Nano Kimyasallarla Güçlendirilmiş FF ve MUF Yapıştırıcılarının Lamine Ahşap Elemanların Vida Çekme Direncine Etkisi

Öz

Bu çalışmada lamine ahşap malzemelerin radyal, teğet ve yüzeye dik vida çekme özellikleri üzerine silisyumdioksit (SiO2) ve titanyumdioksit (TiO2) nano ürünlerle güçlendirilmiş fenol formaldehit (FF) ve melamin üre formaldehit (MÜF) tutkallarının etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, Uludağ göknarı (Abies bornmülleriana mattf.) ve Titrek kavak (Populus tremula) ahşap elemanlardan paneller %2 ve %4 oranında SiO2 ve TiO2 nanoteknolojik kimyasallarla güçlendirilen FF ve MUF reçineler ile yüksek frekanslı preste yapıştırılarak lamine kaplama kereste (LVL) ve tutkallanmış lamine kereste (GLULAM) kompozit paneller üretilmiştir. Üretilen levhaların vida tutma mukavemeti TS 10506’ya göre belirlenmiş ve kontrol örnekleri ile karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarına göre SiO2 ve TiO2 nanoteknolojik kimyasallar kompozit levhaların vida tutma dirençlerine daha iyi etki yaptı tespit edilmiştir. Deney sonuçlarına varyans analizi ve Duncan testleri uygulanmıştır. Elde edilen verilere göre en yüksek vida tutma direnci %2-SiO2 nano ürün ile güçlendirilen ve MUF ile tutkallanan kavak-LVL deney örneklerinde 8,31 Nmm2 bulunmuştur. Çalışmanın sonucunda, nano ürünlerle güçlendirilen yapıştırıcıların kullanılmasının kompozit malzemelerin kontrol örneklerine göre daha yüksek vida tutma mukavemetine sahip olduğu tespit edilmiştir. Buna göre; iç ve dış mekânlarda kavak ahşap ürünleri TiO2ve SiO2 kimyasalları ile güçlendirilen FF ve MUF tutkaları ile teğet yönde yapıştırılarak kaliteli GLULAM ve LVL ahşap kompozitleri kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler

• Nanoteknolojik ürün
• FF ve MUF tutkal
• LVL
• GLULAM
• Vida tutma direnci

Impacts of PF and MUF Adhesives Strengthened with Nano Chemilas on Screw Withdrawal Strength of Laminated Wood Elements

Öz

The aim of this study was to determine the effect of SiO2 and TiO2 modified phenol-formaldehyde (PF) and melamine-urea-formaldehyde (MUF) glues and nanoproducts on radial, tangential and perpendicular screw withdrawal strength of wood laminates. For this purpose, LVL and GLULAM materials were obtained by gluing the test specimens arranged from Uludağ fir (Abies bornmülleriana mattf.) and aspen (Populus tremula) wood species with PF and MUF glues adjusted with 2% and 4% SiO2 and TiO2 nanoproducts in a high frequency press. The screw withdrawal strength of the resulting laminates was determined according to TS 10506 and compared with control samples. In conclusion the use of nano products had a positive effect on screw withdrawal behavior. By comparing the test results with the in-group control samples, the nano product effect level of each experiment was determined. Accordingly, the highest screw withdrawal strength (8.31 Nmm2) was found in poplar-LVL specimens modified with 4% SiO2 nanoproduct and bonded with MUF adhesive. Consequently, it was resoluted that laminated materials obtained by using adhesives modified with nanoproducts have higher screw withdrawal strength than the control samples. In conclusion, high-quality GLULAM and LVL wood composites can be used in interior and exterior area by bonding poplar wood products in the tangential direction with PF and MUF glues strengthened with TiO2 and SiO2 chemicals.

Anahtar Kelimeler

• Nanotechnological product
• PF and MUF glue
• LVL
• GLULAM
• Screw holding resistance

Kaynakça

1. [1] Bardak T., Bardak S. ve Kayahan K., “Orman endüstrisinde nanoteknoloji’’ International J. of Cultural and Social Studies (IntJCSS): 2(2): 2458-9381, (2016).
2. [2] Jones P., Wegner T., Atella R., Beecher J., Caron R., Catchmark J., Deng Y., Glasse W., Gray, D., Haigler C., Joyce M., Kohlman J., Koukoulas A., Lancaster P., Perine L., Rodriguez A., Ragauskas A., and Zhu J. “Nanotechnology for the forest products industry – Vision and technology roadmap” Report Based on Nanotechnology for the Forest Products Industry Workshop, Landsdowne, Virginia, USA, October 17-19, 2004, TAPPI Press, Atlanta, GA, USA, (2005).
3. [3] May M., Wang H.M. and Akid R., “Effects of the addition of inorganic nanoparticles on the adhesive strength of a hybrid sol–gel epoxy system”, International Journal of Adhesion and Adhesives, 30(6):505-512, (2010).
4. [4] Bülbül R., Keskin H., “Farklı perforelerle oluşturulan çapraz lamine ahşap levhaların (CLT) ısı iletkenlik değerlerinin belirlenmesi” Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 6 (2):175-182, (2023).
5. [5] Mengeloğlu F., Kurt R., “Mühendislik ürünü ağaç malzemeler tabakalanmış kaplama kereste (TAK) ve tabakalanmış ağaç malzeme (TAM)”, KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, 7(1): 39-44 (2004).
6. [6] Karayilmazlar S., Çabuk Y., Atmaca A. ve Aşkın A., “Orman ürünleri endüstrisinde laminasyon tekniği ve önemi”, Z.K.Ü.Bartın Orman Fakülte Dergisi, 9:11, (2007).
7. [7] https://insapedia.com/lamine-ahsap-nedir-laminasyon-islemi-neden-ve-nasil-yapilir/#google_vignette (2025).
8. [8] Salari A., Tabarsa T., Khazaeian K. and Saraeian A. “Effect of nanoclay on some applied properties of oriented strand board (OSB) made from underutilized low quality paulownia (Paulownia fortunei) wood”, J. Wood Sci, 58:513-524 (2012).

9. [9] Candan Z., “Ahşap sandviç panel ve laminat parke üretiminde nanopartikül kullanımı ve teknolojik özellikler üzerine etkisi”, Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Orman Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı, (2012).
10. [10] Kaymakcı A., “Çeşitli güçlendirici dolgularla üretilen ahşap plastik nanokompozitlerin karekterizasyonu”, Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2015).
11. [11] Erdil Y.Z., Kasal A., Zhang J, Efe H. and Dizel T., “Comparison mechanical properties of solid wood and laminated veneer lumber fabricated from Turkish beech”, Scots pine and Lombardy poplar, For. Prod. J. 59(6):55-60, (2009).
12. [12] Çağatay K., Efe H., Burdurlu E. ve Kesik H.İ., “Bazı ağaç malzemelerin vida tutma mukavemetlerinin belirlenmesi’’, Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 12 (2):321-328, (2012).
13. [13] Bal C.B., Özdemir F. ve Altuntaş E., “Masif ağaç malzeme ve tabakalı kaplama kerestenin vida tutma direnci üzerine karşılaştırmalı bir çalışma”, Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi 9(2): 14-22, (2013).
14. [14] Efe H., Kasal A., Dizel T. ve Arslan A.R., “Masif ve lamine ağaç malzemelerin (LAM) Alyan vida tutma mukavemeti”, Kastamonu Üniersitesi Orman Fakültesi Dergisi, 9(2):95-105, (2009).
15. [15] Celebi G., and Kılıc M., “Nail and screw withdrawal strength of laminated veneer lumber made up hardwood and softwood layers”, Construction and Building Materials, 21: 894–900, (2007).
16. [16] Ozcifci A., Doganay S., “Withdrawal strength of some screws and nails in waferboard and picea or oriental beech”,Tr. J. of Agriculture and Forestry 23(5):1207-1213, Ankara (1999).
17. [17] Polisan boya fabrikası, dilovası organize sanayi bölgesi, 1. Kısım liman Cd. No7, 41455 Dilovası/Kocaeli, Türkiye (2018).
18. [18] Bozok S. S., Ogulata R.T., “TiO2 nano toz katkılı SiO2 nanosollerin keten kumaşlar üzerindeki etkilerinin incelenmesi”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(3): 65-72, (2019).
19. [19] TS EN 386. “Yapıştırılmış lamine ahşap performans özellikleri ve asgari üretim şartları”, Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, (1999).
20. [20] TS EN 323-1. “Ahşap esaslı levhalar-birim hacim ağırlığının tayini”, Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, (1999).
21. [21] TS EN 325. “Ahşap esaslı levhalar-deney numunesi boyutlarının tayini”, Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, (1999).
22. [22] TS EN 326-1. “Ahşap esaslı levhalar-numune alma ve kesme tayini”, Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, (1999).
23. [23] TS EN, 320, “Yonga levhalar ve lif levhalar-Vida tutma mukavemetinin tayini”, Ankara: Türk Standartları Enstitüsü, (2011).
24. [24] Perçin, O., Ayan, S., “Isıl işlem uygulanmış ağaç malzemede vida çekme direncinin belirlenmesi”, İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 1(1): 57-68, (2012).
25. [25] Gözükızıl M F., Birelli A, “Al Cu katkılı, katkısız TiO2 ince film biriktirme ve katkılamanın film özelliklerine etkisi”. Politeknik Dergisi, 27(3): 1081-1087, (2024).
26. [26] Demir M.E, Topkaya H., Bağatır T, Yahya H. Çelik Y.H., “Grafen nanoplatelet takviyeli epoksi kompozitlerin mekanik özellikleri ve aşınma davranışı üzerinde takviye oranının etkisi”. Politeknik Dergisi, 27(6): 2181-2192, (2024).
27. [27] Perçin O, Doruk Ş, Altunok M., “Emprenye ve ısıl işlemin ahşap malzemenin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine etkileri”, Politeknik Dergisi, 26(4):1421-1429 (2023).
28. [28] https://www.altinisagac.com/kategori/puf-iskeleti?srsltid=AfmBOorCUdo2zYOvRl_sTl9VZAxU6yUersuUSGktgzuEStpA4X2w7qOH