Bu tədqiqat modifikasiya olunmuş termoplastik nişasta (MS) matrisi daxilində istifadə edilən ağac hissəciklərinin qara zirə, kolza və axşam primulası yağ presi qalıqları ilə qismən və ya tam əvəz edilməsinin biokompozit lövhələrin mexaniki, səth və su ilə əlaqəli xüsusiyyətlərini necə dəyişdirdiyini araşdırır. Nişasta əsaslı biokompozit bioloji mənşəli liqnoselülozik doldurucu ilə termoplastik üsulla emal edilə bilən nişasta əsaslı polimer matrisin birləşdirildiyi kompozit materialdır. Tədqiqatçılar ağacı %0, %30, %65 və %100 səviyyələrində pres qalığı ilə əvəz etmiş, matrisi ümumi kütlənin %30 və ya %40-ı kimi istifadə etmiş və ekstruziya ilə isti presləməni birləşdirən istehsal prosesindən sonra əyilmə möhkəmliyini, səth nahamarlığını, təmas bucağını, su udmanı, qalınlıq üzrə şişməni və suda parçalanma davranışını öyrənmişlər.

Təcrübələrdə pres qalığının miqdarı əyilmə möhkəmliyi göstəricisi olan modulus of rupture (MOR) üzərində ən güclü eksperimental amil olmuş və faktorial modeldə MOR variasiyasının %43,65-ni izah etmişdir. Ümumilikdə ağacın pres qalığı ilə əvəz edilməsi MOR-u azaltmışdır. Bununla belə, performans yalnız əvəzləmə nisbətindən asılı deyil: kolza əsaslı kompozitlər mexaniki baxımdan daha sabit meyl göstərdiyi halda, qara zirə orta səviyyəli əvəzləmədə səth nahamarlığını azaltmış, %100 əvəzləmədə isə nahamarlıq yenidən artmışdır.

Su ilə davranış baxımından pres qalığı növləri arasında nəzərəçarpan fərq müşahidə edilmişdir. Kolza tərkibli lövhələrdə %65 və %100 ağac əvəzlənməsində, həm %30, həm də %40 matris nisbətində, 2 və 24 saatlıq suya batırmadan sonra nümunələrin parçalanması müşahidə edilməmişdir. Axşam primulası da yüksək əvəzləmə səviyyələrində suya qarşı nisbətən yaxşı davranış göstərmiş; əvəzində qara zirə tərkibli kompozitlər su mənşəli struktur pozulmasına daha həssas qalmışdır.

Tədqiqatın nəticəsi emal olunmamış yağ presi qalıqlarının nişasta əsaslı biokompozitlərdə alternativ liqnoselülozik doldurucu kimi istifadə oluna biləcəyini göstərir; lakin bu, ağacın performans itkisi olmadan hər tətbiqdə tamamilə əvəz edilə biləcəyi anlamına gəlmir. Müəlliflər bu materialları xüsusilə yüksək konstruktiv möhkəmliyin əsas tələb olmadığı tətbiqlər üçün namizəd kimi təqdim edirlər.

Tədqiqat həyat dövrü təhlilini, karbon izini, iqtisadi optimallaşdırmanı və ya istehsal olunmuş lövhələrin bioloji parçalanma sürətini ölçməmişdir. Bundan əlavə, pres qalıqlarının qalıq yağ və zülal tərkibi bu təcrübədə kimyəvi olaraq kəmiyyətcə müəyyən edilməmişdir. Buna görə material performansındakı pres qalığı növünə bağlı fərqlərin molekulyar və ya kimyəvi mexanizmi hələ tam aydınlaşdırılmayıb.

Tədqiqat problemi

Ağac hissəcikləri və ağac unu liqnoselülozik–polimer kompozitlərdə geniş istifadə olunan dolduruculardır. Lakin ağac emalı sənayesinin öz qalıqlarını getdikcə daha çox dəyərləndirməsi ağac qalıqlarının həmişə aşağı dəyərli və məhdudiyyətsiz tullantı mənbəyi kimi qəbul edilə bilməyəcəyi anlamına gəlir. Buna görə başqa sənayelərdə artıq yaranan liqnoselülozik yan məhsulların kompozit doldurucuya çevrilməsi resurs səmərəliliyi baxımından alternativ yol yarada bilər.

Yağ presi qalıqları bu baxımdan maraqlıdır. Bu qalıqlar yağ istehsalından sonra qalan bərk biokütlədir və yalnız sellüloza, hemisellüloza və liqninə bənzər liqnoselülozik komponentləri deyil, həm də zülalları, qalıq lipidləri, mineralları və digər ekstraktiv maddələri ehtiva edə bilər. Bu komponentlər kompozit istehsalında həm üstünlük, həm də çatışmazlıq yarada bilər. Məsələn, zülallar termomexaniki emal zamanı rabitələrin yaranmasına töhfə verə bildiyi halda, səthdə qalan yağ fazası doldurucu ilə polimer matrisi arasındakı yapışmanı azalda bilər.

Bir çox təbii lifli kompozit tədqiqatında doldurucu materiallar qələvi emal, silanlaşdırma, asetilləşdirmə və ya esterifikasiya kimi əlavə kimyəvi modifikasiyalardan keçirilir. Bu proseslər doldurucu–matris uyğunluğunu artıra bilər, lakin əlavə kimyəvi maddə, enerji, emal mərhələsi və xərc tələb edir.

Bu tədqiqatın orijinal yanaşması qara zirə, kolza və axşam primulası pres qalıqlarını kimyəvi olaraq modifikasiya etmədən istifadə etməklə, mümkün qədər az emal olunmuş aqrar-sənaye yan məhsulları ilə işləməsidir.

İstifadə edilən modifikasiya olunmuş termoplastik nişasta

Polimer matrisi kimi kommersiya M30 modifikasiya olunmuş termoplastik nişastadan istifadə edilmişdir. Mənbə istehsalçının texniki məlumatlarına əsasən M30 üçün təxminən 1,28 g/cm³ sıxlıq, 190 °C/2,16 kg şəraitində 9,0 g/10 dəqiqə ərinti axın sürəti, təxminən 35 MPa dartılma möhkəmliyi, 45 MPa əyilmə möhkəmliyi, 1400 MPa əyilmə modulu və 160–180 °C tövsiyə olunan emal temperaturu bildirir.

İstehsalçı M30-u mikroorqanizmlərin mövcud olduğu təbii şəraitdə bioloji parçalana bilən və kompostlana bilən material kimi xarakterizə edir. Bu xüsusiyyət tədqiqatda müstəqil bioloji parçalanma təcrübəsi ilə yenidən ölçülməmişdir.

İstifadə edilən üç yağ presi qalığı

Tədqiqatda üç müxtəlif yağ istehsalı qalığından istifadə edilmişdir:

• Qara zirə pres qalığı (Nigella, N),
• Kolza pres qalığı (Rapeseed, R),
• Axşam primulası pres qalığı (Evening Primrose, EP).

Pres qalıqları mexaniki soyuq presləmə tətbiq edən kommersiya yağ istehsalçısından alınmışdır. Mənbə yağ presləmə temperaturunu təxminən 38 °C olaraq bildirir. Kompozit istehsalından əvvəl pres qalıqları bıçaqlı dəyirmanda xırdalanmış, lakin əlavə kimyəvi və ya səth emalı tətbiq edilməmişdir.

Təcrübə dizaynı

Üç əsas eksperimental amildən istifadə edilmişdir:

%0 pres qalığı qrupları yalnız ağac hissəcikləri və MS matrisi ehtiva edən istinad lövhələridir. %30 və %65 səviyyələrində ağac ilə pres qalığı eyni doldurucu fazada birlikdə olduğu halda, %100 səviyyəsində liqnoselülozik doldurucu tamamilə müvafiq pres qalığından ibarətdir.

Mənbə təcrübə dizaynını 24 variant kimi təsvir edir. Bunun səbəbi %0 istinad formulalarının eksperimental amil quruluşu daxilində üç pres qalığı növü üçün ayrı istinad kodları ilə təmsil edilməsidir; fiziki kompozisiya baxımından N0, R0 və EP0 istinadları ekvivalentdir və statistik təqdimatda ümumi 0_MS30 və 0_MS40 kodları altında birləşdirilmişdir.

Yağ Presi Qalıqları Ağac Hissəciklərinin Hamısını Əvəz Edə Bilərmi?

Bu təcrübədə %100 ağac əvəzlənməsi ilə hər üç pres qalığı növündən istehsal oluna və ölçülə bilən kompozit lövhələr əldə edilmişdir; lakin “istehsal oluna bilmək” ilə “ağac istinadı ilə ekvivalent performans göstərmək” eyni şey deyil. Pres qalığının əlavə edilməsi ümumilikdə MOR-u azaltmış, bununla yanaşı bəzi yüksək pres qalığı formulalarında səth hamarlığı və ya suya qarşı struktur bütövlüyü yaxşılaşmışdır. Buna görə tam əvəzləmə yalnız hədəf tətbiqin mexaniki möhkəmlik, suya davamlılıq və səth tələblərinə görə qiymətləndirilməlidir.

Hissəcik ölçüsü niyə vacibdir?

Mənbə eyni xammal partiyasının əvvəlki tədqiqatda əldə edilmiş ələk analizi məlumatlarından istifadə etmişdir. Hissəcik ölçüsü bu təcrübənin nəzarət olunan müstəqil amili deyil; bununla belə, doldurucunun səth sahəsinə, qablaşdırılmasına və matrislə təmas şəraitinə təsir göstərə bildiyi üçün nəticələrin şərhində köməkçi dəyişən kimi nəzərə alınmışdır.

Qara zirə doldurucusunun böyük hissəsi 250–500 µm intervalında cəmləndiyi halda, kolza aydın şəkildə daha iri paylanmaya malikdir. Ağac isə daha geniş ölçü paylanması göstərir.

Mənbədə 125 µm-dən kiçik fraksiyalar ilə səth nahamarlığı arasında müsbət korrelyasiya müşahidə edilmişdir; lakin bu incə fraksiyaların böyük hissəsi ağac mənşəli olduğu üçün müəlliflər bunu birbaşa “kiçik hissəcik nahamarlığı artırır” şəklində səbəb-nəticə nəticəsi kimi şərh etmirlər.

İstehsal prosesi

İstehsal plastik emalı və ağac əsaslı panel istehsalı texnikalarını birləşdirən iki mərhələli üsuldur. Birinci mərhələdə doldurucu ilə termoplastik nişasta iki vintli ekstruderdə homogenləşdirilmiş, ikinci mərhələdə alınan material düz isti preslə lövhəyə çevrilmişdir.

İlkin sınaqlarda 900 kg/m³ hədəf sıxlıqdan istifadə edilmiş, lakin bəzi formulalarda kifayət qədər lövhə bütövlüyü əldə edilməmişdir. Bütün formulalarda ortaq istehsal parametrlərindən istifadə etmək üçün hədəf sıxlıq 1100 kg/m³-ə qaldırılmışdır.

Faktiki lövhə sıxlığı

İstehsal olunan nümunələrin bütün variantlar üzrə orta sıxlığı 1167 ± 47 kg/m³, orta qalınlığı 2,54 ± 0,11 mm olaraq ölçülmüşdür. Bu dəyərlər hədəf sıxlıq və qalınlığa yaxın, lakin tam eyni deyil; faktiki lövhə xüsusiyyətləri variantlar arasında dəyişir.

MOR nəyi ölçür?

Modulus of rupture (MOR) lövhənin əyilmə yükü altında qırılmadan əvvəl daşıya bildiyi gərginliyi ifadə edən mexaniki möhkəmlik göstəricisidir. MOR ölçmələri EN 310:1994 əsasında aparılmış və hər təcrübə variantı üçün 20 nümunədən istifadə edilmişdir.

Faktorial ANOVA-ya görə pres qalığı növü, pres qalığı miqdarı, matris nisbəti və bəzi qarşılıqlı təsirlər MOR üzərində əhəmiyyətlidir. Ən böyük pay pres qalığı miqdarına aiddir.

İstinad lövhələrində matris nisbətini %30-dan %40-a yüksəltmək MOR-u artırmışdır. Ağac pres qalığı ilə qismən və ya tam dəyişdirildikdə eyni matris artımının aydın mexaniki üstünlüyü müşahidə edilməmişdir.

Qara zirə tərkibli sistemlərdə əvəzləmə nisbəti artdıqca MOR azalmış; ən böyük azalma 0–30–65% intervalında müşahidə edilmiş, %65-dən %100-ə keçiddə əlavə böyük dəyişiklik görülməmişdir. Kolza sistemləri isə əvəzləmə səviyyələri boyunca daha sabit MOR davranışı göstərmişdir.

Səth nahamarlığı

Səth nahamarlığı EN ISO 21920-2:2022-06 çərçivəsində Rz, Ra və Rq parametrləri ilə qiymətləndirilmişdir. Hər variantda 20 nümunə Surftest SJ-210 təmas profilometri ilə ölçülmüşdür.

Rz, Ra və Rq eyni səth profilinin müxtəlif xüsusiyyətlərini təmsil etdiyinə görə öz aralarında yüksək korrelyasiya göstərmişdir. Əsas amillər arasında yalnız pres qalığı miqdarı əhəmiyyətli olmuşdur.

Modelin nahamarlığın böyük hissəsini izah edə bilməməsi hissəcik ölçüsünün paylanması, hissəcik aqreqasiyası, səth boşluqları, doldurucunun faktiki kimyəvi tərkibi və proses zamanı yerləşmə kimi digər dəyişənlərin də vacib ola biləcəyini göstərir.

SEM nə göstərdi?

Səth morfologiyası Phenom XL skanedici elektron mikroskopu ilə 200× və 1000× böyütmədə tədqiq edilmiş; hər variant üçün üç müxtəlif səth sahəsi görüntülənmişdir.

SEM müşahidələrinə görə istinad lövhələrində açıqda qalan ağac hissəcikləri və səthdə fasiləliliklər olmuşdur. Ağacın bir hissəsinin qara zirə ilə dəyişdirilməsi səthi daha homogen etmişdir. Lakin %100 qara zirə əvəzlənməsində incə hissəciklərin topalaşması dominant hala gəlmiş və nahamarlığın yenidən artması ilə uyğun morfologiya müşahidə edilmişdir.

%100 axşam primulası ilə əvəz edilmiş kompozitlərdə isə daha davamlı və kompakt, daha az açıq hissəcik və daha az nəzərəçarpan boşluq ehtiva edən səth quruluşu müşahidə edilmişdir. Bu quruluş aşağı nahamarlıq və nisbətən yaxşı su davranışı ilə uyğundur.

Təmas bucağı və islanma qabiliyyəti

Səthin islanma qabiliyyəti Phoenix 300 qoniometri istifadə edilərək 3 µL distillə edilmiş su damcısı ilə ölçülmüşdür. Təmas bucağı damcının qoyulmasından 5, 20, 40 və 60 saniyə sonra qeydə alınmış; hər variant üçün 20 nümunədən istifadə edilmişdir.

Daha böyük təmas bucağı ümumilikdə su damcısının səthdə daha az yayılması, yəni daha aşağı islanma qabiliyyəti ilə əlaqəlidir. Bununla belə, məsamələr, səth nahamarlığı və mayenin kompozitə daxil olması ölçülən görünən bucağa təsir göstərə bilər; buna görə təmas bucağı təkbaşına suya davamlılığın hamısını ifadə etmir.

Təmas bucağı modelinin ümumi izahediciliyi %90-dan yuxarıdır. Bu nəticə islanma davranışının təcrübədə seçilmiş pres qalığı növü, miqdarı, matris və zaman amilləri ilə kifayət qədər yaxşı təsvir edildiyini göstərir.

Üç pres qalığı növünün təmas bucağı davranışı

Qara zirə: %30 və %65 əvəzləmədə təmas bucağı istinada nisbətən azalmış, yəni səth daha asan islanmışdır. %100 əvəzləmədə təmas bucağı yenidən artmışdır. Mənbə bu əks dönüşü artan nahamarlıq və damcı kənarının səth qeyri-bərabərliklərində tutulması ehtimalı ilə əlaqələndirir.

Kolza: Pres qalığının miqdarı artdıqca təmas bucağı mərhələli və təxminən monoton şəkildə azalmışdır. Bu davranış islanma qabiliyyətinin əsasən pres qalığı miqdarı tərəfindən idarə olunduğunu düşündürür.

Axşam primulası: Ən sabit davranış burada müşahidə edilmişdir. %100 ağac əvəzlənməsində belə təmas bucağı istinad lövhələrinə yaxın qalmış və 5–60 saniyə ərzində yalnız məhdud azalma göstərmişdir.

Bu Tədqiqatda Tək Bir “Ən Yaxşı” Yağ Presi Qalığı Varmı?

Xeyr. Üstün pres qalığı performans göstəricisinə görə dəyişir: kolza MOR baxımından əvəzləmə nisbətləri boyunca nisbətən sabitdir və suda struktur bütövlüyü baxımından ən güclü sistemlərdən biridir; axşam primulası yüksək və sabit təmas bucağı, kompakt səth və aşağı şişmə davranışı ilə seçilir; qara zirə isə orta əvəzləmə nisbətlərində səth nahamarlığını azalda bilmiş, lakin xüsusilə su təsirində daha zəif davranmışdır. Buna görə mənbə vahid universal optimal pres qalığı müəyyən etmir.

Su udma təcrübəsi

Su udma nisbəti mənbədə aşağıdakı tənliklə hesablanmışdır:

\[ WA_n=\frac{m_n-m_0}{m_0}\times100\% \]

Burada \(WA_n\), \(n\) saatın sonunda su udma faizidir; \(m_0\), suya batırmadan əvvəl nümunənin kütləsi; \(m_n\), 2 və ya 24 saatlıq batırmadan sonrakı kütlədir və \(n\in\{2,24\}\) kimi müəyyən edilmişdir.

Tənlik nümunənin başlanğıc kütləsinə nisbətən nə qədər su qazandığını faizlə göstərir. Məsələn, kütlə artımı böyüdükcə WA xətti şəkildə yüksəlir. Lakin nümunə suda parçalandıqda son kütlə və qalınlığın etibarlı şəkildə ölçülməsi mümkün deyil.

Nümunə parçalanmasının ayrıca metrik kimi istifadə edilməsinin səbəbi

Su təcrübələrində bəzi kompozitlər fiziki bütövlüyünü itirmişdir. Buna görə yalnız WA və ya TS dəyərlərini hesabatlandırmaq ən zəif nümunələri məlumatdan kənarda qoyaraq yanlış davamlılıq təsəvvürü yarada bilərdi.

Tədqiqatçılar bu problemi 2 və 24 saatın sonunda parçalanan nümunələrin faizini ayrıca hesabatlandırmaqla həll etməyə çalışmışlar. WA və TS üçün statistik müqayisələr yalnız müvafiq ölçmə müddətinin hamısı boyunca bütün nümunələri bütöv qalan variantlarda aparılmışdır.

Kolza pres qalığının su davranışı

Kolza tərkibli kompozitlər yüksək ağac əvəzləmə nisbətlərində nəzərəçarpan dərəcədə güclü struktur bütövlüyü göstərmişdir. %65 və %100 kolza əvəzlənməsində, həm %30, həm də %40 matris nisbətində, 2 və 24 saatın sonunda parçalanmış nümunə müşahidə edilməmişdir.

%100 kolza əvəzlənməsində su udma dəyəri %40 matrisli variantda %30 matrisli variantdan daha aşağı olmuşdur.

Axşam primulasının su davranışı

Axşam primulası xüsusilə yüksək əvəzləmə nisbətlərində suya qarşı müsbət performans göstərmişdir. %100 axşam primulası və %40 matris variantı ölçülə bilən variantlar arasında 2 saatın sonunda ən aşağı qalınlıq şişməsini göstərmiş; %100 əvəzləmə qruplarında 24 saatın sonunda da aşağı TS dəyəri ilə ayrıca statistik qrup yaratmışdır.

Mənbə axşam primulası kompozitlərindəki kompakt və az boşluqlu səth morfologiyasının su girişini məhdudlaşdırmış ola biləcəyini müzakirə edir. Pres qalığında qalan yağın su girişini azalda biləcəyi də mümkün izah kimi təqdim edilmişdir. Lakin qalıq yağ miqdarı bu təcrübədə ölçülmədiyi üçün bu mexanizm təsdiqlənməmişdir.

Qara zirə pres qalığının su davranışı

Qara zirə tərkibli sistemlər su mənşəli pozulmaya daha həssas davranmışdır. Mənbənin ümumi nəticəsi nigella variantlarının kolza və axşam primulası sistemləri ilə müqayisədə suda struktur bütövlüyünü qorumaqda daha çox çətinlik çəkdiyi istiqamətindədir.

Bu nəticə qara zirənin kompozit doldurucu kimi istifadə oluna bilməyəcəyi anlamına gəlmir; lakin su ilə təmas edən istifadə sahələri üçün mövcud formulanın əlavə optimallaşdırma tələb etdiyini göstərir.

PCA nə əlavə etdi?

Principal Component Analysis (PCA) çoxsaylı mexaniki, səth və su parametrlərini eyni dəyişən məkanında birlikdə qiymətləndirmək üçün istifadə edilmişdir. İlk iki əsas komponent ümumi variasiyanın təxminən %65,67-ni izah etmişdir.

Pres qalığı miqdarı vektoru MOR ilə əks istiqamətdə yerləşmişdir. Bu bütöv analiz daha çox pres qalığından istifadənin ümumilikdə mexaniki möhkəmliyi azaltdığı halda bəzi formulalarda səth və su davranışını yaxşılaşdıra bildiyi istiqamətindəki performans güzəştini dəstəkləyir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Xammal

Matris kimi kommersiya M30 modifikasiya olunmuş termoplastik nişastadan istifadə edilmişdir. Liqnoselülozik istinad doldurucusu sənaye yonqar lövhələrinin xarici qatında istifadə edilənlərə bənzər yumşaq ağac hissəcikləridir.

Alternativ doldurucular qara zirə, kolza və axşam primulası pres qalıqlarıdır. Pres qalıqları təxminən 38 °C-də mexaniki soyuq presləmədən sonra yaranan yağ sənayesi yan məhsullarından alınmış, bıçaqlı dəyirmanda ölçü kiçiltmədən başqa əlavə emala məruz qalmamışdır.

Kompozisiya matrisi

İstehsal

1. Ağac/pres qalığı doldurucusu və M30 matrisi reseptə uyğun çəkildi.
2. Qarışıq eyni istiqamətdə fırlanan iki vintli ekstruderə verildi.
3. Ekstruziya 160 °C və 16 rpm şəraitində aparıldı.
4. Ekstruziya edilmiş material bıçaqlı dəyirmanda yenidən xırdalandı.
5. 275 × 160 mm çərçivələrdə təxminən 2,5 mm qalınlığında matlar yaradıldı.
6. Matlar 160 °C-də 5 dəqiqə isti presləndi.
7. Lövhələr yüngül təzyiq altında soyuduldu.
8. 24 saat laboratoriya şəraitində kondisiyalaşdırıldı.
9. Təcrübə standartlarına uyğun nümunələr kəsildi.

SEM

Səth morfologiyası Phenom XL skanedici elektron mikroskopu ilə tədqiq edilmişdir. Nümunələr təxminən 5 nm qızılla örtülmüş; 10 kV sürətləndirici gərginlik və 10 Pa kamera təzyiqi altında 200× və 1000× böyütmələrdən istifadə edilmişdir.

Hər variantdan üç müxtəlif səth sahəsi görüntülənmiş və reprezentativ mikroqraflar müzakirəyə daxil edilmişdir. Buna görə SEM bölməsi kəmiyyət üçölçülü məsaməlilik ölçümü deyil, seçilmiş səth morfologiyalarının müqayisəli müşahidəsidir.

Sıxlıq

Sıxlıq ölçümü EN 323:1999 əsaslı üsulla aparılmış və hər variant üçün 20 nümunədən istifadə edilmişdir. Orta sıxlıq 1167 ± 47 kg/m³ olaraq müəyyən edilmişdir.

Əyilmə möhkəmliyi

MOR EN 310:1994 əsasında və hər təcrübə variantı üçün 20 nümunə ilə ölçülmüşdür.

Faktorial ANOVA pres qalığı miqdarını mexaniki performansdakı ən böyük izahedici amil kimi müəyyən etmişdir. İstinad lövhələrinin MOR dəyərləri ümumilikdə pres qalığı ehtiva edən variantlardan daha yüksəkdir.

Səth nahamarlığı

Rz, Ra və Rq parametrləri Surftest SJ-210 portativ təmas profilometri ilə ölçülmüşdür. Hər variant üçün 20 nümunədən istifadə edilmişdir.

Nahamarlıq nəticələrində pres qalığı miqdarının əsas təsiri əhəmiyyətlidir; pres qalığı növü və matris nisbətinin ayrı-ayrılıqda əsas təsirləri əhəmiyyətli deyil. Bunun əvəzində pres qalığı növü × pres qalığı miqdarı, pres qalığı miqdarı × matris nisbəti və üçlü qarşılıqlı təsirlər əhəmiyyətlidir.

Təmas bucağı

Phoenix 300 qoniometri ilə 3 µL distillə edilmiş su damcısından istifadə edilmiş və görüntülər 5, 20, 40 və 60 saniyədə qeydə alınmışdır. Hər variantda 20 nümunə ölçülmüşdür.

Təmas bucağı üzərində pres qalığı miqdarı, pres qalığı növü, matris nisbəti və zamanın hamısı əhəmiyyətli əsas təsirlər göstərmişdir.

Su udma və qalınlıq üzrə şişmə

Nümunələr 2 və 24 saat suya batırılmışdır. Hər formula üçün başlanğıcda 20 nümunə qiymətləndirilmişdir.

Nümunə parçalandığı halda WA və TS etibarlı şəkildə ölçülə bilmədiyi üçün tədqiqatçılar parçalanmış nümunələrin faizini əlavə suya davamlılıq metriyi halına gətirmişlər.

WA və TS üçün Tukey çoxsaylı müqayisələri yalnız bütün nümunələri müvafiq ölçmə müddətinin sonuna qədər bütövlüyünü qoruyan variantlarda aparılmışdır.

Statistik təhlil

Statistik təhlil Statistica 13 ilə aparılmışdır.

• Hissəcik ölçüsü fraksiyaları ilə kompozit xüsusiyyətləri arasındakı əlaqə üçün Pearson korrelyasiyasından istifadə edilmişdir.
• Pres qalığı növü, pres qalığı miqdarı və matris nisbətinin təsirləri general linear model əsaslı faktorial ANOVA ilə araşdırılmışdır.
• Hər amilin nisbi töhfəsi intercept istisna olmaqla müvafiq sum of squares dəyərinin ümumi model sum of squares dəyərinə bölünməsi ilə hesablanmışdır.
• WA və TS üçün uyğun variantlar arasında one-way ANOVA + Tukey testi tətbiq edilmişdir.
• Əhəmiyyətlilik sərhədi α = 0,05 olaraq müəyyən edilmişdir.
• Dəyişənlər arasındakı ümumi quruluş PCA ilə araşdırılmışdır.

Əlavə cədvəllərdə bəzi p dəyərləri proqram çıxışında “0.000000” formasında göstərilir. Bu göstərim statistik baxımdan riyazi mənada p = 0 olduğunu deyil, dəyərin proqramın göstərmə dəqiqliyinin altında olduğunu ifadə edir.

Su stabilliyində mənbədaxili uyğunsuzluq

Mənbənin nəticələr mətnindəki “24 saatın sonunda %30 matrislə istehsal olunan bütün nümunələr parçalandı” cümləsi eyni səhifədəki Şəkil 9 və dərhal ardınca gələn pres qalığına spesifik izahla uyğun deyil. Şəkil 9, %30 matrisli kolza kompozitlərində %65 və %100 əvəzlənmədə 24 saatın sonunda %0 parçalanma göstərir.

Mənbə həmçinin eyni paraqrafda kolza üçün %65 və %100 əvəzlənmədə, matris nisbətindən asılı olmayaraq, 2 və 24 saatın sonunda parçalanma olmadığını açıq şəkildə bildirir. Buna görə tədqiqatın daxili baxımdan daha tutarlı olan pres qalığına spesifik nəticəsi Verianla şərhində əsas götürülmüşdür.

Standart istinad nömrələrində sürüşmə

Metod mətnindəki EN 323:1999, EN 310:1994 və EN ISO 21920-2:2022-06 istinad nömrələri ilə ədəbiyyat siyahısındakı nömrələr arasında bir pilləlik uyğunluq fərqi görünür. Standartların adları aydın olduğuna görə metodoloji məzmun qeyri-müəyyən deyil; problem yalnız mənbədaxili istinad nömrələnməsi səviyyəsindədir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Kimyəvi olaraq modifikasiya edilməmiş yağ presi qalıqları modifikasiya olunmuş termoplastik nişasta matrisində liqnoselülozik doldurucu kimi emal edilə bilər.
• %100 ağac əvəzlənməsi ilə fiziki kompozit lövhə istehsalı mümkündür.
• Pres qalığı miqdarı MOR davranışındakı ən güclü eksperimental amildir.
• Ağac əvəzlənməsinin artması ümumilikdə MOR-u azaldır.
• Kolza kompozitləri tədqiq olunan əvəzləmə səviyyələrində MOR baxımından nisbətən sabitdir.
• Orta səviyyəli qara zirə əvəzlənməsi səth nahamarlığını azalda bilər.
• %100 qara zirə əvəzlənməsində incə hissəcik aqreqasiyası və nahamarlıq yenidən arta bilər.
• Axşam primulası kompozitləri kompakt səth və yüksək/sabit təmas bucağı davranışı göstərmişdir.
• Kolza və axşam primulası yüksək əvəzləmə nisbətlərində suya qarşı struktur bütövlüyünü yaxşılaşdıra bilmişdir.
• %65 və %100 kolza əvəzlənməsində 2 və 24 saatın sonunda nümunə parçalanması müşahidə edilməmişdir.
• Pres qalığı miqdarı artdıqca mexaniki möhkəmlik ilə bəzi səth/su xüsusiyyətləri arasında performans güzəşti yaranır.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi nəticələr

• Yağ presi qalıqlarının hər ağac kompozit tətbiqində ağacdan daha yaxşı olduğu göstərilməmişdir.
• %100 pres qalığı əvəzlənməsinin mexaniki performans baxımından %100 ağac istinadına ekvivalent olduğu göstərilməmişdir.
• İstehsal olunmuş kompozitlərin faktiki bioloji parçalanma və ya kompostlaşma sürəti bu tədqiqatda ölçülməmişdir.
• Tədqiqat həyat dövrü qiymətləndirilməsi və ya karbon izi müqayisəsi aparmamışdır.
• İqtisadi mümkünlük və ya sənaye miqyaslı seriyalı istehsal xərci sınaqdan keçirilməmişdir.
• Pres qalıqlarının qalıq yağ və zülal miqdarı bu tədqiqatda kəmiyyətcə ölçülməmişdir.
• Qalıq yağın suya davamlılığı və ya doldurucu–matris yapışmasını birbaşa dəyişdirdiyi mexanizm eksperimental olaraq sübut edilməmişdir.
• Hissəcik ölçüsünün müstəqil səbəbkar təsiri sabit pres qalığı kompozisiyası altında eksperimental olaraq təcrid edilməmişdir.
• Uzunmüddətli xarici mühitdə yaşlanma, UV, donma-ərimə, bioloji parçalanma və ya yanğın davranışı qiymətləndirilməmişdir.

Gələcək tədqiqat ehtiyacları

Müəlliflər iki tədqiqat istiqamətini xüsusilə vurğulayırlar. Birincisi, hissəcik ölçüsünün təsirini vahid doldurucu kompozisiyası altında müstəqil şəkildə sınamaqdır. Mövcud təcrübədə hissəcik ölçüsü pres qalığı növü və ağac nisbəti ilə birlikdə dəyişdiyi üçün təsirlər tam ayrıla bilmir.

İkinci istiqamət pres qalıqlarının, xüsusilə qalıq yağ və zülal tərkibinin birbaşa kimyəvi yolla ölçülməsidir. Bu komponentlərin MOR, nahamarlıq, təmas bucağı, WA və TS ilə əlaqələndirilməsi müxtəlif pres qalığı növlərinin niyə fərqli davrandığını daha mexanistik şəkildə izah edə bilər.

Bu məlumatlar əldə edildikdə, pres qalığının minimum emalla birbaşa istifadəsinin, yoxsa qalıq yağın ekstraksiyası kimi əlavə proseslərin performans qazancını əsaslandırıb-əsaslandırmadığını daha etibarlı qiymətləndirmək mümkün olacaq.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: Valorization of Oil Press Residues in Starch-Based Biocomposites for Sustainable Wood Substitution.

Müəlliflər: Karolina Lipska; Izabela Betlej; Piotr Boruszewski.

Məsul müəllif: Piotr Boruszewski.

Qurumlar: Department of Technology and Entrepreneurship in Wood Industry, Institute of Wood Sciences and Furniture, Warsaw University of Life Sciences—SGGW; Department of Wood Science and Wood Protection, Institute of Wood Sciences and Furniture, Warsaw University of Life Sciences—SGGW; Varşava, Polşa.

Jurnal və nəşr kimliyi: Forests, 2026, Cild 17, Say 9, Məqalə 1061. Nəşriyyat: MDPI. DOI: 10.3390/f17091061.

Nəşr prosesi: Qəbul üçün təqdim edilmə 20 iyul 2026; reviziya 25 avqust 2026; qəbul 4 sentyabr 2026; nəşr 5 sentyabr 2026.

Mənbə növü: Rəyçi qiymətləndirməsindən keçmiş, açıq girişli, eksperimental materialşünaslıq / biokompozit tədqiqat məqaləsidir.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Əsas materiallar: M30 modifikasiya olunmuş termoplastik nişasta; yumşaq ağac hissəcikləri; qara zirə, kolza və axşam primulası yağ presi qalıqları.

Əsas istehsal üsulu: Eyni istiqamətdə fırlanan iki vintli ekstruziya + bıçaqlı üyütmə + düz isti presləmə.

Əsas eksperimental amillər: Üç pres qalığı növü; %0, %30, %65 və %100 ağac əvəzlənməsi; %30 və %40 MS matrisi.

Əsas analizlər: Hissəcik ölçüsü xarakterizasiyası, SEM, sıxlıq, MOR, Rz/Ra/Rq nahamarlığı, təmas bucağı, su udma, qalınlıq üzrə şişmə, parçalanmış nümunə nisbəti, Pearson korrelyasiyası, faktorial ANOVA, Tukey testi və PCA.

Nümunə sayları: Sıxlıq, MOR, nahamarlıq, təmas bucağı və su sınaqlarında hər variant üçün 20 nümunə; SEM üçün hər variant üzrə üç müxtəlif görüntü sahəsi.

Statistika: Statistica 13; Pearson korrelyasiyası; GLM əsaslı faktorial ANOVA; uyğun WA/TS qruplarında one-way ANOVA + Tukey; α = 0,05; PCA.

Maliyyələşdirmə: Tədqiqat xarici maliyyələşdirmə almamışdır.

Məlumatların əlçatanlığı: Tədqiqatda təqdim edilən məlumatların əsaslandırılmış sorğu əsasında məsul müəllifdən əldə edilə biləcəyi bildirilmişdir.

Maraqların toqquşması: Müəlliflər maraqların toqquşmasını bildirməmişlər.

Müəllif töhfələri: Konseptuallaşdırma Karolina Lipska və Piotr Boruszewski; metod Karolina Lipska, Piotr Boruszewski və Izabela Betlej; proqram təminatı Karolina Lipska; yoxlama Karolina Lipska və Piotr Boruszewski; formal təhlil və tədqiqat Karolina Lipska; resurslar üç müəllif; məlumatların işlənməsi və ilkin layihə Karolina Lipska; nəzərdən keçirmə/redaktə Izabela Betlej və Piotr Boruszewski; vizuallaşdırma Karolina Lipska; nəzarət Piotr Boruszewski; layihənin idarə edilməsi Karolina Lipska və Piotr Boruszewski; maliyyələşdirmənin əldə edilməsi Piotr Boruszewski.

Elmi şərh sərhədi

Bu tədqiqat müəyyən bir modifikasiya olunmuş nişasta, müəyyən üç pres qalığı xammalı, müəyyən hissəcik paylanmaları və müəyyən ekstruziya/isti pres şəraiti ilə hazırlanmış nazik lövhələri qiymətləndirir. Nəticələr başqa nişasta kimyalarına, başqa yağ presi qalıqlarına, fərqli lövhə qalınlıqlarına və ya sənaye proseslərinə avtomatik olaraq ümumiləşdirilməməlidir.

Tədqiqatın “davamlı” konteksti bərpa olunan polimer matrisi və yağ sənayesi yan məhsullarının dəyərləndirilməsinə əsaslanır. Mənbə istehsal olunan kompozitin ümumi ekoloji təsirinin ağac istinadından daha aşağı olduğunu həyat dövrü təhlili ilə göstərməmişdir.

M30-un bioloji parçalana bilən/kompostlana bilən xüsusiyyəti istehsalçı məlumatıdır. Son pres qalığı tərkibli lövhələrin parçalanma kinetikası, kompostlaşma şəraiti və ya ekoloji parçalanma məhsulları bu tədqiqatda ölçülməmişdir.

Mənbə daxilində Şəkil 9 ilə su-parçalanma mətninin bir cümləsi arasında nəticə uyğunsuzluğu və metod standartlarının istinad nömrələrində kiçik sürüşmə mövcuddur. Bu məqamlar Verianla mətnində səssizcə düzəldilməmiş, şərh sərhədi açıq saxlanmışdır.