Doğal lif takviyeli biyopolimer kompozit üretimi ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Production of natural fiber reinforced biopolymer composite and investigation of its wear properties
- Tez No: 890271
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YAVUZ KAPLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine ve İmalat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Bu çalışmada, yenilenebilir ve biyolojik olarak parçalanabilir Polilaktik Asit (PLA) ile hazırlanan kompozit malzemeler, çeşitli doğal lifler eklenerek takviye edilmiştir. Lifler arasında kabak, keten, jut, kenevir, bambu ve ipek bulunmakta olup, bu liflerin PLA matrisine entegrasyonu, ısıl işlem ve soğuk pres teknikleriyle gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda, lif oranları ağırlık olarak %0,5, %1 ve %1,5 olarak ayarlanıp, kompozitler 1 saat 30 dakika süreyle 250°C' de ısıl işlem görmüş ve sonrasında soğuk pres yöntemiyle form verilmiştir. Araştırmanın sonunda, kompozit numunelerin aşınma direnci ve yüzey özellikleri, Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FESEM) yöntemi ile incelenmiştir. Yapılan analizler, kompozit malzemelerin aşınma performansını içeriklerindeki doğal lif çeşitliliği ve oranlarına bağlı olarak önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kabak ve ipek lifleri, kompozitlerin aşınma performansını en yüksek düzeyde artıran lifler olarak öne çıkmıştır. Bambu lifi ile takviye edilmiş PLA kompozitlerinin aşınma direnci ve mukavemeti en iyi sonuçları vermiştir. Buna karşılık, jut lifi ile takviye edilen PLA kompozitlerinde, jut lifinin ısıya karşı dayanıklılığının düşük olması nedeniyle yüzeyde sıvanmalar ve yığılmalar gözlenmiş, bu da aşıma performansın azalmasına yol açmıştır. Keten ve kenevir lifleri de iyi performans göstermiş, ancak kabak ve ipek kadar yüksek aşınma direnci özelliği sunmamıştır. Kenevir lifi ile takviye edilen PLA kompozitleri ise orta düzeyde performans sergilemiştir. Sonuç olarak, kabak ve ipek lifleri, PLA matrisli kompozitlerde en yüksek aşınma performansı sağlayan lifler olarak belirlenmiştir. Bu bulgular, doğal liflerin PLA matrisi içinde kullanılarak elde edilen kompozitlerin çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanım potansiyelini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, composite materials prepared with renewable and biodegradable Polylactic Acid (PLA) were reinforced by adding various natural fibers. The fibers included loofah, flax, jute, hemp, bamboo and silk, and the integration of these fibers into the PLA matrix was carried out by heat treatment and cold press techniques. In the studies, the fiber ratios were adjusted as 0.5%, 1% and 1.5% by weight, the composites were heat treated at 250°C for 1 hour and 30 minutes and then formed by cold press method. At the end of the study, the wear resistance and surface properties of the composite samples were examined by Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) method. The analyzes performed showed that the wear performance of composite materials improved significantly depending on the variety and ratios of natural fibers in their content. According to the results obtained, pumpkin and silk fibers stood out as the fibers that increased the wear performance of the composites at the highest level. The wear resistance and strength of PLA composites reinforced with bamboo fiber gave the best results. On the other hand, in PLA composites reinforced with jute fiber, due to the low heat resistance of jute fiber, surface coating and accumulation were observed, which led to a decrease in wear performance. Flax and hemp fibers also showed good performance, but did not offer as high abrasion resistance as pumpkin and silk. PLA composites reinforced with hemp fiber showed moderate performance. As a result, pumpkin and silk fibers were determined to be the fibers that provided the highest wear performance in PLA matrix composites. These findings reveal the potential of composites obtained by using natural fibers in PLA matrix in various industrial applications.
Benzer Tezler
- Otomotiv sektörüne yönelik bitki esaslı kompozit malzeme üretimi ve mekanik karakterizasyonu
Production and mechanical characterization of biocomposites for automotive industry
ALPER DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiBiyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN LEKESİZ
- Alkil keten dimerin doğal lif ve cam elyaf takviyeli biyopolimer kompozitlerin performans özellikleri üzerine etkisi
The effect of alkyl ketene dimer on the performance properties of natural fiber and glass fiber reinforced biopolymer composites
SENA ÇAYLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriBursa Teknik ÜniversitesiBiyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ERTAŞ
PROF. AYFER DÖNMEZ ÇAVDAR
- Induced crystalline fiber-like structure as reinforcement in PLA products through applied shear in injection molding
Enjeksiyon kalıplama işleminde uygulanan kesme yoluyla PLA ürünlerinde takviye olarak indüklenmiş kristal lif benzeri yapı
KERİM ERASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Yapay kas uygulamaları için nanokompozit malzeme geliştirilmesi
Development of nanocomposite material for artificial muscle applications
AYŞE KÜBRA AYDINALEV
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Doğal lif takviyeli eko-kompozitlerde arayüzeyin geliştirilmesi
Improvement of the interface in natural fiber reinforced eco-composites
ZEYNEP DEMİR TOPUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRALP ÖZKOÇ