Development and characterization of bioresin based composites from vegetable oils for automotive applications
Otomotiv uygulamaları için bitkisel yağlardan biyoreçine bazlı kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 934410
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÖZCANLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kompozitler, Biyokompozitler, Biyo bazlı matris, Bitkisel yağlar, Keten/Jüt kumaş, Composites, Biocomposites, Bio-based matrix, Vegetable oils, Flax/Jute fabric
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, matriks olarak epoksi reçineye beş farklı bitkisel yağın belirli oranlarda ilave edilmesiyle biyo bazlı reçine kullanılırken, bu biyo bazlı reçinenin keten/jüt dokuma kumaşı ile takviye edilmesiyle oluşan biyokompozitlerin mekanik, termal, fiziksel ve morfolojik karakterizasyonları incelenmiştir. Malzemelerin üretimi vakum destekli reçine transfer kalıplama yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Epoksi reçineye %10, %20, %30 ve %40 oranlarında pamuk yağı, kanola yağı, keten tohumu yağı, palm yağı ve soya fasulyesi yağı eklenerek biyo bazlı reçine oluşturulmuştur. Saf epoksi reçine ile hazırlanan numuneler de dahil olmak üzere 21 farklı kombinasyonda kompozit ürünler üretilmiştir. Yapılan çekme, üç nokta eğme, sertlik ve Charpy darbe gibi mekanik testler sonucunda epoksi reçineye %10 ile %20 oranında bitkisel yağ eklemenin numunenin esnekliğini arttırırken mukavemetlerini belirli bir ölçüde azalttığı tespit edilmiştir. Yağ oranı %40 a doğru arttıkça mekanik özelliklerde saf epoksi reçine ile hazırlanan numunelere göre önemli düşüşler görülmüştür. Bu durum numunelerin morfolojik görüntü analizlerinde de doğrulanmıştır. Su testi gibi fiziksel testte ise kanola, palm ve soya yağının %10 ve %20 oranında reçineye eklenmesi su emilim oranlarını düşürmüştür. Termal testlerde ise TGA analizi yağ oranı arttıkça numunelerde saf epoksi reçineli numuneye göre ilk bozunma sıcaklığının azaldığını ayrıca termal kararlılığında da azalma görüldüğünü ortaya çıkarır. DSC analizleri ise %10 yağ oranlarında camsı geçiş sıcaklığının saf epoksi reçineli numuneye göre iyi derecede arttığını, reaksiyon ısısında kayda değer artışlar yansıdığını gösterir. Sonuçlar bütünüyle değerlendirildiğinde petrole bağlı bir kaynak olan epoksi reçineye %10 ile %20 oranında bitkisel yağ eklenmesinin hem çevre dostu bir biyoreçine olması hem de mekanik bazı özellikleri azaltsa da tokluk gibi malzeme özelliklerini arttırmasıyla araçlarda dış kuvvete maruz kalan alanlarda kullanılabileceği, ayrıca fiziksel ve termal özellikleriyle de araçlarda iç mekân da tercih edilebileceği öngörülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, while using bio-based resin by adding five different vegetable oils to the epoxy resin in certain proportions as a matrix, the mechanical, thermal, physical, and morphological characterization of the bio-composites formed by reinforcing this bio-based resin with flax/jute intraply woven fabric was investigated. The production of the materials was carried out by vacuum assisted resin transfer molding method. Bio-based resin was created by adding cottonseed oil, rapeseed oil, linseed oil, palm oil, and soybean oil to 10%, 20%, 30% and 40% to epoxy resin. Composite products were produced in 21 different combinations, including samples prepared with pure epoxy resin. As a result of mechanical tests such as tensile, three-point bending, hardness and Charpy impact, it was determined that adding 10% to 20% vegetable oil to the epoxy resin increased the flexibility of the sample while reducing its strength to a certain extent. As the oil content increased towards 40%, significant decreases were observed in mechanical properties compared to samples prepared with pure epoxy resin. This situation was also confirmed in the morphological image analysis of the samples. In the physical test such as water test, the addition of canola, palm and soybean oil to the resin at 10% and 20% decreased the water absorption rates. In thermal tests, TGA analysis reveals that as the oil content increases, the initial decomposition temperature decreases compared to the pure epoxy resin sample and also a decrease in thermal stability is observed. DSC analysis shows that at 10% oil content, the glass transition temperature increases significantly compared to the pure epoxy resin sample, and significant increases are reflected in the reaction temperature. When the results are evaluated as a whole, it is predicted that adding 10% to 20% vegetable oil to epoxy resin, which is a petroleum-based source, will be an environmentally friendly bioresin and will increase material properties such as toughness, although it reduces some mechanical properties, and can be used in areas exposed to external forces in vehicles. It is also predicted that it can be preferred in the interior of vehicles due to its physical and thermal properties.
Benzer Tezler
- Development of ensete fiber based composites and their characterization
Ensete lifi bazlı kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
TOLERA ADERIE NEGAWO
Doktora
İngilizce
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- A research on the use of enset woven fabric structures for the applications of sound absorption and biodegradable composite material development
Enset dokuma kumaş yapılarının ses yutum ve biyobozunur kompozit malzeme geliştirilmesi uygulamalarında kullanımı üzerine bir araştırma
ALHAYAT GETU TEMESGEN
Doktora
İngilizce
2021
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP EREN
PROF. DR. YAKUP AYKUT
- Eco-friendly and novel bio-based wood adhesives for particleboard production
Yonga levha üretimi için çevre dostu ve yeni biyo bazlı ahşap yapıştırıcılar
HALİM BOZTEPE
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- Biyo esaslı reçineler ve perlit kullanılarak elde edilen kompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of composites obtained using bio-based resins and perlite
ZAKİR EMRE GÜVEN
Doktora
Türkçe
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER
- Biyo-bazlı sıcak eriyik yapıştırıcıların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of bio-based hot melt adhesives
NİLÜFER CEVHER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇİĞDEM TAŞDELEN YÜCEDAĞ