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: 228
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
- 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
- Development and characterization of injectable alginate/sericin/chondroitin sulphate microspheres for cartilage tissue engineering
Kıkırdak doku mühendisliği için aljinat/serisin/kondroitin sülfat mikrotaşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NİL GÖL BERKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİLEK KESKİN
- Development and characterization of high power density cathode materials for lithium-ion batteries
Lityum iyon bataryalar için yüksek güç yoğunluklu katot malzemesi geliştirilmesi ve karakterizasyonu
ŞAFAK DOĞU
Doktora
İngilizce
2015
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL
PROF. DR. ZAFER EVİS
- Development and characterization of surface-modified emulsion templated scaffolds for tissue engineering applications
Doku mühendisliği uygulamalari için yüzey modifikasyonu uygulanmiş, emülsiyon şablonlama yöntemi ile üretilmiş iskelelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
MEHMET KOCAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BETÜL ALDEMİR DİKİCİ
PROF. DR. ESMA VOLGA BULMUŞ ZAREIE
- Katı oksit yakıt hücreleri için tantalyum penta oksit (TA2O5) ve vanadyum penta oksit (V2O5) katkılı sızdırmazlık camı kompozisyonlarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of sealing glass compositions with tantalum penta oxide (TA2O5) and vanadium penta oxide (V2O5) additives for solid oxide fuel cells
KÜBRANUR ÇATALBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESLİHAN TAMSÜ SELLİ