Research of suitability of some mechanical properties of particle board produced from cotton stalks to standards

Abstract

Today, reduction of forest resources and wood-based panel production of intense pressure from environmentalists on this issue has led to new searches. At this point, various studies and researches are carried out on the subject.This research was also planned within this scope. In this study, mechanical properties of particle boards (650 kg/m3) produced using urea cotton stalks and wood (% 100, 75, 50, 25, 0) for general purposes under laboratory conditions were investigated. At the same time, the results were compared with relevant standards. For production of particleboards, urea formaldehyde resin (65%) and as hardening agent ammonium chloride (33%) were used. The result showed that the mean value of bending strength, modulus of elasticity and resistance to axial withdrawal strength of the specimens, janka results ranged from 13.11 to 18.01 N/mm2, from 2819 to 4620.8 N/mm2, from 984.6 to 1089.4, from 0.55 to 0.97 N/mm2 and from 32.2 to 54.41 N/mm2, respectively. In the statistical analysis, (except for 100% wood chip) it was understood that, properties of the particleboards have improved with the rising percentage of wood particles in the particleboards. In addition, it was determined that the bending resistance and the modulus of elasticity in bending, the tensile strength perpendicular to the surface and the screw holding resistance perpendicular to the surface were meet the minimum requirements required in TS-EN 310, TS EN 319 and BS 1811, respectively.

Keywords

• Particleboard
• Cotton stalks
• Modulus of elasticity
• Resistance to axial withdrawal strength

Pamuk saplarından üretilen yonga levhaların bazı mekanik özelliklerinin standartlara uygunluğunun araştırılması

Abstract

Günümüzde orman kaynaklarındaki azalma ve çevrecilerin bu konudaki yoğun baskısı ahşap kökenli levha üretiminde yeni arayışlara yol açmıştır. Gelinen noktada, konu üzerinde çeşitli çalışmalar ve araştırmalar yapılmaktadır. Bu araştırmada da bu kapsamda planlandı. Bu çalışmada, laboratuvar şartlarında genel amaçlar için pamuk sapı (Gossypium hirsitum L.) ve ahşap artık yongaları muhtelif oranlarda (%100, % 75, % 50, % 25 ve % 0) üre formaldehit tutkalı kullanılarak 650 kg/m3 yoğunlukta üretilen yonga levhaların önemli mekanik özellikleri araştırıldı. Aynı zamanda, sonuçlar konu ile ilgili standartlarla karşılaştırıldı. Levhaların üretiminde % 65’lik üre formaldehit tutkalı (UF) ve % 33’lük amonyum klorür (sertleştirici) kullanıldı. Denemelerde mekanik özelliklerde hesaplanan ortalama değerler, eğilme direnci 13.11-18.01 N/mm2, elastikiyet modülü 2819-4620.8 N/mm2, yüzeye dik vida tutma gücü 984.6-1089.4 N, yüzeye dik çekme direnci 0.55-0.97 N/mm2 ve janka sertlik değeri 32.92-54.41 N aralıklarında gerçekleşmiştir. Yapılan istatistik analizlerde (% 100 ahşap yongası hariç) levha içerisindeki pamuk sapı yüzdesi azaldıkça, mekanik özelliklerin arttığı belirlendi. Ayrıca, eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülünün TS-EN 310, yüzeye dik çekme direncinin TS EN 319 ve yüzeye dik vida tutma direncinin BS 1811’de istenen asgari şartları sağladığı tespit edildi.

Keywords

• Yongalevha
• Pamuk sapı
• Elastikiyet modülü
• Eğilme direnci
• Yüzeye dik çekme

References

1. Alvur, F., 2001 Yönlendirilmiş yongalevhaların üretimi, özellikleri ve kullanım yerleri üzerine araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
2. Akgül, M., Tozluoğlu, A., 2008. Utilizing peanut husk (Arachis hypogaea L.) in the manufacture of medium-density fiber boards. Bioresource Technology, 99(13): 5590-5594.
3. Ayrılmış, N., Büyüksarı, U., Avcı, E., Koç, E., 2009. Utilization of pine (Pinus pinea L.) cone in manufacture of wood based composite. Forest Ecology and Management, 259(1): 65-70.
4. Atchinson, J.E., 1973. Present status and future potential for utilization of non-wood plant fibers, a worldwide review. Non-wood Plant Fiber Pulping Progress Report, 4: 68-69.
5. Ay, N., Uncu, A., 2004. Murgul bakır işletmesi bacalarından çıkan SO2 gazının sarıçam odununun bazı mekanik özellikleri üzerine etkisi. Doğu Karadeniz Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, 21: 119.
6. Ayata, Ü., Çavuş, V., 2018. Amerikan ceviz, Amerikan meşesi ve kırmızı Amerikan meşesi odunlarında renk ve parlaklık üzerine ısıl işlemin (Thermowood metot) etkisi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 6(4): 546-553.
7. Bektaş, İ., Güler, C., Kalaycıoğlu, H., Mengeloglu, F., Nacar, M., 2005. The manufacture of particleboards using sunflower stalks (Helianthus annuus L.) and poplar wood (Populus alba L.). Journal of Composite Materials, 39(5): 467-473.
8. Bektas, I., Guler, C., Kalaycioglu, H., 2002. Manufacturing of particleboard from sunflower stalks (Helianthus annuus L.) using urea formaldehyde resin. Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences, 5(2): 49-56.

9. Bal, B.C., Ayata, Ü., Çavuş, V., Şahin, S., Efe, F.T., Dilik, T., 2018. İzmir’de yetişen kara servi (Cupressus sempervirens) odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. IV. Uluslararası Mesleki ve Teknik Bilimler Kongresi (UMTEB), 7-9 Aralık, Erzurum, Türkiye, s. 2098-2103.
10. Bozkurt, A., Göker, Y., 1990. Yongalevha Endüstrisi (İkinci Baskı). İstanbul Üniversitesi, Orman Fakültesi Yayınları, İstanbul.
11. BS 1811, 1969. Methods of test for wood chip board and other particleboards. British Standarts Institution, London.
12. BS 2604, 1970. Resin-bonded wood chip board. British Standards Institution, England.
13. Copur, Y., Guler, C., Akgul, M., Tascioglu, C., 2007. Some chemical properties of hazelnut husk and its suitability for particleboard production. Building and Environment, 42(7): 2568–2572.
14. Emiroğlu, F., 2018. Termo-mekanik yoğunlaştırılmış ahşap malzemelerin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine su itici maddelerin etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce.
15. Güler, C., Özen, R. ve Kalaycıoğlu H. 2001. Pamuk Saplarından Üretilen Yongalevhaların Bazı Teknolojik Özellikleri, KSÜ, Fen ve Mühendislik Dergisi,4 (1) : 99-108.
16. Güler, C., 2015. Odun esaslı kompozit malzeme üretiminde bazı yıllık bitkilerin değerlendirilmesi. Selçuk-Teknik Dergisi, 14(2): 70-78. Güler, C., Büyüksarı, U., 2011. Effect of production parameters on the physical and mechanical properties of particleboards made from peanut (Arachis hypogaea L.) hull. Bioresources, 6(4): 5027- 5036.
17. Güler, C., Çopur, Y., Taşçıoğlu, C., 2008. The manufacture of particleboards using mixture of peanut hull (Arachis hypoqaea L.) and European black pine (Pinus nigra Arnold) wood chips. Bioresource Technology, 99(8): 2893-2897.
18. Güler, C., Özen, R., 2004. Some properties of particleboards made from cotton stalks (Gossypium hirsitum L.). Holz als Roh-und Werkstoff, 62(1): 40-43.
19. Göker, Y., Akbulut, T., 1992. Yongalevha ve kontrplağın özelliklerini etkileyen faktörler. ORENKO 92 I. Ulusal Orman Ürünleri Endüstri Kongresi, 22-25 Eylül, Trabzon, Türkiye, s. 269-287.
20. Kalaycıoğlu, H., Çolakoğlu, G., 1995. Türkiye'de mevcut yongalevha ve kontrplak endüstrisi ile ılgili sorunlar ve çözüm önerileri, Türkiye Ormancılık Raporu, Karadeniz Teknik Üniversitesi, 48: 199-206.
21. Kıllı, F., Gençer, O., 1999. 2000’li yıllara Türkiye pamuk tüketim projeksiyonu ve tüketim hedefi. Türk Dünyasında Pamuk Tarımı, Lif Teknolojisi ve Tekstil 1.Sempozyumu, 28 Eylül- 1 Ekim,Kahramanmaraş, Türkiye, s.382-389.
22. Korkmaz, M., Kılınç, İ., Yapıcı, F., Baydağ, M., 2017. Üretim faktörlerinin yönlendirilmiş yongalevhaların (OSB) vida tutma direnci değeri üzerine etkilerinin araştırılması. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 6(3): 940-948.
23. Nemli, G., Demirel, S., Gümüşkaya, E., Aslan, M., Acar, C., 2009. Feasibility of incorporating waste grass clippings (Lolium perenne L.) in particleboards composites. Waste Management, 29(3): 1129-1131. Nemli, G., Yıldız, S., Gezer, E.D., 2008. The potential for using the needle litter of Scotch pine (Pinus sylvestris L.) as a raw material for particleboard manufacturing. Bioresource Technology, 99(14): 6054– 6058.
24. Taş, H.H., Sevinçli, Y., 2015. Properties of particleboard produced from red pine (Pinus brutia) chips and lavender stems. Bioresources, 10(4): 7865-7876.
25. Tekinel, O., 1999. Açılış Konuşması, Türk Dünyasında Pamuk Tarımı, Lif Teknolojisi ve Tekstil 1.Sempozyumu, s:1-2, 28 Eylül 1999, Kahramanmaraş.
26. TOBB, 2012. Türkiye Orman Ürünleri Meclisi Sektör Raporu. TOBB Yayın Sıra No: 2012/172
27. TS-EN 326-1, 1999. Ahşap esaslı levhalar, numune alma kesme ve muayene, Bölüm 1: Deney numunelerinin seçimi, kesimi ve deney sonuçlarının gösterilmesi. TSE, Ankara.
28. TS-EN 312-2, 1999. Yongalevhalar, özellikler - Bölüm 2: Kuru şartlarda kullanılan genel amaçlı yongalevhaların özellikleri. TSE, Ankara.
29. TS-EN 312-3, 1999. Yongalevhalar, özellikler - Bölüm 3: Kuru şartlarda kapalı ortamlarda kullanılan (mobilya dahil) yongalevhaların özellikleri. TSE, Ankara.
30. TS 642-ISO 554, 1997. Kondisyonlama ve/veya deney için standart atmosfer-özellikler. TSE, Ankara.
31. TS EN 310, 1999. Ahşap esaslı levhalar eğilme dayanımı ve eğilme elastikiyet modülünün tayini. T.S.E., Ankara.
32. TS EN 319, 1999. Yonga levhaların ve lif levhaların levha yüzeyine dik çekme dayanımının tayini. T.S.E., Ankara.
33. Yumak, H., Evcim, Ü., 1990. 2 sıralı pamuk sapı sökme makinesi. 4. Uluslararası Tarımsal Mekanizasyon ve Enerji Kongresi, 1-4. Ekim, Adana, Türkiye, s: 416-425.