of specially produced melamine urea formaldehyde (MUF) resin was investigated to improve the water and moisture resistance properties of particle boards. For this purpose, MUF resin with a solids content of 62% was added at a ratio of 13% in the top layer and four different ratios (9.5%, 10%, 10.5%, 10.5%, 11%) in the middle layer to the full dry chip weight of the prepared particleboard. Then, the chip drafts were pressed at 195±5 °C temperature, 30 kg/cm² pressure and 5 minutes in a hydraulic test press to produce P5 type three-layer test specimens with 550x550x19 mm dimensions and 650 kg/m³ density. The test specimens were tested according to tensile strength test (TS-EN 319), tensile strength after welding (TS EN 1087-1), thickness swelling and water absorption test (TS-EN 317), free formaldehyde test (TS EN 12460-5). When the test results were compared with the control samples, it was understood that the specially synthesized MUF resin had a significant positive effect on all tested properties of the particle boards. Accordingly, the highest tensile strength values before and after boiling were observed in A4 test samples using 11% glue with 13% and 55% increases respectively, while the best results in terms of thickness swelling and water absorption properties were observed in A3 test samples using 10.5% glue with 15% and 7% decreases, respectively. The lowest values in free formaldehyde values were found in A3 test specimens with 10.5% glue, which showed a 23% decrease. As a result of the research, it was understood that the rate of use of MUF resin is an important factor for P5 type particleboards to meet the limit values specified in the standards.

Keywords

• Particleboard
• MUF resin
• Humidity
• Density
• Mechanical and physical properties

Rutubete dayanıklı P5 tipi yonga levhaların bazı özellikleri üzerine melamin üre formaldehit (MUF) reçinesinin etkisi

Abstract

Bu çalışmada, yonga levhaların su ve neme karşı direnç özelliklerini iyileştirmek için özel olarak üretilen melamin üre formaldehit (MUF) reçinesinin etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla hazırlanan yonga taslağının tam kuru yonga ağırlığına oranla üst tabakada %13, orta tabakada dört farklı oranda (%9,5, %10, %10,5, %,11) katı madde içeriği %62 olan MUF reçinesi ilave edilmiştir. Daha sonra yonga taslakları 195±5 oC sıcaklık, 30 kg/cm² basınç ve 5 dakika hidrolik deney presinde preslenerek 550x550x19 mm ebatlarında 650 kg/m³ yoğunluğunda P5 tipi üç tabakalı deney örnekleri üretilmiştir. Deney örneklerinin çekme direnci testi (TS-EN 319), kaynatma sonrası çekme direnci (TS EN 1087-1), kalınlık artışı ve su emme testi (TS-EN 317), serbest formaldehit testi (TS EN 12460-5) standardına göre test edilmiştir. Test sonuçları kontrol örnekleri ile karşılaştırıldığında özel olarak sentezlenen MUF reçinesinin yonga levhaların test edilen tüm özellikleri üzerine olumlu yönde belirgin bir etkisi olduğu anlaşılmıştır. Buna göre, kaynatma öncesi ve sonrası en yüksek çekme direnci değerlerine sırasıyla %13 ve %55 artış ile %11 oranında tutkal kullanılan A4 deney örneklerinde, kalınlık artışı ve su emme özelliklerinde en iyi sonuçlara ise sırasıyla %15 ve %7 düşüş gösteren %10,5 oranında tutkal kullanılan A3 deney numunelerinde görülmüştür. Serbest formaldehit değerlerinde en düşük değerlere %23 oranında düşüş görülen %10,5 oranında tutkal kullanılan A3 deney örneklerinde tespit edilmiştir. Araştırma sonucunda P5 tipi yonga levhaların standartlarda belirtilen limit değerleri sağlaması açısından MUF reçinesi kullanım oranının önemli bir faktör olduğu anlaşılmıştır.

Keywords

• Yonga levha
• MUF reçinesi
• Rutubet
• Yoğunluk
• Mekanik ve fiziksel özellikler

Thanks

Bu çalışmanın yapılmasında desteklerinden dolayı Kastamonu Entegre Ağaç Sanayi ve Ticaret A.Ş. Kastamonu Fabrikası yönetimine teşekkür ederim.

References

1. Demirkır, C., Çolakoğlu, G., Aydın, İ., Çolak, S., 2005. Melamin üre formaldehit (MÜF) ile üretilmiş okume kontrplakların bazı özelliklerine orta tabakada kullanılan ağaç türünün etkisi. Kafkas Üniversitesi Artvin Orman Fakültesi Dergisi, 6(1-2): 94-101.
2. Doğan, K., Kaymakçı, A., 2023. Melamin ve üre formaldehit tutkalı ile üretilmiş yonga levhaların bazı fiziksel ve mekanik özellikleri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi. 25(3): 362-368.
3. DOI: 10.24011/barofd.1295679FAOSTAT, 2020. Available online: http://www.fao.org/faostat/en/#data/FO (accessed on 7 July 2020)
4. Göker, Y., 2000. Değişik yöntemlerle üretilmiş yonga levhaların kullanım yerleri. Laminart Mobilya ve Dekorasyon ve Sanat ve Tasarım Dergisi, Sayı:7, İstanbul org/faostat/en/#data/FO (accessed on 7 July 2020)
5. Görgülü Orman Ürünleri, 2024. https://gorgulu.com.tr/urun/18-mm-neme-dayanikli-sunta/ (erişim tarihi: 08.11.2024)
6. Güler, C., Altıntaş, B., Yüksek, A.K., 2016. Melamin ve üre formaldehit tutkalı ile üretilmiş yonga levhaların bazı teknolojik özelliklerinin incelenmesi. Ormancılık Dergisi, 12(2): 143-152.
7. Hse, C.Y., Fu, F., Pan, H., 2008. Melamine-modified urea formaldehyde resin for bonding particle boards. Forest Products Journal, 58(4)
8. Juslin, H., Lintu, L., 1997. Responcesto changes in demand, supply of forest products through improved marketing. XI. World Forestry Congress, Antalya, Türkiye, ss 121-135.

9. Iswanto, A.H., Azhar, I., Supriyanto, I., Susilowati, A., 2014. Effect of resin type, pressing temperature and time particle board properties made from sorghum bagasse. Agriculture, Forestry and Fisheries, 3(2): 62-66. doi: 10.11648/j.aff.20140302.12
10. Kara, M.E., 2018. Nanoteknolojik ürünlerle modifiye edilen FF ve MUF tutkallarının odun kompozit malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi. Doktora tezi, Karabük Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük
11. Kaymakcı, A., & Doğan, K. 2023. Melamin ve üre formaldehit tutkalı ile üretilmiş yonga levhaların bazı fiziksel ve mekanik özellikleri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 25(3), 362-368. https://doi.org/10.24011/barofd.1295679
12. Nemli, G., Akbulut, T., 2004. Üre formaldehit tutkalına melamin formaldehit ilavesinin yonga levhanın bazı özellikleri üzerine etkisi. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 54(1): 42-44.
13. Özçifçi, A., Kara, M.E., Karakaya, B., Biçer, E., 2017. Yönlendirilmiş yonga levha (OSB)’nin mekanik ve fiziksel özellikleri üzerine tutkal ve parafin miktarının etkisi. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 6(3): 52-60.
14. Özlüsoylu, İ, ve İstek, A., 2018. Sodyum karboksimetil selüloz Na-CMC takviyeli üre formaldehit tutkalının yonga levha özellikleri ve formaldehit emisyonuna etkisi. Türkiye Ormancılık Dergisi, 19(3): 317-322.
15. Pan, Y. Zheng, R. Zhang, Jenkins B.M., 2007. Physical properties of thin particle board made from saline eucalyptus, Industrial Crops and Products, 26(2): 185-194.
16. Pizzi, A., 1983. Wood Adhesives Chemistry and Technology.
17. Silva, D.A.L., Lahr, F.A.R., Pavan, A.L.R., Saavedra, Y.M.B., Mendes, N.C., Sousa, S.R., Sanches, R., Ometto, A.R., 2014. Do wood-based panels made with agroindustrial residues provide environmentally benign alternatives? An LCA case study of sugarcane bagasse addition to particle board manufacturing. The International Journal of Life Cycle Assessment, 19(10): 1767-1778.
18. Saldanha, L., Iwakiri, S., 2009. Effects of density and kind of resin in the properties of OSB of (Pinus taeda L.) Joural floresta, 39(3): 571-576.
19. Şahin, H. İ., Çavdar, V., 2019. PMDI ilaveli melamin üre formaldehit (MÜF) tutkalının yonga levha endüstrisinde değerlendirilmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7(3): 1957-1968.
20. TS EN 312, 2012. Yonga levhalar-özellikler. TSE, Ankara.
21. TS EN 317, 1999. Yonga ve lif levhalar-su içerisine daldırma işleminden sonra kalınlığına şişme tayini. TSE, Ankara.
22. TS EN 319, 1999. Yonga levhalar ve lif levhalar-levha yüzeyine dik çekme dayanımının tayini. TSE, Ankara.
23. TS EN ISO 12460-5, 2016. Ahşap esaslı levhalar. formaldehit salınımın belirlenmesi. Bölüm 5: Ekstraksiyon (perforatör yöntemi).
24. TS EN 1087-1, 1999. Yonga levhalar ve lif levhalar-kaynatma sonrası çekme dayanımı tayini. TSE, Ankara.
25. Yomsad., 2021. Türkiye ahşap esaslı levha üretim, ithalat ve ihracat raporu. MDF ve Yonga Levha Sanayicileri Derneği, İstanbul.
26. Young, B., Kim, Moon G., 2007. Evaluation of melamine modified urea formaldehyde resin as particle board binders. Journal of Applied Polimer Sience, 106(6): 4148-4156.
27. Zhang, J., Wang, X., Zhang, S., Gao, Q., Li, J., 2013. Effects of melamine addition stage on the performance and curing behavior of melamine-urea formaldehyde (MUF) resin. BioResources, 8(4): 5500-5514.