Ahşap plastik kompozit (Wood-Plastic Composite, WPC), son yıllarda benzersiz özelliklerinin birleşimi nedeniyle büyük ilgi gören bir bileşik malzemedir. Bu malzeme, ahşap lifleri veya tozu ile termoplastik polimerlerin birleştirilmesiyle oluşur ve doğal ahşabın güzelliğini, plastik malzemelerin dayanıklılığı ve işlevselliği ile birleştirerek çok yönlü bir malzeme yaratır. Bu makalede, WPC’nin tanıtımı, temel özellikleri, çeşitleri, kullanım alanları ve termowood ile karşılaştırması genel olarak sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: ahşap plastik kompozit, WPC, hibrit malzemeler, ahşap lifleri, termoplastik polimerler, uygulamalar, termoahşap.
Ahşap Plastik Kompozit (WPC), geleneksel yapı malzemeleri için çevre dostu bir alternatif olarak ortaya çıkan nispeten yeni bir malzemedir. Ahşap lifleri ve termoplastik polimerlerin kombinasyonu, ahşap plastik kompozitlerde her iki bileşenin faydalı özelliklerine sahip bir madde üretir. Bu benzersiz bileşim, olağanüstü mekanik özelliklere, çevresel stabiliteye ve estetik açıdan cazibeye sahip olduğu için inşaat, otomotiv, mobilya vb.
Ahşap plastik kompozitler genellikle çeşitli kaynaklardan elde edilen ahşap liflerin veya tozunun karışımından oluşur. Bu doğal lifler, polietilen, polipropilen, PVC vb. gibi termoplastik polimerlerle birleştirilir ve bu malzemeler matris malzemesi olarak işlev görerek ahşap lifleri bir arada tutar (Şekil 1). Genellikle ekleme maddeleri, eşleştirici ajanlar, ışık stabilizatörleri, renkler ve akışkanlaştırıcılar gibi katkı maddeleri, genel performansı ve nihai ürünün ömrünü iyileştirmek için ham maddelere eklenir. Ahşap plastik polimerlerin hazırlanma yöntemleri genel olarak iki kategoriye ayrılabilir: ekstrüzyon işlemi ve enjeksiyon kalıplama işlemi. Ekstrüzyon işlemi genellikle çit yapımı, platform kaplaması ve açık hava uygulamaları gibi uygulamalarda kullanılırken, enjeksiyon kalıplama işlemi genellikle otomotiv, mobilya ve diğer karmaşık ürünlerin üretimi için kullanılır.
Ahşap plastik kompozitler, kullanılan ahşap türüne ve polimer türüne göre sınıflandırılabilir. En yaygın olanları şunlardır:
Bu malzemeler genellikle farklı ahşap kaynaklarından elde edilebilen lifler veya ahşap unu ile polietilenin birleşiminden oluşur. Ahşap lifler doğal güzelliği ve nihai ürüne dayanıklılık kazandırırken, polietilen bir bağlayıcı olarak işlev görür ve mukavemet gibi özellikleri nihai kompozite sağlar. Polietilen bazlı ahşap plastik üretimi, ahşap lifleri ve polietilenin ekstrüzyon veya enjeksiyon kalıplama yöntemleriyle birleştirildiği bir kombinasyon sürecini içerir. Üretim süreci boyunca, çiftleştirici ajanlar, UV stabilizatörler ve renkler gibi katkı maddeleri, özellikleri artırmak ve genel performansı iyileştirmek için ham maddelere eklenir. Ahşap plastik kompozitlerin üretim süreci, birleştirme adımını içerir, bu adımda ahşap lifler ve termoplastik polimerler karıştırılır ve ardından şekillendirme adımı gerçekleştirilir, bu adımda karışım ekstrüzyon veya enjeksiyon kalıplama yoluyla işlenir. Bu süreçler sırasında kompozit malzemeler farklı şekil ve boyutlarda kalıplanabilir, bu da geniş bir uygulama yelpazesine uygun hale getirir (Şekil 2).
Polietilen bazlı Wood-Plastic Composite (WPC), kendine özgü birçok istenen özelliği sunarak geleneksel ahşap ve diğer malzemelerin mükemmel bir alternatifi haline getirir:
Polietilen bazlı WPC, nem, UV ışınları ve sıcaklık değişiklikleri gibi çevresel faktörlere karşı son derece dayanıklıdır. Bu özellik, minimum bozulma ve mükemmel boyut stabilitesini garanti eder ve dış mekan uygulamaları için ideal hale getirir(Şekil 3).
Polietilen bazlı WPC, ahşap ile plastik arasındaki kombinasyon sayesinde yüksek dayanıklılık sağlar. Bu malzeme çizilmelere, darbelere ve aşınmalara karşı dirençlidir.
Polietilen bazlı WPC, düşük bakım gerektiren bir malzemedir. Boya veya vernik gibi koruyucu kaplamalara ihtiyaç duymaz ve basit temizlik işlemleriyle uzun süre dayanabilir
Polietilen bazlı WPC, ahşap görünümü ve dokusunu korurken, çeşitli renk ve desen seçenekleri sunar. Bu malzeme, iç ve dış mekanlarda estetik açıdan çekici sonuçlar elde etmek için kullanılabilir.
Polietilen bazlı WPC, geri dönüştürülebilir malzemelerden üretilmiştir ve doğal kaynakların korunmasına yardımcı olur. Ayrıca, ahşap kullanımını azaltarak ormanların korunmasına da katkıda bulunur(Şekil 4).
Polipropilenden yapılmış plastik ahşap, polietilen bazlı plastik ahşapla karşılaştırıldığında daha iyi sertlik ve termal direnç sunar. Polipropilen bazlı ahşap-plastik kompozit, polipropileni termoplastik polimer bileşeni olarak kullanan başka bir ahşap-plastik kompozit türüdür. Diğer ahşap-plastik kompozit türleri gibi bu kategori de benzersiz özellikleri ve çeşitli endüstrilerdeki faydaları nedeniyle oldukça popüler hale gelmiştir. Polipropilenin elyaf veya odun unuyla birleştirilmesi, sertlik, ısı direnci ve diğer değerli özellikler sağlayan ve onu geniş bir uygulama yelpazesine uygun hale getiren kompozit bir malzemeyle sonuçlanır. Polipropilen bazlı ahşap plastik üretim süreci diğer ahşap plastik kompozit türlerine benzer. Bu işlem, ahşap ve polipropilen liflerinin sırasıyla ekstrüzyon veya enjeksiyonlu kalıplama yöntemleriyle birleştirildiği ve işlendiği kompozit bir işlemi içerir. Üretim süreci sırasında, kompozit malzemenin belirli özelliklerini geliştirmek ve genel performansını geliştirmek için katkı maddeleri eklenebilir (Şekil 5)..
Polipropilen bazlı Wood-Plast malzemenin özellikleri: Polipropilen bazlı Wood-Plast, çeşitli değerli özellikler sunar ve farklı uygulamalar için tercih edilen bir seçenek haline getirir. Bazı bu özellikler şunlardır:
Diğer termoplastik polimerlere kıyasla daha yüksek sertlik nedeniyle, polipropilen kompozitleri, daha yüksek mukavemet ve yük taşıma kapasitesine sahip bir kompozit malzeme sunar.
Kompozit içinde bulunan polipropilen matris, düşük su emme özelliğiyle kompozitin nemle ilgili sorunlara karşı daha az hassas olmasına yardımcı olur, böylece şişme veya çürüme gibi sorunlarla daha az karşılaşılır.
PVC bazlı WoodPlast, ahşap lifleri veya unu ile polivinil klorür (PVC) karışımından oluşur ve sıcak şekillendirilebilen ve çok yönlü bir polimer olan PVC’nin sert hava koşullarına dayanıklılığı ve mükemmel kimyasal direnci nedeniyle tanınmıştır. Ahşap lifleri doğal güzellik ve takviye sağlarken, PVC matris malzeme olarak görev yapar ve kompozite dayanıklılık ve uzun süreli performans kazandırır. PVC bazlı WoodPlast geniş bir yararlı özellik yelpazesi sunar, bu da onu çeşitli endüstrilerde iç ve dış uygulamalar için popüler bir seçim haline getirir (Şekil 6).
PVC bazlı Wood-Plastic Composite (WPC) özellikleri, çeşitli uygulamalar için uygun bir seçenek haline getiren faydalı özellikler sunar. Bu özellikler arasında şunlar sayılabilir:
PVC doğal olarak su ve hava koşullarına dayanıklıdır, bu da PVC bazlı kompozit ahşabın çok dayanıklı ve dış mekan uygulamaları için uygun olmasını sağlar. Bu ürün, güneş ışığına, yağmura ve zorlu çevresel koşullara karşı önemli bir bozulma olmadan dayanabilir.
PVC bazlı WPC, asitler, bazlar ve tuzlu su gibi geniş bir kimyasal madde yelpazesine karşı dayanıklıdır ve denizcilik ve endüstriyel uygulamalar için uygun hale getirir.
Kompozit içindeki PVC’nin düşük su emme özelliği, nem altında minimum şişme veya çürümeyi gösterir..
Ahşap plastik kompozitler, ahşabın doğal görünümünü ve dokusunu korurken, geleneksel plastik malzemeler için doğal güzellik alternatifi sunar.
Ahşap kompozitler, normal ahşaba göre minimum onarım ve bakım gerektirir ve görünümünü ve performansını korumak için boyama, leke alma veya su yalıtımına ihtiyaç duymazlar. .
PVC tabanlı ahşap kompozit doğal olarak mantar ve çürüme saldırılarına karşı dayanıklıdır ve ürün ömrünü artırır, bu da tekrarlayan bakımları azaltır (Şekil 7).
Ahşap plastik kompozit, PVC tabanlı olup, zaman içinde renk dayanıklılığını korur ve tekrar tekrar boyama gerektirmez, bu da normal ahşap malzemelere göre önemli bir avantajdır..
Ahşap plastik kompozitlerin geniş bir uygulama yelpazesine sahip olması, çeşitli kullanım alanları için uygun hale getirir. Bunlar arasında aşağıdaki örnekler verilebilir:
Ahşap plastik malzemeler, çevresel koşullara dayanıklılığı ve düşük bakım gereksinimi nedeniyle geniş bir şekilde avlu, korkuluk, çit ve diğer yapı malzemelerinde kullanılmaktadır (Şekil 8).
Ahşap plastik kompozitler masa, sandalye ve dolap gibi çeşitli mobilya üretiminde kullanılmaktadır ve uzun ömürlü seçenekler sunarak estetik açıdan da uygunluk sağlar.
Ahşap plastik, araç içi parçalarda kullanılır ve hafifletmeye ve dayanıklılığı artırmaya yardımcı olur..
Ahşap plastik, çevre dostu ve hafif ambalaj malzemeleri oluşturmak için kullanılır ve ambalaj atıklarının çevresel etkilerini azaltır.
Ahşap plastik, çardaklar, banklar ve saksılar gibi dış mekan yapılarında kullanılır ve Şekil 9, ahşap plastikin farklı endüstrilerdeki çeşitli uygulamalarını göstermektedir.çekici ve dayanıklı bir çözüm sunar.
Daha önce de belirtildiği gibi, katkı maddeleri ahşap plastik kompozitlerin yapımında önemli bir rol oynar. Tablo 1 ve 2, poliolefinler ve PVC’ye dayalı ahşap plastik kompozitlerde kullanılan bazı katkı maddelerini göstermektedir.
Ahşap Plastik Kompozit (WPC) ve Termowood, çevre dostu alternatifler sunan malzemelerdir. Ancak, bileşim ve özellikleri birbirinden farklıdır. Konuyu daha iyi anlamak için öncelikle Termowood’un tanımını yapalım ve ardından bu malzemenin kullanım alanlarına ve normal ahşap ile WPC arasındaki farklara değinelim.Termowood, çam veya köknar gibi doğal yumuşak ağaçların yüksek sıcaklıkta (genellikle 160 ila 230 santigrat derece arasında) oksijen olmadan ısıtılmasıyla üretilen bir tür modifiye edilmiş ahşaptır (termal modifikasyon veya termal işlem olarak bilinen bir süreçtir). Termal işlem, ahşabın kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirir ve sonuç olarak daha dayanıklı, çürümeye karşı dirençli malzemeler oluşturur
Arttırılmış özellikleri nedeniyle Thermowood ağırlıklı olarak dış mekan uygulamalarında kullanılır (Şekil 10) ve aşağıdakiler için uygundur:
Thermowood, geliştirilmiş stabilitesi ve çürümeye karşı direnci nedeniyle çit için iyi bir seçimdir, bu da onu dış ortamlarda sıradan ahşaba göre daha dayanıklı kılar.
Hava koşullarına dayanıklılığı ve görünümü nedeniyle genellikle binaların dış kaplaması ve cephesi olarak kullanılır.
Thermowood’un sağlamlığı ve çürümeye karşı dayanıklılığı onu masa, sandalye ve bank gibi dış mekan mobilya parçalarının yapımına uygun hale getirir.
Atmosfer faktörlerine ve çürümeye karşı dayanıklılığı nedeniyle çardak, teras gibi bahçe yapılarında kullanılır.
• Malzeme bileşimi: WPC, ağaç lifleri ve termoplastik polimerlerden oluşan kompozit bir malzeme iken Thermowood, özelliklerini arttırmak için ısıl işleme tabi tutulmuş doğal ahşaptır. • Estetik: WPC ahşabın doğal görünümünü korur ancak görünümü geleneksel ahşaba benzemeyebilir. Thermowood doğal bir ahşap olduğundan özgün estetiğini korur. • Dayanıklılık: WPC çok dayanıklıdır, neme, çürümeye ve böcek istilasına karşı dayanıklıdır. Thermowood, geleneksel ahşaba göre daha dayanıklı olmasına rağmen, uygun şekilde muhafaza edilmediği takdirde çürümeye karşı hassas olabilir. • Performance: Plastwood, inşaat sırasında kolaylıkla farklı şekillerde kalıplanabildiği için Thermowood’a göre daha iyi performans sunar.
Ahşap Plastik Kompozit (WPC), doğal ahşabın güzelliğini, dayanıklılığını ve termoplastik polimerlerin uyumluluğunu birleştiren benzersiz özelliklere sahip bir hibrit malzemedir. Yapıdan otomotiv endüstrisine kadar çeşitli uygulamalarıyla, çevre dostu bir alternatif haline gelmiştir. WPC ve Termowood her ikisi de sürdürülebilir seçenekler sunarken, bileşim ve özellikleri farklıdır ve kullanıcıların özel ihtiyaçları için en uygun malzemeyi seçmelerine olanak tanır. Teknoloji ve araştırma ilerledikçe, WPC’nin kullanım alanlarının genişlemesi ve dünya genelinde çeşitli endüstrilere olumlu etkisi devam edecektir. Şekil 11, ahşap plastik kompozitlerin üretiminden tüketimine ve geri dönüşümüne kadar farklı termoplastik polimerlere dayalı olarak özetleyen bir görsel sunmaktadır.
1. Kim, J., Pal, K., & Jung, K. (2018). Recent Advances in the Processing of Wood-Plastic Composites. Composites Part B: Engineering, 142, 75-85. 2.Thermowood Handbook. (2020). Finnish Thermowood Association. Retrieved from http://www.thermowood.fi/en/handbook. 3. Rautkari, L., & Hughes, M. (2019). Wood Modification Technologies: A Review. Construction and Building Materials, 213, 511-526. 4. Clemons, C. (2002). Wood-plastic composites in the United States: The interfacing of two industries. Forest Products Journal, 52(6), 10-18.