Bu çalışma, modifiye termoplastik nişasta (MS) matrisi içinde kullanılan ahşap parçacıklarının çörek otu, kolza ve çuha çiçeği yağ pres posalarıyla kısmen veya tamamen değiştirilmesinin biyokompozit levhaların mekanik, yüzey ve suyla ilişkili özelliklerini nasıl değiştirdiğini araştırmaktadır. Nişasta esaslı biyokompozit, biyolojik kökenli lignoselülozik dolgu ile termoplastik olarak işlenebilen nişasta esaslı bir polimer matrisin bir araya getirildiği kompozit malzemedir. Araştırmacılar ahşabı %0, %30, %65 ve %100 düzeylerinde posa ile değiştirmiş, matrisi toplam kütlenin %30 veya %40'ı olarak kullanmış ve ekstrüzyon ile sıcak preslemeyi birleştiren üretim süreci sonrasında eğilme dayanımı, yüzey pürüzlülüğü, temas açısı, su emme, kalınlık şişmesi ve su içinde parçalanma davranışını incelemiştir.

Deneylerde posa miktarı, eğilme dayanımı göstergesi olan modulus of rupture (MOR) üzerindeki en güçlü deneysel faktördür ve faktöriyel modelde MOR varyasyonunun %43,65'ini açıklamıştır. Genel olarak ahşabın posa ile ikame edilmesi MOR'u azaltmıştır. Bununla birlikte performans yalnız ikame oranına bağlı değildir: kolza bazlı kompozitler mekanik açıdan daha kararlı bir eğilim gösterirken, çörek otu orta düzeyde ikamede yüzey pürüzlülüğünü azaltmış, %100 ikamede ise pürüzlülük yeniden yükselmiştir.

Su davranışında posa türleri arasında belirgin fark görülmüştür. Kolza içeren levhalarda %65 ve %100 ahşap ikamesinde, hem %30 hem %40 matris oranında, 2 ve 24 saatlik suya daldırma sonunda numune parçalanması gözlenmemiştir. Çuha çiçeği de yüksek ikame düzeylerinde suya karşı görece iyi davranış göstermiş; buna karşılık çörek otu içeren kompozitler su kaynaklı yapısal bozulmaya daha hassas kalmıştır.

Çalışmanın sonucu, işlenmemiş yağ pres posalarının nişasta esaslı biyokompozitlerde alternatif lignoselülozik dolgu olarak kullanılabileceğini göstermektedir; ancak bu, ahşabın performans kaybı olmadan her uygulamada tamamen değiştirilebileceği anlamına gelmez. Yazarlar bu malzemeleri özellikle yüksek yapısal dayanımın birincil gereklilik olmadığı uygulamalar için aday olarak konumlandırmaktadır.

Araştırma yaşam döngüsü analizi, karbon ayak izi, ekonomik optimizasyon veya üretilen levhaların biyobozunma hızını ölçmemiştir. Ayrıca posaların artık yağ ve protein içeriği bu deneyde kimyasal olarak nicelleştirilmemiştir. Bu nedenle malzeme performansındaki posa-türü farklılıklarının moleküler veya kimyasal mekanizması henüz tam olarak çözülmüş değildir.

Araştırma problemi

Ahşap parçacığı ve ahşap unu, lignoselülozik–polimer kompozitlerde yaygın kullanılan dolgulardır. Ancak ahşap işleme endüstrisinin kendi artıklarını giderek daha fazla değerlendirmesi, ahşap artıklarının her zaman düşük değerli ve sınırsız bir atık kaynağı olarak kabul edilemeyeceği anlamına gelmektedir. Bu nedenle başka endüstrilerde zaten oluşan lignoselülozik yan ürünlerin kompozit dolguya dönüştürülmesi, kaynak verimliliği açısından alternatif bir yol oluşturabilir.

Yağ pres posaları bu açıdan ilgi çekicidir. Posalar, yağ üretiminin ardından kalan katı biyokütledir ve yalnız selüloz, hemiselüloz ve lignin benzeri lignoselülozik bileşenleri değil; proteinleri, artık lipitleri, mineralleri ve diğer ekstraktif maddeleri de içerebilir. Bu bileşenler kompozit üretiminde hem avantaj hem dezavantaj oluşturabilir. Örneğin proteinler termomekanik işlem sırasında bağ oluşumuna katkı sağlayabilirken, yüzeyde kalan yağ fazı dolgu ile polimer matrisi arasındaki aderansı azaltabilir.

Birçok doğal lifli kompozit çalışmasında dolgu malzemeleri alkali işlem, silanizasyon, asetilasyon veya esterifikasyon gibi ek kimyasal modifikasyonlardan geçirilmektedir. Bu işlemler dolgu–matris uyumluluğunu artırabilir, fakat ilave kimyasal, enerji, işlem adımı ve maliyet gerektirir.

Bu araştırmanın özgün yaklaşımı, çörek otu, kolza ve çuha çiçeği pres posalarını kimyasal olarak modifiye etmeden kullanarak, mümkün olduğunca az işlem görmüş tarımsal-endüstriyel yan ürünlerle çalışmasıdır.

Kullanılan modifiye termoplastik nişasta

Polimer matrisi olarak ticari M30 modifiye termoplastik nişasta kullanılmıştır. Kaynak, üretici teknik verisine dayanarak M30 için yaklaşık 1,28 g/cm³ yoğunluk, 190 °C/2,16 kg koşulunda 9,0 g/10 dakika eriyik akış hızı, yaklaşık 35 MPa çekme dayanımı, 45 MPa eğilme dayanımı, 1400 MPa eğilme modülü ve 160–180 °C önerilen işleme sıcaklığı bildirmektedir.

Üretici M30'u mikroorganizmaların bulunduğu doğal koşullarda biyobozunur ve kompostlanabilir olarak tanımlamaktadır. Bu özellik çalışmada bağımsız biyobozunma deneyiyle yeniden ölçülmemiştir.

Kullanılan üç yağ pres posası

Çalışmada üç farklı yağ üretim artığı kullanılmıştır:

• Çörek otu posası (Nigella, N),
• Kolza posası (Rapeseed, R),
• Çuha çiçeği posası (Evening Primrose, EP).

Posalar mekanik soğuk presleme yapan ticari bir yağ üreticisinden alınmıştır. Kaynak, yağ presleme sıcaklığını yaklaşık 38 °C olarak bildirmektedir. Kompozit üretiminden önce posalar bıçaklı değirmende küçültülmüş, fakat ilave kimyasal veya yüzey işlemi uygulanmamıştır.

Deney tasarımı

Üç ana deneysel faktör kullanılmıştır:

%0 posa grupları yalnız ahşap parçacığı ve MS matrisi içeren referans levhalardır. %30 ve %65 düzeylerinde ahşap ile posa aynı dolgu fazında birlikte bulunurken, %100 düzeyinde lignoselülozik dolgu tamamen ilgili posadan oluşmaktadır.

Kaynak deney tasarımını 24 varyant olarak tanımlamaktadır. Bunun nedeni %0 referans formülasyonlarının deneysel faktör yapısı içinde üç posa türü için ayrı referans kodlarıyla temsil edilmesidir; fiziksel kompozisyon bakımından N0, R0 ve EP0 referansları eşdeğerdir ve istatistiksel sunumda ortak 0_MS30 ve 0_MS40 kodları altında birleştirilmiştir.

Yağ Pres Posaları Ahşap Parçacıklarının Tamamının Yerini Alabilir mi?

Bu deneyde %100 ahşap ikamesiyle bütün üç posa türünden üretilebilir ve ölçülebilir kompozit levhalar elde edilmiştir; ancak “üretilebilmek” ile “ahşap referansla eşdeğer performans göstermek” aynı şey değildir. Posa ilavesi genel olarak MOR'u düşürmüş, buna karşılık bazı yüksek-posa formülasyonlarında yüzey düzgünlüğü veya suya karşı yapısal bütünlük iyileşmiştir. Bu nedenle tam ikame ancak hedef uygulamanın mekanik dayanım, su dayanımı ve yüzey gereksinimlerine göre değerlendirilmelidir.

Parçacık boyutu neden önemli?

Kaynak, aynı hammadde partisinin daha önceki çalışmada elde edilmiş elek analizi verilerini kullanmıştır. Parçacık boyutu bu deneyin kontrollü bağımsız faktörü değildir; bununla birlikte dolgunun yüzey alanı, paketlenmesi ve matrisle temas koşullarını etkileyebileceği için sonuçları yorumlamada yardımcı değişken olarak ele alınmıştır.

Çörek otu dolgusunun büyük bölümü 250–500 µm aralığında yoğunlaşırken kolza belirgin biçimde daha kaba bir dağılıma sahiptir. Ahşap ise daha geniş bir boyut dağılımı göstermektedir.

Kaynakta 125 µm'den küçük fraksiyonlar ile yüzey pürüzlülüğü arasında pozitif korelasyon görülmüştür; ancak bu ince fraksiyonların büyük kısmının ahşap kaynaklı olması nedeniyle yazarlar bunu doğrudan “küçük parçacık pürüzlülüğü artırır” biçiminde nedensel sonuç olarak yorumlamamaktadır.

Üretim süreci

Üretim, plastik işleme ve ahşap esaslı panel üretim tekniklerini birleştiren iki aşamalı bir yöntemdir. İlk aşamada dolgu ile termoplastik nişasta çift vidalı ekstrüderde homojenleştirilmiş, ikinci aşamada elde edilen materyal düz sıcak presle levhaya dönüştürülmüştür.

İlk denemelerde 900 kg/m³ hedef yoğunluk kullanılmış, ancak bazı formülasyonlarda yeterli levha bütünlüğü elde edilememiştir. Bütün formülasyonlarda ortak üretim parametreleri kullanabilmek için hedef yoğunluk 1100 kg/m³'e yükseltilmiştir.

Gerçek levha yoğunluğu

Üretilen numunelerin bütün varyantlar üzerinden ortalama yoğunluğu 1167 ± 47 kg/m³, ortalama kalınlığı 2,54 ± 0,11 mm olarak ölçülmüştür. Bu değerler hedef yoğunluk ve kalınlığa yakın fakat tam olarak aynı değildir; gerçek levha özellikleri varyantlar arasında değişmektedir.

MOR neyi ölçüyor?

Modulus of rupture (MOR), bir levhanın eğilme yükü altında kırılmadan önce taşıyabildiği gerilimi temsil eden mekanik dayanım göstergesidir. MOR ölçümleri EN 310:1994 esas alınarak yürütülmüş ve her deney varyantı için 20 numune kullanılmıştır.

Faktöriyel ANOVA'ya göre posa türü, posa miktarı, matris oranı ve bazı etkileşimler MOR üzerinde anlamlıdır. En büyük pay posa miktarına aittir.

Referans levhalarda matris oranını %30'dan %40'a yükseltmek MOR'u artırmıştır. Ahşap posa ile kısmen veya tamamen değiştirildiğinde aynı matris artışının belirgin mekanik avantajı görülmemiştir.

Çörek otu içeren sistemlerde ikame oranı yükseldikçe MOR azalmış; en büyük düşüş 0–30–65% aralığında görülmüş, %65'ten %100'e çıkışta ek büyük değişim görülmemiştir. Kolza sistemleri ise ikame düzeyleri boyunca daha kararlı MOR davranışı göstermiştir.

Yüzey pürüzlülüğü

Yüzey pürüzlülüğü EN ISO 21920-2:2022-06 çerçevesinde Rz, Ra ve Rq parametreleriyle değerlendirilmiştir. Her varyantta 20 numune Surftest SJ-210 temaslı profilometre ile ölçülmüştür.

Rz, Ra ve Rq aynı yüzey profilinin farklı özelliklerini temsil ettiği için kendi aralarında yüksek korelasyon göstermiştir. Ana faktörler arasında yalnız posa miktarı anlamlı bulunmuştur.

Modelin pürüzlülüğün büyük bölümünü açıklayamaması; parçacık boyutu dağılımı, parçacık agregasyonu, yüzey boşlukları, dolgunun gerçek kimyasal kompozisyonu ve proses sırasındaki yerleşim gibi başka değişkenlerin de önemli olabileceğini göstermektedir.

SEM ne gösterdi?

Yüzey morfolojisi Phenom XL taramalı elektron mikroskobuyla 200× ve 1000× büyütmede incelenmiş; her varyant için üç farklı yüzey alanı görüntülenmiştir.

SEM gözlemlerine göre referans levhalarda açıkta kalan ahşap parçacıkları ve yüzey süreksizlikleri bulunmuştur. Ahşabın bir bölümünün çörek otu ile değiştirilmesi yüzeyi daha homojen hale getirmiştir. Ancak %100 çörek otu ikamesinde ince parçacık kümelenmesi baskın hale gelmiş ve pürüzlülüğün yeniden yükselmesiyle uyumlu bir morfoloji görülmüştür.

%100 çuha çiçeği ikameli kompozitlerde ise daha sürekli ve kompakt, daha az açık parçacık ve daha az belirgin boşluk içeren yüzey yapısı gözlenmiştir. Bu yapı, düşük pürüzlülük ve görece iyi su davranışıyla uyumludur.

Temas açısı ve ıslanabilirlik

Yüzey ıslanabilirliği, Phoenix 300 gonyometresi kullanılarak 3 µL damıtılmış su damlasıyla ölçülmüştür. Temas açısı damlanın bırakılmasından 5, 20, 40 ve 60 saniye sonra kaydedilmiş; her varyant için 20 numune kullanılmıştır.

Daha büyük temas açısı genel olarak su damlasının yüzeyde daha az yayılmasıyla, yani daha düşük ıslanabilirlikle ilişkilidir. Bununla birlikte gözenekler, yüzey pürüzlülüğü ve sıvının kompozit içine girişi ölçülen görünür açıyı etkileyebilir; bu nedenle temas açısı tek başına su dayanımının tamamını temsil etmez.

Temas açısı modelinin toplam açıklayıcılığı %90'ın üzerindedir. Bu sonuç, ıslanabilirlik davranışının deneyde seçilen posa türü, miktarı, matris ve zaman faktörleriyle oldukça iyi tanımlandığını göstermektedir.

Üç posa türünün temas açısı davranışı

Çörek otu: %30 ve %65 ikamede temas açısı referansa göre düşmüş, yani yüzey daha kolay ıslanmıştır. %100 ikamede temas açısı yeniden artmıştır. Kaynak bu tersine dönüşü artan pürüzlülük ve damla kenarının yüzey düzensizliklerinde tutulması olasılığıyla ilişkilendirmektedir.

Kolza: Posa miktarı arttıkça temas açısı kademeli ve yaklaşık monoton biçimde azalmıştır. Bu davranış, ıslanabilirliğin ağırlıklı olarak posa miktarı tarafından yönlendirildiğini düşündürmektedir.

Çuha çiçeği: En kararlı davranış burada görülmüştür. %100 ahşap ikamesinde dahi temas açısı referans levhalara yakın kalmış ve 5–60 saniye boyunca yalnız sınırlı azalma göstermiştir.

Bu Çalışmada Tek Bir “En İyi” Yağ Pres Posası Var mı?

Hayır. Performans metriğine göre avantajlı posa değişmektedir: kolza MOR bakımından ikame oranları boyunca görece kararlı ve su içinde yapısal bütünlük bakımından en güçlü sistemlerden biridir; çuha çiçeği yüksek ve kararlı temas açısı, kompakt yüzey ve düşük şişme davranışıyla öne çıkmaktadır; çörek otu ise orta ikame oranlarında yüzey pürüzlülüğünü azaltabilmiş fakat özellikle su maruziyetinde daha zayıf davranmıştır. Bu nedenle kaynak tek bir evrensel optimum posa tanımlamamaktadır.

Su emme deneyi

Su emme oranı kaynakta şu denklemle hesaplanmıştır:

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

Burada \(WA_n\), \(n\) saat sonunda su emme yüzdesidir; \(m_0\), suya daldırma öncesi numune kütlesi; \(m_n\), 2 veya 24 saatlik daldırma sonrasındaki kütledir ve \(n\in\{2,24\}\) olarak tanımlanmıştır.

Denklem, numunenin başlangıç kütlesine göre ne kadar su kazandığını yüzdesel olarak verir. Örneğin kütle artışı büyüdükçe WA doğrusal olarak yükselir. Ancak numunenin su içinde parçalanması halinde son kütlenin ve kalınlığın güvenilir biçimde ölçülmesi mümkün değildir.

Numune parçalanmasının ayrı metrik olarak kullanılmasının nedeni

Su deneylerinde bazı kompozitler fiziksel bütünlüğünü kaybetmiştir. Bu nedenle yalnız WA veya TS değerlerini raporlamak, en zayıf numuneleri veri dışına iterek yanlış bir dayanıklılık izlenimi oluşturabilirdi.

Araştırmacılar bu sorunu, 2 ve 24 saat sonunda parçalanan numune yüzdesini ayrıca raporlayarak çözmeye çalışmıştır. WA ve TS için istatistiksel karşılaştırmalar yalnız ilgili ölçüm süresinin tamamında bütün numuneleri sağlam kalan varyantlarda gerçekleştirilmiştir.

Kolza posasının su davranışı

Kolza içeren kompozitler, yüksek ahşap ikame oranlarında belirgin biçimde güçlü yapısal bütünlük göstermiştir. %65 ve %100 kolza ikamesinde, hem %30 hem %40 matris oranında, 2 ve 24 saat sonunda parçalanan numune görülmemiştir.

%100 kolza ikamesinde su emme değeri, %40 matrisli varyantta %30 matrisli varyanttan daha düşük bulunmuştur.

Çuha çiçeğinin su davranışı

Çuha çiçeği, özellikle yüksek ikame oranlarında suya karşı olumlu performans göstermiştir. %100 çuha çiçeği ve %40 matris varyantı, ölçülebilen varyantlar arasında 2 saat sonunda en düşük kalınlık şişmesini göstermiş; %100 ikame gruplarında 24 saat sonunda da düşük TS değeriyle ayrı bir istatistiksel grup oluşturmuştur.

Kaynak, çuha çiçeği kompozitlerindeki kompakt ve az boşluklu yüzey morfolojisinin su girişini sınırlandırmış olabileceğini tartışmaktadır. Posada kalan yağın su girişini azaltmış olabileceği de olası açıklama olarak sunulmuştur. Ancak artık yağ miktarı bu deneyde ölçülmediği için bu mekanizma doğrulanmış değildir.

Çörek otu posasının su davranışı

Çörek otu içeren sistemler su kaynaklı bozulmaya daha hassas davranmıştır. Kaynağın genel sonucu, nigella varyantlarının kolza ve çuha çiçeği sistemlerine göre su içinde yapısal bütünlüğünü korumakta daha fazla zorlandığı yönündedir.

Bu sonuç, çörek otunun kompozit dolgu olarak kullanılamayacağı anlamına gelmez; ancak suyla temas eden kullanım alanları için mevcut formülasyonun ek optimizasyon gerektirdiğini gösterir.

PCA ne ekledi?

Principal Component Analysis (PCA), çok sayıda mekanik, yüzey ve su parametresini aynı değişken uzayında birlikte değerlendirmek için kullanılmıştır. İlk iki ana bileşen toplam varyansın yaklaşık %65,67'sini açıklamıştır.

Posa miktarı vektörü MOR ile ters yönde konumlanmıştır. Bu bütünsel analiz, daha fazla posa kullanımının genel olarak mekanik dayanımı azaltırken bazı formülasyonlarda yüzey ve su davranışını iyileştirebildiği yönündeki performans takasını desteklemektedir.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Hammadde

Matris olarak ticari M30 modifiye termoplastik nişasta kullanılmıştır. Lignoselülozik referans dolgu, endüstriyel yonga levhaların dış tabakasında kullanılana benzer yumuşak ağaç parçacıklarıdır.

Alternatif dolgular çörek otu, kolza ve çuha çiçeği pres posalarıdır. Posalar yaklaşık 38 °C'de mekanik soğuk presleme sonrasında oluşan yağ endüstrisi yan ürünlerinden alınmış, bıçaklı değirmende boyut küçültme dışında ek işleme tabi tutulmamıştır.

Kompozisyon matrisi

Üretim

1. Ahşap/posa dolgusu ve M30 matrisi reçeteye göre tartıldı.
2. Karışım eş yönlü çift vidalı ekstrüdere beslendi.
3. Ekstrüzyon 160 °C ve 16 rpm koşullarında yapıldı.
4. Ekstrüde edilmiş materyal bıçaklı değirmende yeniden küçültüldü.
5. 275 × 160 mm çerçevelerde yaklaşık 2,5 mm kalınlığında matlar oluşturuldu.
6. Matlar 160 °C'de 5 dakika sıcak preslendi.
7. Levhalar hafif basınç altında soğutuldu.
8. 24 saat laboratuvar koşullarında kondisyonlandı.
9. Deney standartlarına uygun numuneler kesildi.

SEM

Yüzey morfolojisi Phenom XL taramalı elektron mikroskobuyla incelenmiştir. Numuneler yaklaşık 5 nm altınla kaplanmış; 10 kV hızlandırma voltajı ve 10 Pa hazne basıncı altında 200× ve 1000× büyütmeler kullanılmıştır.

Her varyanttan üç farklı yüzey alanı görüntülenmiş ve temsili mikrograflar tartışmaya dahil edilmiştir. Bu nedenle SEM bölümü nicel üç boyutlu porozite ölçümü değil, seçilmiş yüzey morfolojilerinin karşılaştırmalı gözlemidir.

Yoğunluk

Yoğunluk ölçümü EN 323:1999 temelli yöntemle gerçekleştirilmiş ve her varyant için 20 numune kullanılmıştır. Ortalama yoğunluk 1167 ± 47 kg/m³ olarak bulunmuştur.

Eğilme dayanımı

MOR, EN 310:1994 esas alınarak ve her deney varyantı için 20 numuneyle ölçülmüştür.

Faktöriyel ANOVA, posa miktarını mekanik performanstaki en büyük açıklayıcı faktör olarak tanımlamıştır. Referans levhaların MOR değerleri posa içeren varyantlardan genel olarak daha yüksektir.

Yüzey pürüzlülüğü

Rz, Ra ve Rq parametreleri Surftest SJ-210 taşınabilir temaslı profilometreyle ölçülmüştür. Her varyant için 20 numune kullanılmıştır.

Roughness sonuçlarında posa miktarının ana etkisi anlamlıdır; posa türü ve matris oranının tek başına ana etkileri anlamlı değildir. Buna karşılık posa türü × posa miktarı, posa miktarı × matris oranı ve üçlü etkileşimler önemlidir.

Temas açısı

Phoenix 300 gonyometresiyle 3 µL damıtılmış su damlası kullanılmış ve görüntüler 5, 20, 40 ve 60 saniyede kaydedilmiştir. Her varyantta 20 numune ölçülmüştür.

Temas açısı üzerinde posa miktarı, posa türü, matris oranı ve zamanın tamamı anlamlı ana etkiler göstermiştir.

Su emme ve kalınlık şişmesi

Numuneler 2 ve 24 saat suya daldırılmıştır. Her formülasyon için başlangıçta 20 numune değerlendirilmiştir.

Numunenin parçalanması halinde WA ve TS güvenilir biçimde ölçülemediğinden, araştırmacılar parçalanan numune yüzdesini ek bir su dayanımı metriği haline getirmiştir.

WA ve TS için Tukey çoklu karşılaştırmaları yalnız bütün numuneleri ilgili ölçüm süresinin sonuna kadar bütünlüğünü koruyan varyantlarda yapılmıştır.

İstatistiksel analiz

İstatistiksel analiz Statistica 13 ile yürütülmüştür.

• Parçacık boyutu fraksiyonları ile kompozit özellikleri arasındaki ilişki için Pearson korelasyonu kullanılmıştır.
• Posa türü, posa miktarı ve matris oranının etkileri general linear model tabanlı faktöriyel ANOVA ile incelenmiştir.
• Her faktörün göreli katkısı, intercept hariç ilgili sum of squares değerinin toplam model sum of squares değerine bölünmesiyle hesaplanmıştır.
• WA ve TS için uygun varyantlar arasında one-way ANOVA + Tukey testi uygulanmıştır.
• Anlamlılık sınırı α = 0,05 olarak belirlenmiştir.
• Değişkenler arası genel yapı PCA ile araştırılmıştır.

Ek tablolarda bazı p değerleri yazılım çıktısında “0.000000” biçiminde gösterilmektedir. Bu gösterim istatistiksel olarak matematiksel anlamda p = 0 olduğunu değil, değerin yazılımın görüntüleme hassasiyetinin altında olduğunu ifade eder.

Su stabilitesindeki kaynak içi tutarsızlık

Kaynak sonuç metnindeki “24 saat sonunda %30 matrisle üretilen bütün numuneler parçalandı” cümlesi, aynı sayfadaki Şekil 9 ve hemen ardından gelen posa-spesifik açıklamayla uyumlu değildir. Şekil 9, %30 matrisli kolza kompozitlerinde %65 ve %100 ikamede 24 saat sonunda %0 parçalanma göstermektedir.

Kaynak ayrıca aynı paragrafta kolza için %65 ve %100 ikamede, matris oranından bağımsız olarak 2 ve 24 saat sonunda parçalanma olmadığını açıkça belirtmektedir. Bu nedenle çalışmanın daha iç tutarlı posa-spesifik sonucu Verianla yorumunda esas alınmıştır.

Standart referans numaralarındaki kayma

Yöntem metnindeki EN 323:1999, EN 310:1994 ve EN ISO 21920-2:2022-06 referans numaraları ile kaynakçadaki numaralar arasında bir basamaklık eşleşme farkı görünmektedir. Standartların adları açık olduğundan yöntemsel içerik belirsiz değildir; sorun yalnız kaynak içi referans numaralandırması düzeyindedir.

Çalışmanın desteklediği sonuçlar

• Kimyasal olarak modifiye edilmemiş yağ pres posaları, modifiye termoplastik nişasta matrisinde lignoselülozik dolgu olarak işlenebilir.
• %100 ahşap ikamesiyle fiziksel kompozit levha üretimi mümkündür.
• Posa miktarı MOR davranışındaki en güçlü deneysel faktördür.
• Ahşap ikamesinin artması genel olarak MOR'u düşürmektedir.
• Kolza kompozitleri incelenen ikame düzeylerinde MOR bakımından görece kararlıdır.
• Orta düzey çörek otu ikamesi yüzey pürüzlülüğünü azaltabilir.
• %100 çörek otu ikamesinde ince parçacık agregasyonu ve pürüzlülük yeniden artabilir.
• Çuha çiçeği kompozitleri kompakt yüzey ve yüksek/kararlı temas açısı davranışı göstermiştir.
• Kolza ve çuha çiçeği, yüksek ikame oranlarında suya karşı yapısal bütünlüğü geliştirebilmiştir.
• %65 ve %100 kolza ikamesinde 2 ve 24 saat sonunda numune parçalanması gözlenmemiştir.
• Posa miktarı arttıkça mekanik dayanım ile bazı yüzey/su özellikleri arasında performans takası oluşmaktadır.

Çalışmanın desteklemediği sonuçlar

• Yağ pres posalarının her ahşap kompozit uygulamasında ahşaptan daha iyi olduğu gösterilmemiştir.
• %100 posa ikamesinin mekanik performans açısından %100 ahşap referansına eşdeğer olduğu gösterilmemiştir.
• Üretilen kompozitlerin gerçek biyobozunma veya kompostlaşma hızı bu çalışmada ölçülmemiştir.
• Çalışma yaşam döngüsü değerlendirmesi veya karbon ayak izi karşılaştırması yapmamıştır.
• Ekonomik fizibilite veya endüstriyel seri üretim maliyeti test edilmemiştir.
• Posaların artık yağ ve protein miktarları bu çalışmada nicel olarak ölçülmemiştir.
• Artık yağın su direncini veya dolgu–matris aderansını doğrudan değiştirdiği mekanizma deneysel olarak kanıtlanmamıştır.
• Parçacık boyutunun bağımsız nedensel etkisi, sabit posa kompozisyonu altında deneysel olarak izole edilmemiştir.
• Uzun dönem dış ortam yaşlanması, UV, donma-çözülme, biyolojik bozunma veya yangın davranışı değerlendirilmemiştir.

Gelecek çalışma ihtiyaçları

Yazarlar iki araştırma yönünü özellikle vurgulamaktadır. Birincisi, parçacık boyutunun etkisini tek tip dolgu kompozisyonu altında bağımsız biçimde sınamaktır. Mevcut deneyde parçacık boyutu, posa türü ve ahşap oranıyla birlikte değiştiği için etkiler tamamen ayrıştırılamamaktadır.

İkinci yön, posaların özellikle artık yağ ve protein içeriklerinin doğrudan kimyasal olarak ölçülmesidir. Bu bileşenlerin MOR, pürüzlülük, temas açısı, WA ve TS ile ilişkilendirilmesi, farklı posa türlerinin neden farklı davrandığını daha mekanistik biçimde açıklayabilir.

Bu veriler elde edildiğinde, posanın doğrudan minimum işleme ile kullanılmasının mı yoksa artık yağ ekstraksiyonu gibi ek işlemlerin performans kazancını haklı çıkarıp çıkarmadığının daha güvenilir biçimde değerlendirilmesi mümkün olacaktır.

Kaynak ve Yöntem Notu

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

Yazarlar: Karolina Lipska; Izabela Betlej; Piotr Boruszewski.

Sorumlu yazar: Piotr Boruszewski.

Kurumlar: 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; Varşova, Polonya.

Dergi ve yayın kimliği: Forests, 2026, Cilt 17, Sayı 9, Makale 1061. Yayınevi: MDPI. DOI: 10.3390/f17091061.

Yayın süreci: Alınma 20 Temmuz 2026; revizyon 25 Ağustos 2026; kabul 4 Eylül 2026; yayın 5 Eylül 2026.

Kaynak türü: Hakemli, açık erişimli, deneysel malzeme bilimi / biyokompozit araştırma makalesidir.

Lisans: Creative Commons Attribution (CC BY).

Ana materyaller: M30 modifiye termoplastik nişasta; yumuşak ağaç parçacıkları; çörek otu, kolza ve çuha çiçeği yağ pres posaları.

Temel üretim yöntemi: Eş yönlü çift vidalı ekstrüzyon + bıçaklı öğütme + düz sıcak presleme.

Temel deney faktörleri: Üç posa türü; %0, %30, %65 ve %100 ahşap ikamesi; %30 ve %40 MS matrisi.

Temel analizler: Parçacık boyutu karakterizasyonu, SEM, yoğunluk, MOR, Rz/Ra/Rq pürüzlülüğü, temas açısı, su emme, kalınlık şişmesi, parçalanan numune oranı, Pearson korelasyonu, faktöriyel ANOVA, Tukey testi ve PCA.

Numune sayıları: Yoğunluk, MOR, pürüzlülük, temas açısı ve su testlerinde varyant başına 20 numune; SEM için varyant başına üç farklı görüntü alanı.

İstatistik: Statistica 13; Pearson korelasyonu; GLM tabanlı faktöriyel ANOVA; uygun WA/TS gruplarında one-way ANOVA + Tukey; α = 0,05; PCA.

Finansman: Çalışma dış finansman almamıştır.

Veri erişilebilirliği: Çalışmada sunulan verilerin makul talep üzerine sorumlu yazardan sağlanabileceği belirtilmiştir.

Çıkar çatışması: Yazarlar çıkar çatışması bildirmemiştir.

Yazar katkıları: Kavramsallaştırma Karolina Lipska ve Piotr Boruszewski; yöntem Karolina Lipska, Piotr Boruszewski ve Izabela Betlej; yazılım Karolina Lipska; doğrulama Karolina Lipska ve Piotr Boruszewski; biçimsel analiz ve araştırma Karolina Lipska; kaynaklar üç yazar; veri düzenleme ve ilk taslak Karolina Lipska; gözden geçirme/düzenleme Izabela Betlej ve Piotr Boruszewski; görselleştirme Karolina Lipska; gözetim Piotr Boruszewski; proje yönetimi Karolina Lipska ve Piotr Boruszewski; finansman edinimi Piotr Boruszewski.

Bilimsel yorum sınırı

Bu çalışma belirli bir modifiye nişasta, belirli üç posa hammaddesi, belirli parçacık dağılımları ve belirli ekstrüzyon/sıcak pres koşullarıyla hazırlanmış ince levhaları değerlendirmektedir. Sonuçlar başka nişasta kimyalarına, başka yağ pres artıklarına, farklı levha kalınlıklarına veya endüstriyel proseslere otomatik olarak genellenmemelidir.

Çalışmanın “sürdürülebilir” bağlamı, yenilenebilir polimer matrisi ve yağ endüstrisi yan ürünlerinin değerlendirilmesine dayanmaktadır. Kaynak, üretilen kompozitin toplam çevresel etkisinin ahşap referanstan daha düşük olduğunu yaşam döngüsü analiziyle göstermemiştir.

M30'un biyobozunur/kompostlanabilir niteliği üretici bilgisidir. Nihai posa içeren levhaların bozunma kinetiği, kompostlaşma koşulları veya çevresel bozunma ürünleri bu çalışmada ölçülmemiştir.

Kaynak içinde Şekil 9 ile su-parçalanma metninin bir cümlesi arasında sonuç uyuşmazlığı ve yöntem standartlarının referans numaralarında küçük bir kayma bulunmaktadır. Bu noktalar Verianla metninde sessizce düzeltilmemiş, yorum sınırı açık tutulmuştur.