Recycling SMC waste through pyrolysis for sustainable production of automotive components
Piroliz yoluyla SMC atıklarının geri dönüşümü ile otomotiv bileşenlerinin sürdürülebilir üretimi
- Tez No: 919957
- Danışmanlar: PROF. DR. ALMILA GÜVENÇ YAZICIOĞLU, DR. FEYZA KAZANÇ ÖZERİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 142
Özet
Çapraz bağlı yapılarından dolayı, termoset kompozitler geleneksel yöntemlerle yeniden kullanılamaz ve geri dönüşüm yöntemleri maliyetli veya çevreye zararlıdır. Bu kompozitler, döngüsel ekonomi ve sürdürülebilir üretim için kritik öneme sahip değerli inorganik bileşenler içermektedir. Ayrıca, polimer matrisinden elde edilen ürünlerin kullanımı da bu hedefleri desteklemektedir. Bu çalışma, traktör üretimi ve hurda parçalardan kaynaklanan sac kalıplama bileşiği (SMC) atıklarının geri dönüştürülmesi için bir yöntem geliştirmekte ve geri kazanılan katıların traktör uygulamalarında yeniden kullanılmasını sağlamaktadır. Sıvı ürünler karakterize edilerek potansiyel kullanım alanları önerilmiş ve gaz ürünlerin yeniden kullanımına ilişkin literatür incelemesi yapılmıştır. Laboratuvar ölçekli denemeler, piroliz, oksidasyon ve piroliz ardından oksidasyon süreçlerini değerlendirmiştir. Piroliz, 15 °C/dakikalık bir ısıtma oranıyla gerçekleştirilirken, oksidasyon 10 °C/dakikalık bir ısıtma oranıyla numunelerin 500 °C'ye kadar ısıtılmasını ve 50 dakika süreyle bekletilmesini içermiştir. Sonuçlara dayanarak, fiber temizleme ihtiyacını ortadan kaldıran piroliz yöntemi tercih edilmiştir. Pilot ölçekli bir süreç uygulanmış, yoğunlaşabilir ürünler toplanmış ve yeni bir protokol benimsenmiştir: 10 °C/dakikalık bir ısıtma oranıyla numunelerin 400 °C'ye kadar ısıtılması ve 10 dakika bekletilmesi, ardından 5 °C/dakikalık bir ısıtma oranıyla 600 °C'ye kadar çıkarılması ve 60 dakika bekletilmesi, CaCO3'ün bozunması önlenmiştir. Geri kazanılan cam elyaf ve katılar, toplu kalıplama bileşiği (BMC) içinde %5, %10 ve %15 oranlarında CaCO3 yerine kullanılmıştır. Mekanik testler, %10'luk bir oranı en uygun ikame olarak belirlemiş ve gerekli spesifikasyonları karşılayan bir traktör bileşeninin üretilmesini sağlamıştır. Katılar için karakterizasyon yöntemleri arasında TGA, DSC, FTIR, XRD, XRF, EDX, SEM ve optik mikroskobi bulunurken, sıvılar için GC-MS ve bomba kalorimetresi kullanılmıştır. Son olarak, simülasyon ve çarpma testleri geri dönüştürülmüş traktör parçasını doğrulamıştır.
Özet (Çeviri)
Due to their crosslinked structure, conventional methods cannot reuse thermoset composites, and recycling methods are expensive or harmful. These composites contain valuable inorganic components crucial for a circular economy and sustainable production. Employing products derived from the polymer matrix also supports these objectives. This study develops a method to recycle sheet molding compound (SMC) waste from tractor manufacturing and vehicles, enabling the reuse of recovered solids in tractor applications. Liquid products are characterized, and potential uses are proposed, while a literature review informs the reuse of gaseous products. Laboratory-scale trials evaluate pyrolysis, oxidation, and pyrolysis followed by oxidation. Pyrolysis employs a 15 °C/min heating rate, while oxidation heats samples to 500 °C at 10 °C/min with a 50-minute hold. Based on the results, pyrolysis is selected, eliminating the need for fiber cleaning. A pilot-scale process is implemented, collecting condensable products, and employing a new protocol: heating to 400 °C at 10 °C/min with a 10-minute hold, followed by 600 °C at 5 °C/min with a 60-minute hold, avoiding CaCO3 decomposition. Recovered glass fibers and solids replace CaCO3 in bulk molding compound (BMC) at 5%, 10%, and 15%. Mechanical testing identifies 10% as the optimal substitution, enabling the fabrication of a tractor component that meets the required specifications. Characterization methods for solids include TGA, DSC, FTIR, XRD, XRF, EDX, SEM, and optical microscopy, while GC-MS and a bomb calorimeter are used for liquids. Finally, simulation and bump testing validate the recycled tractor part.
Benzer Tezler
- Eklemeli üretim ile 400 Hz asenkron motor tasarımı
Applications of additive magnetic materials in 400 Hz induction motor design
MUSTAFA AYVAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CANER AKÜNER
- Otomotiv endüstrisinde dış kaporta olarak kullanılan poliüretan ve SMC malzemelerin karşılaştırılmalı analizi
Comparative analysis of polyurethane and SMC materials used in automotive exterior parts
BUĞRA BAŞPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KHANGARDASH ASGAROV
- Body roll control of a lightweight military ground vehicle under recoil impulse using gyrostabilizers
Hafifletilmiş askeri kara aracında silah kaynaklı yalpa hareketinin jiroskopik dengeleyiciler ile kontrol edilmesi
AHMET FURKAN EKİNCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN TAHA ŞEN
- Bozulmuş asfalt kaplamaların geri dönüşüm maliyet analizi ve optimum geri kazanım mesafesinin araştırılması
Recycling cost analysis of deformed asphalt pavement and investigation of the optimum recycling distance
ADALET SELİN ARAPOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET VEFA AKPINAR
- Bokaşi kompostunun toprağın fizikokimyasal özellikleri ve mısır bitkisinin gelişimi üzerine etkisi
Effect of bokashi compost on soil physicochemical properties and growth of corn plant
ŞERİFE HİLAL KENDİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
ZiraatSelçuk ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKNUR GÜMÜŞ