Geri Dön

Sorghum halepense liflerinin biyokompozit üretiminde kullanım potansiyelinin değerlendirilmesi

The evaluation of use of potential of the Sorghum halepense fibers on biocomposite production

  1. Tez No: 707048
  2. Yazar: ÖZEN EROĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NİHAT SAMİ ÇETİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Ormancılık ve Orman Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Forestry and Forest Engineering, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 107

Özet

Biyokompozit üretiminde tercih edilen lignoselülozik maddeler genellikle bitkisel kökenli lif kaynaklarından elde edilmektedir. Bu amaçla değerlendirilen mevcut lif kaynaklarının sınırlı olmaları sebebiyle hızlı yetişen yeni bitkisel lif kaynaklarının arayışı ve önemi artmıştır. Bu tez çalışması kapsamında biyokompozit üretiminde alternatif lignoselülozik kaynak olarak Sorghum halepense (Kanyaş) liflerinin kullanılma potansiyelinin incelenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca lif örnekleri dört farklı ayda toplanarak bu toplanma zamanı farklılıklarının bitkinin kimyasal içeriğine olan etkisi araştırılmıştır. Hazırlanan yaprak ve gövde liflerinin ekstraksiyonu, delignifikasyonu, 𝛼-selüloz ve kül tayini işlemleri sonrası kimyasal bileşenleri tespit edilmiştir. Tespit edilen bileşenlerin varlığı FTIR analizinden elde edilen spektrumlarla desteklenmiştir. Sorghum halepense bitkisinin yaprak ve gövde lif unları, kompozit malzemenin ağırlıkça %10, %20 ve %30'unu oluşturacak şekilde yüksek hızlı termokinetik karıştırıcı (gelimat) vasıtasıyla GD-PP (Geri Dönüşüm Polipropilen) matris ile karıştırılmıştır. Elde edilen edilen lif-polimer hamurundan sıcak pres kalıplama yöntemi kullanılarak ASTM standartlarına uygun kompozit levhalar üretilmiştir. Levhalardan elde edilen test örneklerinin termal özelliklerini belirlemek amacıyla TGA ve DSC analizleri, mekanik ve fiziksel özelliklerini belirlemek amacıyla çekme ve eğilme testleri ve son olarak morfolojik özelliklerini belirlemek amacıyla SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Örneklerin TGA analizleri incelendiğinde lif ilavesinin termal kararlılığı arttırdığı fakat kontrol grubuna göre kompozitlerin termal kararlığında düşüşlerin yaşandığı tespit edilmiştir. Ayrıca %50'lik kütle kayıplarının 280-460 °C arasında gerçekleştiği görülmüştür. DSC analizleri sonucunda ilave edilen lif oranı arttıkça erime sıcaklıklarının belirgin bir değişim göstermediği fakat kompozitlerin erime entalpilerinde (ΔHm) düşüşlerin olduğu saptanmıştır. Sorghum halepense yaprak ve gövde lifi ilaveli GD-PP kompozitlerin mekanik özelliklerinde ilave edilen lif oranı arttıkça kontrol grubuna göre düşüşlerin olduğu saptanmıştır. Mekanik test sonuçlarına göre yaprak ve gövde kompozitleri arasında istatiksel olarak anlamlı bir fark saptanmazken en iyi çekme ve eğilme direnci değerleri %10 gövde lifi ilaveli kompozitlerde tespit edilmiştir. Son olarak kompozitlerin morfolojik yapısı incelendiğinde Sorghum halepense yaprak ve gövde liflerinin GD-PP polimer matris ile homojen bir şekilde karıştığı tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Plant-based fiber sources are generally preferred in biocomposite production. Due to the limited availability of fiber sources, the search for new fast-growing plant fiber sources and their importance have increased. In this thesis, it is aimed to examine the potential of using Sorghum halepense (Johnsongrass) fibers as an alternative lignocellulosic source in the production of biocomposites. In addition, fiber samples were collected in four different months and the effect of these collection time differences on the chemical content of the plant was investigated. The chemical components of the prepared leaf and stem fibers were determined after extraction, delignification, determination of 𝛼-cellulose and ash. The presence of the detected components was supported by the spectra obtained from the FTIR analysis. Leaf and stem fiber flours of the Sorghum halepense were mixed with the RPP (Recycled Polypropylene) matrix using a high speed thermokinetic mixer to form 10%, 20% and 30% by weight of the composite material. Composite plates were produced from fiber-polymer pulp using the hot press molding method in accordance with ASTM standards. TGA and DSC analyzes were carried out to determine the thermal properties of the test samples obtained from these plates, tensile and bending tests to determine their mechanical and physical properties, and finally SEM analyzes to determine their morphological properties. According to the results of TGA analysis of the samples, it was determined that the fiber addition increased the thermal stability. On the other hand, it was determined that there was a decrease in the thermal stability of the composites compared to the control group and 50% mass losses occurred between 280-460 °C. As a result of the DSC analysis, it was determined that the melting temperatures did not show a significant change as the fiber content increased, but the melting enthalpies (ΔHm) of the composites decreased. When the mechanical properties of Sorghum halepense leaf and stem fiber added RPP composites were examined, it was determined that there was a decrease in mechanical properties compared to the control group as the added fiber ratio increased. According to the mechanical test results, no statistically significant difference was found between the leaf and stem composites. The best tensile and bending strength values were found in composites with 10% stem fiber addition. Finally, when the morphological structure of the composites was examined, it was determined that the Sorghum halepense leaf and stem fibers were mixed homogeneously with the RPP polymer matrix.

Benzer Tezler

  1. Harran ovası pamuk ekim alanlarında görülen yabancıotlar ve en uygun mücadele zamanının saptanması

    The Weeds found in cotton growing areas of Harran plain and etermination of the most appropriate time of their control

    BEKİR BÜKÜN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    ZiraatHarran Üniversitesi

    Bitki Koruma Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEZİHİ UYGUR

  2. Kanyaşın [Sorghum halepense (L.) Pers. ] Marmara Bölgesindeki yaygınlığı, yoğunluğu, biyolojisi ve alternatif mücadele olanaklarının belirlenmesi

    Determination of distributon, density, biology and alternative control possibilities of johnsongrass [Sorghum halepense (L.) Pers. ] in the Marmara Region of Turkey

    AYŞE YAZLIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    ZiraatMustafa Kemal Üniversitesi

    Bitki Koruma Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLHAN ÜREMİŞ

  3. Diyarbakır ili pamuk tarlalarında kanyaşın (Sorghum halepense (L.) Pers) herbisitlere dayanıklılığının incelenmesi

    Investigations on herbicide resistance of johnsongrass (Sorghum halepense (L.) Pers.) in cotton fields in the Diyarbakır Province, Turkey

    RAMAZAN AKIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    ZiraatÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Bitki Koruma Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ULUDAĞ

  4. Pamuk kültürü içerisinde Geliçin (Sorghum halepense (L.)Pers.) gelişme biyolojisi ve antep turpunun (Raphanus sativus L.) bu biyolojik gelişmeye allelopatik ve biyoherbisit etkisinin araştırılması

    A Studies on development biology of Johnsongrass (Sorghum halepense (L.)pers.) in cotton fields and allelopathic and bioherbicidal effect of Raphanus sativus L. on the biology of S. halepense

    T.FİKRET KÖSELİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1991

    ZiraatÇukurova Üniversitesi

    DOÇ. DR. F. NEZİHİ UYGUR

  5. Domates (Lycopersicon esculentum L.) yetiştiriciliğinde ön bitki olarak kullanılan bazı Brassica türlerinin Geliç'e (Sorghum halepense (L.) Pers.) allelopatik etkileri ve mücadele olanakları

    Allelopathic effects of some cruciferous species as pre-plants and control methods opportunities on Johnsongrass (Sorghum halepense (L.) Pers.) in tomato (Lycopersicon esculentum L.) cultivation

    MUHAMMAD ELSAKRAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    ZiraatKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Bitki Koruma Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TAMER ÜSTÜNER