Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

Amonyum Bileşikleri ile Emprenye Edilen Ağaç Malzemenin Yanma Özellikleri

Bu çalışmada, monoamonyum fosfat (MAP), diamonyum fosfat (DAP) ve amonyum sülfat (AS) gibi günümüzde yanmayı geciktirici olarak kullanılan ve didesil dimetil amonyum klorid (DDAC) ve didesil dimetil amonyum tetrafloraborat (DBF) gibi henüz yanmayı geciktirici etkileri bilinmeyen kimyasal maddeler ile emprenye edilmiş masif ve kontrplak malzemenin yanma ve su absorpsiyon özellikleri incelenmiştir.

Masif örnekler sarıçam (Pinus sylvestris L.) ağaç türüne ait tomruğun diri odun kısmından elde edilmiştir. Huş ve melez cinsi soyma kaplamalardan elde edilmiş kontrplak malzemeden ise levha örnekleri elde edilmiştir. Kontrplak üretim prosesi, temel olarak çift numaralı kaplamaların her iki yüzeyine 200 g/m2 miktarında fenol formaldehit reçinesi sürülmesi ve 140 C sıcaklık ve 1.2 N/mm2 basınç altında 12 dakika preslenmesinden oluşmaktadır. Yanma özelliklerinin tespiti amacı ile ASTM 1354 ve ASTM E 69 numaralı test metodları, su absorpsiyon özelliklerinin tespiti için ise TS EN 317 numaralı test metodu kullanılmıştır. Belirtilen standartlara göre örneklerin boyutlandırılması ve kondisyonlanması gerçekleştirilmiştir.

Belirtilen standartlara uygun olarak hazırlanan örnekler yukarıda belirtilen emprenye maddelerinin su ile hazırlanmış %1 ve %4’lük çözeltileri ile emprenye edilmişlerdir. ASTM E 69 numaralı test metodu kullanılarak belirli özellikleri taşıyan alevin deney örnekleri üzerinde meydana getirdiği ağırlık kayıpları tespit edilmiştir. ASTM 1354 numaralı test metodunun kullanılması ile ise deney örnekleri üzerinde meydana gelen ağırlık kaybı, ısı yayılma hızı, alevli yanma süresi, etkili yanma ısısı, spesifik kayıp alan, ısı yayılma hız pik ve alev yayılma indeks değerleri tespit edilmiştir. Elde edilen verilerin istatistik yönden analizi amacı ile değerler üzerinde tek yönlü varyans analizi (Anova) yapılmıştır. Birbiri ile farklılık gösteren grupların tespiti amacı ile ise Tukey testi kullanılmıştır. Elde edilen bilgiler literatür bilgileri ile karşılaştırılmış ve değerlendirmeler yapılmıştır.

Bu çalışmada yapılan ateş borusu denemelerinde DDAC ile emprenye edilen masif örneklerde %1 DDAC ve %4 DDAC için sırası ile %84 ve %87 ağırlık kaybı meydana gelmiştir. DBF ile emprenye edilen örneklerde ise %1 DBF ve %4 DBF için sırası ile %83 ve %79 olmuştur. %1 MAP, %1 DAP ve %1 AS kimyasal maddeleri ile emprenye edilen kontrplak örneklerinde sırası ile %74, %73 ve %78 ağırlık kaybı tespit edilmiştir. Bu kimyasal madde konsantrasyonunun %4’e çıkarılması durumunda ise sırası ile %54, %67 ve %71 ağırlık kaybı meydana gelmiştir. Kontrol örneklerinde meydana gelen ağırlık kaybı ise %82 olarak belirlenmiştir. Kontrplak örnekleri üzerinde yapılan denemelerde de örnek grupları arasında benzer farklılıklar tespit edilmiştir.

Oksijen tüketim kalorimetresi kullanılarak elde edilen alev yayılma indeks (FSI) değerleri incelendiğinde hiçbir grupta A sınıfına ait değer aralığına ulaşılamamıştır. MAP, DAP ve AS grubu örneklerde konsantrasyonun %1 den %4’e çıkarılması durumunda örneklerin FSI değeri C sınıfından B sınıfına yükselmiştir. Yalnızca AS grubu kontrplak örnekleri için konsantrasyon artışı herhangi bir sınıf değişikliğine neden olmamıştır. DDAC ve DBF kimyasal maddeleri ile emprenye edilen örneklerin FSI değerleri incelendiğinde yalnızca %1 konsantrasyondaki DDAC kimyasal maddesi ile emprenye edilen örneklerin B sınıfına dahil olabildiği, diğer grupların değerlendirme dışı kalarak FSI değeri bakımından yanmayı geciktirici bir etkiye sahip olmadıkları belirlenmiştir.

Toplam ısı yayılımı bakımından kimyasal maddelerin etkinliği incelendiğinde masif ve sarıçam örneklerinde MAP DAP ve AS gruplarındaki ısı yayılım miktarları DDAC, DBF ve kontrol gruplarına göre daha düşük seviyede olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca MAP, DAP ve AS kimyasal maddelerinin retensiyon miktarının artması toplam ısı yayılımında azalma olduğu tespit edilmiştir.

Ateş borusu denemelerinden elde edilen ağırlık kayıpları değerleri ve oksijen tüketim kalorimetresi testlerinden elde edilen ısı yayılma hızları, ağırlık kaybı ve geri kalan ağırlık fraksiyonları, etkili yanma ısısı, alev yayılma indeksi, ağırlık kaybı ve alev gelişme eğrileri incelendiğinde sarıçam ve kontrplak örneklerinde %4 MAP, DAP ve AS çözeltilerinin yanmayı geciktirici etkilerinin olduğu tespit edilmiştir. Bunun yanında DBF ve DDAC maddelerinin yanmayı geciktirici bir etkiye sahip olamadıkları belirlenmiştir. Bu çalışmada retensiyon miktarlarının ticari uygulamalardaki retensiyon değerlerinden oldukça düşük olması nedeni ile retensiyon miktarlarının artırılması ile yanma özelliklerinde iyileşmeler olabileceği düşünülmektedir.

TS EN 317 standart test metoduna göre yapılan denemelerde ise kimyasal madde grupları arasında belirgin bir ilişki tespit edilememiştir. Kullanılan kimyasal madde konsantrasyonlarının oldukça düşük olması nedeni ile bu durumun ortaya çıktığı düşünülmektedir.