Nano CaCo3 ve ceviz kabuğu dolgulu polimer kompozitlerin üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production and investigation of the mechanical properties of nano CaCO3 and walnut shell filled polymer composites
- Tez No: 932887
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İDRİS KARAGÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Nano CaCO3, Ceviz kabuğu, YYPE, Polimer kompozit, Yeşil kompozit, Nano CaCO3, Walnut Shell, HDPE, Polymer composites, green composite
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yalova Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 54
Özet
ÖZET Sürdürülebilirlik, doğal kaynakların kullanımı, çevre yönetimi ve toplumsal gelişimin dengeli ve uzun vadeli bir şekilde sağlanmasıdır. Günümüzde sürdürülebilirlik ve çevre dostu malzemelerin tasarımı, üretimi ve önemi giderek artmaktadır. Bu çalışmada, matris malzemesi olarak yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE), dolgu malzemesi olarak %20 oranında ceviz kabuğu ve sırasıyla %1, %3 ve %5 oranında nano kalsit (CaCO3) kullanılarak biyo hibrit kompozitler üretilmiştir. Tüm malzemeler ilk önce mekanik harmanlama işlemi ile karıştırıldı ve sonrasında ise ekstrüder makinesinde granül haline getirildi. Daha sonra enjeksiyon kalıplama yöntemi kullanılarak hazırlanan karışımlardan ilgili standartlara uygun olarak test numuneleri üretildi. Üretilen numunelere ISO 527-1 standardına göre çekme testi, ISO 178 standardına göre olarak üç nokta eğme testi, ISO 180 standardına göre Charpy darbe testi ve sertlik ölçümü yapılarak mekanik özellikler karakterize edildi. Kompozitlerin ısıl özelliklerinin belirlenmesi amacıyla DSC, TGA testleri uygulandı. Fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi amacıyla da FT-IR, su absorpsiyon testi ve ASTM D523 standardına göre glossmetre parlaklık ölçümleri gerçekleştirildi. Kompozitlerin mikro yapıları SEM kullanılarak incelendi. %20 CK dolgulu numunenin çekme mukavemeti saf YYPE'ye yakın değerlerde elde edildi. Ancak karışıma eklenen nano kalsitin çekme mukavemetini oran fark etmeksizin bir miktar düşürdüğü görüldü. Kompozitlerin çekme elastisite modülü üzerindeki etkisi ise önemsizdir. Çekme elastisite modülün benzer değerlerde seyrettiği tespit edildi. En yüksek eğme mukavemet değeri %20 CK dolgulu kompozitte ~46 MPa olarak ölçüldü. Karışıma eklenen nano kalsitin olumsuz etki göstererek eğme mukavemet değerlerini düşürürken, darbe mukavemetini ise önemli oranda arttırdı. Nano kalsit ve ceviz kabuğu dolgusunun kompozitin mekanik ve termal özelliklerini etkilediği, su tutma kapasitesini ve mikro yapıyı farklılaştırdığı, malzemenin parlaklığı üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Hazırlanan kompozitlerin, mekanik ve termal performansları ile fiziksel ve kimyasal özellikleri dikkate alındığında, çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılabilir olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu kompozitler, özellikle çevre dostu malzemelere olan talebin arttığı otomotiv, inşaat ve ambalaj sektörlerinde sürdürülebilir alternatifler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Sustainability is the balanced and long-term maintenance of natural resource use, environmental management, and social development. Today, the design, production, and importance of sustainable and environmentally friendly materials are increasingly significant. In this study, green hybrid composites were produced using high-density polyethylene (HDPE) as the matrix material, 20% walnut shell as the filler material, and 1%, 3%, and 5% nano calcite (CaCO3). All materials were first mixed through mechanical blending and then granulated using an extruder. Subsequently, test samples were produced from the prepared mixtures using the injection molding method according to relevant standards. The produced samples underwent tensile testing according to ISO 527-1, three-point bending testing according to ISO 178, Charpy impact testing according to ISO 180, and hardness measurements to characterize their mechanical properties. DSC and TGA tests were conducted to determine the thermal properties of the composites. FT-IR, water absorption tests, and gloss measurements according to ASTM D523 were performed to identify physical and chemical properties. The microstructures of the composites were examined using SEM. The tensile strength of the 20% walnut shell-filled sample was found to be close to that of pure HDPE. However, the addition of nano calcite slightly decreased the tensile strength regardless of the amount. The effect of the composites on the tensile modulus of elasticity was negligible, with similar values observed. The highest bending strength was measured as approximately 46 MPa in the 20% walnut shell-filled composite. While the addition of nano calcite negatively affected the bending strength, it significantly increased the impact strength. It was determined that the nano calcite and walnut shell filler influenced the mechanical and thermal properties of the composites, altered the water absorption capacity and microstructure, and affected the material's gloss. Considering the mechanical and thermal performance and the physical and chemical properties of the prepared composites, it was concluded that they could be used in various industrial applications. These composites provide sustainable alternatives, especially in the automotive, construction, and packaging sectors, where the demand for environmentally friendly materials is increasing.
Benzer Tezler
- Bitümlü bağlayıcı ve asfalt karışımların nano malzemelerle modifikasyonu
Modification of bituminous binders and asphalt mixtures by using nano materials
HAMEEDULLAH RAUFI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TOPAL
- Nano-partikül takviyeli yüksek yoğunluklu polietilen nanokompozitlerin üretimi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the production and mechanical properties of nano-particle reinforced high density polyethylene nanocomposites
HARUN SEPET
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECMETTİN TARAKÇIOĞLU
- Nano malzemelerin çimento bağlayıcılı kompozitlerin mekanik özellikleri üzerine etkileri
The effects of nano-materials on the mechanical properties of cementitious composites
MOHAMMAD HATAM BALAV
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
- Production and characterization of polyester/poly(methyl methacrylate) and acrylonitrile butadiene styrene terblends and nanocomposites
Poliester/polimetil metakrilat/akrilonitril stiren bütadien üçlü karışımları ve nanokompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
MEHMET ALİ ORAL
Doktora
İngilizce
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
DR. OSMAN GÖKHAN ERSOY
- Yüksek oranda doğal puzolan katkılı çimentoların hidratasyon, hamur içyapısı ve mekanik özellikleri üzerine nanotanecik ilavesinin etkisi
The effect of nanoparticle addition on hydration, paste microstructure and mechanical properties of cements added high volume natural pozzolan
SERHAN İLKENTAPAR
Doktora
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DURAN ATİŞ
DOÇ. DR. BURAK UZAL