Polilaktik asit biyokompozitlerin geliştirilmesi ve mekanik modellenmesi
Development and mechanical modelling of polylactic acid biocomposites
- Tez No: 781407
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR SEYDİBEYOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Türkiye'de yerel madenler kullanılarak biyokompozit hammaddelerin üretilmesinin ön hazırlık araştırılması, yerel bilimsel imkanlar kullanılarak teknik özelliklerinin ve farklı sektörler için mekanik ürünleştirme kapasitesinin belirlenmesi tez kapsamında gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada kullandığımız Polilaktik Asitin camsı geçiş sıcaklığı (Tg) 65 ºC olup gevrek bir polimerdir. Perlit, silikat içerikli volkanik bir kaya olup, hızlıca ısıtıldığı zaman cevher formundaki hacminin 20 katına kadar genleşebildiği görülmektedir. Bu doktora tez çalışmasında, Polilaktik Asit ve farklı türde perlitleri karıştırıp yeni bir biyokompozit malzeme grubu üretilmiştir. Bu yeni malzeme grubundan mekanik bir ürün elde etmek için, biyokompozitlerin mekanik, reolojik ve termal özellikleri incelenmiştir. Araştırma esnasında, polilaktik asit, perlit ve kavak ağacı biyokompozitlerinin öncelikli olarak otomotiv ve züccaciye sektörleri için uygulama imkanlarının incelemesi hedeflenmiştir. Genleşmiş ve yarı işlenmiş formlardaki perlit numuneleri x-ışını floresans spektrometresi, x-ışını kırınımı, optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu, piknometre, Brunauer-Emmett-Teller yüzey alanı analizi, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi, ısıl kütle kaybı analizi ile test edilmiş ardından ekstrüderde polilaktik asit ve polilaktik asit+kavak ağacı talaşı ile farklı yüzde oranlarında karıştırılmıştır. Son olarak üretilen biyokompozit numuneler çekme testi, reometre, ısıl kütle kaybı analizi, diferansiyel taramalı kalorimetre ile karakterize edilip Mathematica yazılımı kullanılarak mekanik modelleme yapılmıştır. Bu sayede polilaktik asit+perlit malzemesi matematiksel ve deneysel anlamda karakterize edilmiştir. Çalışmanın bu iki yönlü karakterizasyonu literatüre kazandırılmıştır. Gelinen aşamada standart mikromekanik yarı deneysel modeller kullanılarak malzeme davranışını tahmin etmek mümkün olmadığından, modifiye edilmiş Guth hesaplama yöntemi geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In the scope of this doctoral thesis, preliminary research on biocomposite materials with domestic minerals, determination of technical properties and mechanic product realization capacities for different sectors using local scientific capabilities were performed. Polylactic Acid used in this study, is a brittle polymer whose glass transition temperature (Tg) is 65 ºC. Perlite is a silicate containing volcanic rock that can expand up to 20 times its volume in the ore form when heated rapidly. In this doctoral thesis, PLA and different perlite samples were mixed and new biocomposite materials were produced. In order to obtain new products from these new materials; mechanical, rheological and thermal properties of biocomposites were investigated. During the research, it was aimed to examine the application possibilities of polylactic acid, perlite, poplar wood sawdust biocomposites primarily for the automotive and glassware sectors. In this context, perlite samples in expanded and semi-processed forms were tested with x-ray fluorescence spectroscopy, x-ray diffractometer, optical microscope, scanning electron microscope, pycnometer, Brunauer-Emmett-Teller surface area analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis" and then mixed with polylactic acid and polylactic acid+poplar wood sawdust at different percent ratios in the extruder. Finally, the produced biocomposite samples were characterized by tensile test, rheometer, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimeter and modelled with Mathematica software. For this reason, polylactic acid+perlite material was characterized mathematically and experimentally. This two way characterization of the study was brought to the literature. Since it was not possible to predict material behavior using standard micromechanical semi-empirical models at this stage, modified Guth calculation method was developed.
Benzer Tezler
- Polilaktik asit (PLA) matrisli bazalt-odun lifi takviyeli biyokompozitlerin üretilmesi ve izolasyon özellikleri dahil performans özelliklerinin incelenmesi
Production of PLA matrix basalt-wood fiber reinforced biocomposites and investigation of performance features including insulation properties
ONUR AYKANAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Ağaç İşleriBursa Teknik ÜniversitesiBiyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT ALİ ERMEYDAN
- Kenevir fiber katkılı biyokompozit malzeme geliştirilmesi
Development of hemp fiber reinforced biocomposite material
ANIL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA ELİF GENCELİ GÜNER
- Mermer tozu ve kestane meyve kabuğu takviyeli polilaktik asit (PLA) biyokompozitlere ait özelliklerin incelenmesi
Investigation of the properties of marble powder and chestnut shell fiber reinforced polylactic acid (PLA) biocomposites
DÖNÜŞ ÇATAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriBursa Teknik ÜniversitesiBiyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKTAY GÖNÜLTAŞ
- Bitkisel atık/grafen/mineral takviyeli polilaktik asit biyokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of plant waste/grapehene/mineral reinforced polylactic acid composites
AYŞENUR SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiBiyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMED SAİD FİDAN
DOÇ. DR. ŞEYMA DUMAN
- Nano katkılı biyokompozitlerin otomotiv malzemelerinde kullanılması
Utilization of nano additive biocomposites in automotive materials
HAMİDE TERMEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM GÖK