Ahşap malzemenin fotodegradasyona karşı dayanıklılığının tanen ve nano metal oksitler ile arttırılması

Abstract

Çalışmanın amacı, sarıçam ahşap yüzeylerinin 3 farklı konsantrasyonda valeks, mimoza ve kızılçam kabuk taneni ile nano çinko ve seryum oksit katkılı su esaslı akrilik bir üst yüzey işlem maddesi uygulaması ile UV degradasyonuna karşı daha dayanıklı hale getirilmesidir. Bu amaçla üst yüzey işleminde katkı maddesi olarak kullanılacak en etkili tanen çeşidi ile en optimum tanen miktarının belirlenmesi için yüzeyi tanen + nano metal oksit katkılı üst yüzey işlem maddesi ile kaplanmış örnekler, 1512 saat hızlandırılmış dış ortam testine maruz bırakılmıştır. Test süresince örnek yüzeylerindeki renk, parlaklık ve yüzey pürüzlülükleri ile makroskopik değişimler periyodik olarak belirlenmiştir. Çalışmada UV'ye karşı ticari bir nano ahşap kaplayıcı ile muamele edilen örnekler referans olarak kullanılmış, sonuçlar işlem görmemiş kontrol örnekleri ile kıyaslanmıştır.Test sonrasında tüm örneklerin yüzeyleri koyulaşmış, parlaklığı kaybedilmiş ve yüzeyler pürüzlü hale gelmiştir. Tanen ve nano metal oksitli örnekler kontrol ve referans örneklerine kıyasla daha açık renk, daha iyi stabilite, daha parlak ve pürüzsüz yüzeyler vermiştir. Renk parametreleri ve pürüzlülük değerlerindeki değişim üzerine çinko oksit ile kombinasyonlarda düşük konsantrasyonlu tanen çözeltileri daha iyi sonuçlar vermiş ve sinerjik etki sağlanmıştır. Seryum oksit, çinko okside kıyasla daha etkili bulunmuştur. Çalışmada, kontrol ve referans örneklerinde 48 saat sonundan itibaren çatlak oluşumu gözlenirken test örneklerinde herhangi bir çatlak ve deformasyon oluşmamıştır. Çinko oksit kombinasyonlu örneklerde mimoza ve kızılçam kabuk tanenli örnekler, seryum oksit kombinasyonlu örneklerde valeks ve kızılçam kabuk tanenli örneklerin genel görünümü test sonunda daha iyi bulunmuştur. Sonuçlar, tanen gibi doğal antioksidantların UV dayanımı arttırma amacıyla şeffaf üst yüzey işlem maddelerine katılan pahalı inorganik nano parçacıklara alternatif olabileceğini ve bunların kullanım miktarının azaltılabileceğini göstermiştir.

The aim of this study was to improve UV resistance of Scots pine wood in outdoors by coating the surfaces with a water based stain reinforced with 3 different concentration levels of valex, mimosa and Pinus brutia bark tannins, and zinc and cerium oxide nano particles. For this purpose, samples coated with tannin + nano metal oxide reinforced stain were exposed to accelerated weathering for 1512 hours. Commercially available nano coating was used as a reference chemical. Color, gloss, surface roughness and macroscopic changes were evaluated periodically during the test, and the results of coated samples were compared with controls.Results showed that wood surfaces got dark color, lost the gloss and become rougher after the weathering test. Samples with tannin and nano metal oxide reinforced stains showed better surface properties than control and reference samples. Color parameters and surface roughness values clearly showed low tannin concentrations gave better results in tannin and nano zinc oxide combinations. Cerium oxide was found to be more efficient on protection of wood surfaces in comparison to zinc oxide. Cracks were observed in control and reference samples after 48 hours of weathering period while there was not any crack formation on the test samples. General condition of samples seemed to be better for mimosa and pine tannins for zinc oxide combinations, and valex and pine tannins for cerium oxide combinations after the weathering test. Results of such a combination system clearly showed amount of expensive inorganic nanoparticles could be reduced with the addition of natural antioxidants into transparent coatings.