Influence of resin content on the properties of particleboard made from different parts of oil palm biomass

Öz

The increasing availability of oil palm biomass offers significant potential as a sustainable raw material for particleboard, particularly for non-structural furniture and interior applications traditionally dominated by wood-based panels. This study investigated the physical and mechanical properties of particleboards manufactured from three oil palm residues; trunks (OPT), fronds (OPF), and empty fruit bunches (EFB) using urea-formaldehyde resin at contents of 8%, 10%, and 12%. All boards were produced at a target density of 700 kg/m³ and hot-pressed at 165°C for 360 seconds. Particleboards fabricated from OPT satisfied the minimum mechanical requirements of the standard at all resin contents, indicating their suitability for furniture components such as panels, shelving, and carcass materials. OPF-based boards achieved acceptable strength only at the highest resin level (12%), while EFB-based boards failed to meet the required mechanical criteria regardless of resin content. None of the particleboards met the dimensional stability standard, with 24h thickness swelling values exceeding the permissible <12% limit under water immersion. Overall, the results demonstrate that oil palm trunk residues show the greatest potential for value-added particleboard production in furniture and interior applications, supporting the broader objective of reducing reliance on solid wood resources in the wood-based panel industry.

Anahtar Kelimeler

• Biomass
• Empty fruit bunches
• Oil palm fronds
• Oil palm trunks
• Urea-formaldehyde

Yağ palmiyesi biyokütlesinin farklı kısımlarından yapılan yonga levhanın özellikleri üzerindeki reçine içeriğinin etkisi

Öz

Yağ palmiyesi biyokütlesinin artan mevcudiyeti, özellikle geleneksel olarak ahşap bazlı panellerin hakim olduğu yapısal olmayan mobilya ve iç mekan uygulamaları için, yonga levha üretimi için sürdürülebilir bir hammadde olarak önemli bir potansiyel sunmaktadır. Bu çalışmada, üç yağ palmiyesi kalıntısından (gövdeler (OPT), yapraklar (OPF) ve boş meyve salkımları (EFB)) üretilen yonga levhaların fiziksel ve mekanik özellikleri, %8, %10 ve %12 oranlarında üre-formaldehit reçinesi kullanılarak incelenmiştir. Tüm levhalar 700 kg/m³ hedef yoğunluğunda üretildi ve 165°C'de 360 saniye süreyle sıcak preslenmiştir. OPT'den üretilen yonga levhalar, tüm reçine içeriklerinde standardın minimum mekanik gereksinimlerini karşılamış, bu da paneller, raflar ve karkas malzemeleri gibi mobilya bileşenleri için uygun olduklarını göstermektedir. OPF bazlı levhalar kabul edilebilir mukavemete ancak en yüksek reçine seviyesinde (12%) ulaşırken, EFB bazlı levhalar reçine içeriğinden bağımsız olarak gerekli mekanik kriterleri karşılayamadı. Parçacık levhaların hiçbiri boyut kararlılığı standardını karşılamadı; 24 saatlik kalınlık şişme değerleri su altında batırıldığında izin verilen <%12 sınırını aştı. Genel olarak, sonuçlar, yağ palmiyesi gövdesi kalıntılarının mobilya ve iç mekan uygulamalarında katma değerli yonga levha üretimi için en büyük potansiyeli gösterdiğini ve bu durumun, ahşap bazlı panel endüstrisinde katı ahşap kaynaklarına bağımlılığı azaltma yönündeki daha geniş hedefi desteklediğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Biyokütle
• Boş meyve salkımları
• Yağ palmiyesi yaprakları
• Yağ palmiyesi gövdeleri
• Üre-formaldehit

Kaynakça

1. Abdul Khalil, H. P. S., Siti Alwani, M., Ridzuan, R., Kamarudin, H., and Khairul, A., (2008). Chemical composition, morphological characteristics, and cell wall structure of Malaysian oil palm fibres, Polymer-Plastics Technology and Engineering, 47(3), 273-280, DOI: 10.1080/03602550701866840
2. Ajayi, S. M., Olusanya, S. O., Didunyemi, A. E., Abimbade, S. F., Olumayede, E. G., and Akintayo, C. O., (2025). Physicochemical properties of oil palm biomass waste fibres and its cellulose for engineering applications: A review, Biomass Conversion and Biorefinery, 15(5), 6545-6555, DOI: 10.1007/s13399-024-05486-5
3. Ayrilmis, N., Kwon, J. H., and Han, T. H., (2012). Effect of resin type and content on properties of composite particleboard made of a mixture of wood and rice husk, International Journal of Adhesion and Adhesives, 38, 79-83, DOI: 10.1016/j.ijadha dh.2012.04.008
4. Barragàn-Lucas, A. D., Llerena-Miranda, C., Quijano-Aviles, M. F., Chóez-Guaranda, I. A., Maldonado-Guerrero, L.C., and Manzano-Santana, P. I., (2019). Effect of resin content and pressing temperature on banana pseudo-stem particleboards properties using full factorial design, Anais da Academia Brasileira de Ciências, 91, e20180302, DOI: 10.1590/0001-3765201920180302
5. Boruszewski, P., Borysiuk, P., Jankowska, A., and Pazik, J., (2022). Low-density particleboards modified with blowing agents-characteristic and properties, Materials, 15(13), 4528, DOI: 10.3390/ma15134528
6. Boruszewski, P., Borysiuk, P., Maminski, M., and Czechowska, J., (2016). Mat compression measurements during low-density particleboard manufacturing, BioResources, 2016, 11, 6909–6919, DOI: 10.15376/biores.11.3.6909-6919
7. Ghalehno, M. D., Nazerian, M., and Bayatkashkoli, A. (2013). Experimental particleboard from bagasse and industrial wood particles, International Journal of Agriculture and Crop Sciences (IJACS), 5(15), 1626-1631
8. Hong, M. K., Lubis, M. A. R., and Park, B. D. (2017). Effect of panel density and resin content on properties of medium density fiberboard, Journal of the Korean Wood Science and Technology, 45(4), 444-455, DOI: 10.5658/WOOD.2017.45.4.444

9. JIS A 5908 (2003). Japanese Industrial Standard for Particleboard. Japanese Standards Association Tokyo, Japan.
10. Lee, S.H., Ashaari, Z., Chen, L.W., San, H.P., Peng, T.L., Chow, M.J., Chai, E.W., and Chin, K.L., (2015). Properties of particleboard with oil palm trunk as core layer in comparison to three-layer rubberwood particleboard, Journal of Oil Palm Research, 2015, 27, 67–74.
11. Manimaran, M., Norizan, M. N., Kassim, M. H. M., Adam, M. R., Abdullah, N., and Norrrahim, M. N. F. (2025). Functionalization and stability of palm oil biomass nanocellulose–an overview, Polimery, 70(2), 73-92, DOI: 10.14314/polimery.2025.2.1
12. Norul Izani, M.A., Paridah, M.T., Astimar, A.A., Mohd, N., and Anwar, U.M.K., (2012). Mechanical and dimensional stability properties of medium-density fibreboard produced from treated oil palm empty fruit bunch, Journal of Applied Sciences, 2012, 12, 561–567.
13. Rajakal, J. P., Ng, F. Y., Zulkifli, A., How, B. S., Sunarso, J., Ng, D. K., and Andiappan, V., (2024). Analysis of current state, gaps, and opportunities for technologies in the Malaysian oil palm estates and palm oil mills towards net-zero emissions, Heliyon, 10(10), 10.1016/j.heliyon.2024.e30768
14. Zaimi, H. S., Amin, M. A., Shukor, H., Faizal, S., Muduli, K., Ales, S. K., and Syed, S. A. (2025). Advancing biomass utilization in Malaysia: challenges, opportunities, and policy implications, Biomass Processing for Sustainable Circular Economy, 9-36, DOI: 10.1007/978-981-96-6279-1_2
15. Zakaria, M. R., Farid, M. A. A., Hafid, H. S., Andou, Y., and Hassan, M. A., (2024). Practical role of oil palm fronds in Malaysia’s sustainable palm oil industry, Industrial Crops and Products, 222, 119753, DOI: 10.1016/j.indcrop.2024.119753
16. Zakaria, R., Bawon, P., Lee, S. H., Salim, S., Lum, W. C., Al-Edrus, S. S. O., and Ibrahim, Z. (2021). Properties of particleboard from oil palm biomasses bonded with citric acid and tapioca starch, Polymers, 13(20), 3494, DOI: 10.3390/polym13203494