Hibrit organik-inorganik dolgulu polimer matrisli kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of hybrid organic-inorganic filled polymer matrix composites
- Tez No: 595742
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KUTLAY SEVER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde bitkisel lif dolgulu polimer kompozitler, bitkisel liflerin yenilenebilir kaynak olmaları, düşük yoğunluğa, düşük fiyata ve toksik olmayan özelliklere sahip olmaları gibi birçok özellikleri nedeniyle otomotiv, inşaat gibi birçok sektörde kullanılmaktadır. Otomotiv ve inşaat sektöründe kullanılan biyokompozitlerde bitkilerden ve ağaçlardan elde edilebilecek dolgu veya takviye malzemelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bununla birlikte, bitkisel lif dolgulu polimer kompozitlerin kullanımı, yetersiz termal özelliklerinden dolayı sınırlıdır. Bu durumun üstesinden gelmek için, bitkisel lif dolgulu polimer kompozitlerde termal performansı artıran mineral dolgu malzemeleri kullanılabilir. Tez çalışmasında polipropilen (PP)'nin mekanik ve termal özelliklerini iyileştirmek için“Enginar Sap Partikülleri (E)”ve“Vollastonit (W)”, sırasıyla organik ve inorganik bir dolgu maddesi olarak kullanılmıştır. Ege Bölgesinde enginar tarlalarında enginarın baş kısmı tarımsal ürün olarak hasat elde edildikten sonra, enginar sap gövdeleri tarlada kalmaktadır. Bu sap gövdeleri geçen yaz dönemi sonrasında iyice kurumaktadır. Bunlar katma değeri olmayan lignoselülozik esaslı lifler içeren tarımsal atıklardır ve ülkemizde yakılarak bertaraf edilmektedir. Bu tez çalışmasında enginar sap gövdelerinin öğütülmesi ile elde edilen enginar sap partiküller ve polipropilen kullanılarak biyokompozitlerin üretilmesi amaçlanmaktadır. Ağırlıkça %10, %20 ve %30 oranlarında E parçacıkları içeren E-PP kompozitler ve E- W-PP hibrit kompozitler yüksek hızlı termo-kinetik karıştırıcı kullanılarak üretilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin çekme testleri sonrası kırılma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri ile, mekanik özellikleri üniversal test cihazı kullanılarak, viskoelastik özellikleri dinamik mekanik analiz (DMA) cihazı, termal özellikleri de termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) cihazları ile belirlenmiştir. Elde edilen mekanik sonuçlara göre, ağırlıkça %10 E partikülleri ve ağırlıkça %3, %5 ve %7 W içeren hibrit kompozitler üretilmiştir. Elde edilen sonuçlar, artan E içeriği ile E dolgulu PP kompozitlerin depolama modülünün de arttığını ortaya koydu. Hazırlanan hibrit kompozitlerin arasında en yüksek depolama modül değeri PP-7E-3W kompozitinde görülmüştür. PP içerisine katılan E ile birlikte çekme ve eğilme dayanımı azalmasına rağmen; çekme ve eğilme modülleri sırasıyla yaklaşık olarak %52.8 ve %17.8 artmıştır. Hibrit kompozitlerde E yerine ağırlıkça %7 W ilave edildiğinde elastisite ve eğilme modülleri PP'ye kıyasla sırasıyla %29.8 ve %19.2 artmıştır. E doldurulmuş PP kompozitlerin 232.46 °C'de termal olarak parçalanmaya başlamıştır. Hibrit kompozitlerde E yerine W eklendiğinde, ilk ayrışma sıcaklıklarının PP-10E'ninkinden daha yüksek olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Nowadays, biocomposites are used in many sectors such as automotive and construction due to their many properties such as renewable resource, low density, low price and non-toxic properties. Biocomposites used in the automotive and construction sectors require fillers or reinforcing materials that can be obtained from plants and woods. However, the use of plant fiber reinforced or filled polymer composites is limited due to their insufficient thermal properties. To overcome this, mineral fillers that enhance thermal performance can be used in plant filled polymer composites. In the thesis, Artichoke Stem Particles (E) and Wollastonite (W) were used as an organic and inorganic filler in order to improve the mechanical and thermal properties of polypropylene (PP). In the artichoke fields in the Aegean Region, after harvesting the head of the artichoke as an agricultural product, the stems of the artichoke remain in the field. These stem bodies dry well after last summer. These are agricultural wastes containing lignocellulosic based fibers with no added value and they are fired in our country. In this thesis, it is aimed to produce biocomposites using artichoke stem particles obtained by grinding artichoke stem bodies and polypropylene. E-PP composites containing 10 wt%, 20 wt% and 30 wt% E particles and E-W-PP hybrid composites were produced using a high speed thermo-kinetic mixer. Observations of fracture surfaces by scanning electron microscopy (SEM) after the tensile tests of the composite materials, mechanical properties by a universal testing machine, viscoelastic properties by a dynamic mechanical analysis (DMA) device, thermal properties by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) devices. According to the mechanical results obtained, hybrid composites containing E particles and 3 wt%, 5 wt% and 7 wt% W were produced. The results showed that the storage modulus of E-filled PP composites increased with increasing E content. Among the hybrid composites, the highest storage modulus value was observed in PP-7E-3W composite. Although the tensile and flexural strength decreases with E added in PP; the elasticity and flexural modules increased by approximately 52.8% and 17.8%, respectively. In hybrid composites, when 7 wt% W was added instead of E, the elasticity and flexural modulus increased by 29.8% and 19.2%, respectively, compared to those of PP. It was observed that the E-filled PP composites began to thermally decompose at 232.46 ° C. When W was added instead of E, the initial decomposition temperatures were higher than those of PP-10E.
Benzer Tezler
- Metal organic framework (MOF) based mixed matrix membranes for Co2 separation: Microporous metal imidazolate framework (MMIF) and strontium-based mofs
Co2 ayırma amaçlı metal organik kafes (MOF) içeren karışık matrisli membranlar: mikrogözenekli metal imidazolat kafes (MMIF) ve stronsiyum esaslı mof yapılar
MAHDI AHMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Syntheses and examining the electrochemical and spectroscopic properties of fused-thiophene based materials with benzonitrile functional group
Birleşik-tiyofen temelli benzonitril fonksiyonel grup içeren malzemelerin sentezleri ve elektrokimyasal ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
İLKNUR DEMİRTAŞ
Doktora
İngilizce
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
DOÇ. DR. ERDAL ERTAŞ
- Design of biocompatible hydrogels with regions of different chemical and mechanical properties
Farklı kimyasal ve mekanik özellikte bölgeler içeren biyouyumlu hidrojel tasarımları
ASLIHAN ARĞUN
- Yukarı akışlı havasız hibrit reaktörlerin tasarımını ve performansını etkileyen faktörler
Factors impacting design and performance of upflow anaerobic hybrid reactors
YAVUZ DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
2008
Çevre MühendisliğiFırat ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YUSUF SAATÇI
- Farklı tip zeolitler kullanılarak dolgulu polimerik membranlar hazırlanması ve sorpsiyon davranışlarının incelenmesi
Preparation of filled polymeric membranes using different types of zeolites and investigation of the sorption behaviours
ŞEBNEM ŞENOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAVUZ SALT