Doğal lif takviyeli eko-kompozitlerde arayüzeyin geliştirilmesi
Improvement of the interface in natural fiber reinforced eco-composites
- Tez No: 342567
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Çevreye duyarlı, yenilenebilir kaynaklardan elde edilebilen alternatif yeni kompozit malzemelerin geliştirilmesi konusu birçok araştırmacının ilgisini çekmektedir. Özellikle ekonomik olarak endüstriyel skalada üretilmesi ve nispeten üstün özellikleri sebebiyle poli(laktik asit) PLA, doğal elyaf takviyeli çevreci-kompozitler (eko-kompozitler) geliştirilmesinde tercih edilen bir matris polimeridir. Literatürde, elyaf ve matrisin kendi özelliklerinin yanısıra elyaf-matris ara yüzeyinin de başarım özellikleri üzerinde çok önemli olduğu ifade edilmektedir. Bu çalışmanın amacı, PLA/doğal elyaf kompozitlerinde elyaf-matris ara yüzey etkileşiminin arttırılması amacıyla polimer ile ön kaplama, alkali çözelti ile muamele ve silan bağlayıcılar ile modifikasyon gibi öne çıkan üç tekniğin birlikte kullanımının fiziksel, mekanik, termal ve morfolojik özellikler üzerindeki etkilerinin incelenmesidir. Çalışmada doğal elyaf olarak keten kullanılmıştır. Keten elyafın yüzeyine alkali işlem, silanlama ve ardından polimer ön kaplama uygulanarak elyaf/polimer ara yüzeyinin iyileştirilmesi ve böylelikle daha iyi mekanik özellikler elde edilmesi hedeflenmiştir. Yüzeyi alkali çözelti ve silan ile muamele edilen keten elyaf ağırlıkça % 5, % 10 ve % 15?lik PLA/ kloroform çözeltisi ile kaplanmıştır. Kaplanan ketenler 0,5 cm uzunluğunda kesilerek ağırlıkça % 15, % 20 ve % 25 oranlarında keten/PLA kompozitleri hazırlanmıştır. Kompozitler eriyik harmanlama tekniğiyle, çift vidalı bir ekstrüderde üretilmiştir. Hazırlanan kompozitlerin karakterizasyonu için çekme ve darbe testleri yapılmıştır. Kompozitlerin ısıl özelliklerinin belirlenmesi için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve oluşan kırılma morfolojileri için ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Çalışma sonucunda gerek alkali muamele sonrası gerekse de silan bağlayıcı ile muamele sonrası ön kaplama işlemine tabi tutulan ketenlerle hazırlanan kompozitler de yüksek özellikler elde edilmiştir. SEM analizleri arayüzey etkileşimini ön kaplama ile pozitif yönde geliştiğini göstermiştir. DSC analizlerinden keten varlığının PLA?yı çekirdeklendirdiği sonucuna varılmıştır. Genel olarak ise ön kaplama işleminin uygulanabilir ve etkili bir uyumlaştırma işlemi basamağı olabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
The development of new, eco-friendly composite materials obtained from renewable sources has attracted the atension of many researchers. Due to its economically production at industrial scale, poly(lactic acid) (PLA) is prefered as a matrix material for natural fiber reinforced ecological composites. It has been mentioned in the literature that the fiber-matrix interface is very important on the performance of composites besides the individual properties of fiber and matrix. The aim of this thesis is to investigate the effects of the combinatory use of fiber precoating and alkaline treatment or silane modification on the properties of physical, mechanical and morphological properties of PLA/natural fiber composites. Flax fiber is used in this study as the natural fiber. The hypothesis is to obtain better mechanical properties by modifiying the flax fiber by polymer precoating after silanation or alkaline treatment. The silane or alkaline treated flax fibers were coated with PLA/chlorofom solutions having three different concentrations of 5, 10 and 15%. The coated flax fibers were cut into 0.5 cm pieces. The 15%, 20%, 25% flax containing composites were prepared in melt state using a laboratory twin-screw compounder. Mechanical properties of composites were determined conducting tensile and impact tests. The thermal properties of composites were characterized by differential scanning calorimeter (DSC) and the fractured morphology was investigated by means of scanning electron microscopy (SEM). The result showed that both alkaline and silane treated and coated flax based composites exhibited improved performance properties. SEM studies showed that the coating process enhanced the interfacial properties. It was revealed from DSC analysis that the PLA nucleated during crystallization in the presence of flax fibers. As a general conclusion, polymer precoating seems to be an efficient technique in obtaining a better interface.
Benzer Tezler
- Biyo-reçine esaslı tekstil kompozitlerinin performans özelliklerinin incelenmesi
Investigation of performance characteristics of bio-resin based textile composites
SEMİH ÖZKÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İPEK YALÇIN ENİŞ
- Kenevir lifi takviyeli polimer kompozitlerde lif/matris arayüzünü iyileştirmek için yeni selüloz-ester türevinin sentezi: Kompozit özelliklerinin araştırılması
Synthesis of new cellulose-ester derivative to improve fiber/matrix interface in hemp fiber reinforced polymer composites: Investigation of composite properties
EBRU ÖZTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
KimyaYozgat Bozok Üniversitesiİleri Malzemeler ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (Disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE SEÇİNTİ KLOPF
DOÇ. DR. NESRİN ŞAHBAZ KARADUMAN
- Doğal lif takviyeli partikül dolgulu polimer matrisli kompozitlerin mekanik ve tribolojik davranışlarının incelenmesi
Investigation of the mechanical and tribological behaviors of natural fiber reinforced particle filled polymer matrix composites
YUSUF EREN ERDOĞDU
Doktora
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEMSETTİN TEMİZ
- Doğal lif takviyeli sandviç polimerik kompozitler
Natural fiber reinforced sandwich polimeric composites
YEKTA KARADUMAN
Doktora
Türkçe
2014
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. LEVENT ÖNAL
- Doğal lif takviyeli biyopolimer kompozit üretimi ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Production of natural fiber reinforced biopolymer composite and investigation of its wear properties
ENES BAŞTUĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAVUZ KAPLAN