Projenin Adı: Kestane kupulasından alternatif kompozit malzeme üretimi Kullanım alanları
Projenin Amacı:
Bu çalışmada, laboratuar şartlarında genel amaçlar için kestane kirpisinden üre formaldehit tutkalı kullanılarak üretilen
Kompozit malzemenin;
-Isıl iletkenlik
– Böceklenmeden korunması
gibi özellikleri incelenmesi ve alternatif bir ürün elde edilmesi amaçlanmıştır
Giriş:
Kestane, doğada tamamen doğal şartlar altında yetiştirilen, tarımsal ilaç, suni gübre kullanılmayan organik tarım ürünüdür. Kayıngiller (Fagaceae) familyasından olan kestane, Türkiye?de Marmara, Karadeniz ve Akdeniz çevresinde yetişen, kupulası dikenli veya çengelli dikenli, küre şeklinde ve nişastaca zengin meyveleri olan bir ağaçtır. Sektör raporlarına göre ülkemizdeki yıllık kestane üretimi 50 bin ton çinin üretimi 300 bin ton üzerindedir.
Orman ürünleri sanayinin önemli ara mallarından biri durumunda olan yonga levha endüstrisi gittikçe artan hammadde maliyetinden dolayı kalitesi düşen, buna rağmen fiyatı artan pahalı bir ürün haline gelmiştir. Birçok ülkede tarımsal ürünlerin artıkları yonga levha ve diğer kompozit panel üretiminde değerlendirilmekte, hatta dünyada 30?un üzerinde fabrikada bitkisel atıklardan yonga levha üretilmektedir.
Kestane kirpisi (kupulası) kestanenin ağaçta iken sarılı olduğu dikenli kabuktur. Kuruduğunda açılır ve içinden kestanesi dökülür. Teknik özellikleri olarak bu kirpi lifli bir yapıya sahip ve odunsu özelliktedir. Fiziksel etkilerle bu yapı kolaylıkla dağılabilmektedir. Ayrıca kestane kupulası ve yapraklarının tanen maddesi ihtiva ettiği tanende antibirobiyel etkisi ve canlılar üzerinde bazı etkilerin bulunduğu bilinmektedir.Bu gibi özelliklerden dolayı kestane kirpisinin üzerinde çalışmaya değer bir malzeme olduğunu düşünüyoruz.
Yöntem:
Üretim aşaması
Mdf normalde ahşap malzemenin aşırı liflendirilerek yine üre formaldehit ile birleştirilmesinden oluşur. Yine özellik katmak amacıyla, ayrıca sertleştirici, prafin ve biyotik malzemeler katılırak elde edilir.
Benzer yöntemle mdf gibi kompozit malzeme elde etmek için çalışma başlattık.
Dökülme döneminde bir miktar kestane kirpisini(kupula) topladık. Bir kısmını da daha çok ihtiyaç duyduğumuz için birkaç ay sonra ağaç diplerinde kalan kısımlardan elde ettik.
Kirpilerin(kupula) içindeki nem oranın azalması için fırında kuruttuk ve öğütme makinesinde parçalayarak daha küçük fiziksel yapıya gelmesini sağladık.
13cmx13cmx2mm boyutlarında 0.7 g/cm3 yoğunluklu %12 üre formaldehit tutkalı ve sertleştirici çözeltisi, sunta yapımında kullanılan odun yongaları ve proje hammaddemiz olan öğütülmüş kestane kupulası barındıran kompozit malzeme test örnekleri ürettik.
Sertleştirici Çözelti hazırlama:
350 gram suya 70 gram amonyumklorüreklenerek sertleştirici çözeltisi hazırlandı.
Tutkal Çözeltisi Hazırlama:
500 gram üre formaldehit tutkalına 50 gram sertleştirici eklenerek %10 sertleştirici oranı olan tutkal çözeltisi hazırlandı.
Ağaç Yongası Ve Kestanesi Kupulası Karışımı Hazırlama :
%50 ve %100 oranda kestane kirpisi(kupula) olan ağaç yongası ile karıştırılmış kompozit malzeme örnekleri hazırlandı.118 gram kütleli kompozit malzemenin içine 104 gram yonga+kestane kirpisi(kupula) karışımı 14 gram tutkal çözeltisi konuldu.
Kompozit malzemeler sıcak pres yapılması:
%50 52 gram kirpi 52 gram yonga 14 gram tutkal
%100 104 gram kirpi – 14 gram tutkal
Yaptırdığımız 13cm x 13 cm x 2mm kalıplar arasına belirlenen yüzdelerdeki karışımlar döküldü.Kalıplar 160 Cosıcaklıktaki sıcak pres makinesinde 50-60 Bar basınçla 7 dakika süreyle preslendi. Üretilen örneklerin test aşamasına geçildi.
Test aşaması
Proje hammaddemiz olan kestane kirpisinden(kupula) yapılan malzemenin ısıl iletkenliğinin ve yalıtımının test edilmesi için düzenek hazırladık.
Aynı büyüklükteki 2 adet strafor levhada özdeş oyuklar açılarak içlerine sıcaklık değişimini kaydedecek elektronik termometreler konuldu. Termometrenin ilk değeri kaydedildi.
Her strafor tabakanın üzerine ürettiğimiz örnekler konuldu. Bunların da üzerine aynı sıcaklığa set edilmiş ütüler konularak zamana bağlı sıcaklık değişimleri gözlendi. Kutu içindeki termometrelerin son değerleri kaydedilerek sıcaklık değişimleri hesaplandı. Buna göre kapak olarak örneklerimizi kullandığımız kutular içindeki 10oC sıcaklık değişimine ulaşma süreleri3 defa tekrarlanarak ortalamalar tablolandı.
Örnekler İlk sıcaklık(oC) Son sıcaklık(oC) Ortalama süre (dakika)
% 50 kestane kirpili 21 30 6.30
% 100 kestane kirpili 21 30 5,10
Sonuçlar ve tartışma:
Alternatif kompozit malzeme olarak ürettiğimiz kestane kirpisinden(kupula) yapılan blokların ısı ve ses iletim özellikleri bakımından sadece odun yongasından yapılan levhaya yakın özellikte olduğu tespit edildi. Bu şartlarda ürettiğimiz alternatif malzemeden de standart odun yongalı kompozit malzemelerin kullanıldığı bazı alanlarda yararlanılabilir. Bu bakımdan iyi bir alternatif ve sektördeki hammadde açığına destek olabilir.
Hazırladığımız levhaların içinde tanen maddesi de bulunduğundan böceklenme gibi durumlara karşı da iyi bir alternatif olmaktadır.
Yonga levhalar üzerinde yapılan laboratuar deneylerinde elde edilen bulguların analizlerinde su alma, elastikiyet oranlarının standartlara yakın olduğu görülmüştür. Ayrıca üretim koşullarının üzerine etkileri olduğu belirlenmiştir.
Proje Takvimi
Okulumuzda Salı günleri sosyal etkinlik saatlerinin olduğu gündür.Bu nedenle projelere Salı günleri yaptığımız toplantılarla yön verdik.
20 Kasım 2012 Yaşadığımız Sarıyer Bölgesindeki orman ürünlerinden yararlanmayı amaçladık.
20 Kasım-4 Aralık literatür çalışması ve kestane ağacı ve ürünleri bilgilerin araştırma değerlendirmesi yapıldı.
4 Aralık ? 18 Aralık Mdf yapımı için malzeme tayini ve temini yapıldı.
18 Aralık ? 25 Temin edilen malzemelerden örnekler elde edildi.
25Aaralık 2012-15 Ocak Örnekler denendi.
15 Ocak- 22 Ocak Denemeler yapıldı.Değerlendirme ve sonuçlamalar yapıldı.
22Ocak-30 Ocak Proje raporu yazıldı ve Sisteme yüklendi.
Proje maliyeti: 350TL
Kaynaklar:
1-İ.Ü Orman Fakültesi laboratuarı
2-www.cevreorman.gov.tr
3- Marmara kimya sanayii
4-www.hobimlemutluyum.com
5-www.mebrankapak.netxsoft.net/
6-www.kronospan.com.tr/kimyasal.php#
ÖZEL MÜRÜVVET EVYAP ORTAOKULU
YUNUS EMRE CADDESİ BAĞLAR SOKAK NO:8 SARIYER/İSTANBUL
KİMYA – KESTANE KUPULASINDAN ALTERNATIF KOMPOZIT MALZEME ÜRETIMI KULLANIM ALANLARI
KAAN SARPKAYA MUHAMMED KEREM KOÇER
MUSTAFA CÜRE
Fen Projesi / Matematik Projesi
Bu Benim Eserim Fen Bilimleri ve Matematik Projeleri Yarışması
Bilim Şenliği Projeleri
