Atık plastik pet tozu ile döküm tipi polyester matrisli kompozite ilave edilen perlit ve pomzanın etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of perlite and pumice added to the cast type polyester matrix composite with waste plastic pet powder
- Tez No: 950264
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN TURHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Perlit, Pomza, Atık Plastik, Kompozit, Mekanik Özellik, Mikroyapı, Perlite, Pumice, WastePlastic, Composite, Mechanical Property, Microstructure
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
Bu çalışmanın temel hedefi, doğada atık olarak bulunan polietilen tereftalat (PET) malzemelerinin belirli öğütme işlemlerinden geçirilerek sıvı halde bulunan döküm tipi polyester ile kompozit hale getirilmesi ve bu süreçte doğada saf olarak bulunan perlit ve pomza madenlerinin partükül boyutlarda eklenerek yeni bir kompozit malzeme oluşturulmasıdır. Oluşturulan bu kompozit malzemelerin, dayanımı ve kolay bulunabilirliği açısından ekonomik bir avantaj sağlaması amaçlanmaktadır. Araştırmada ayrıca, pomzanın mukavemetini artırmaya yönelik özelliklerinin belirlenmesi ve mevcut polimer malzemelere göre daha kararlı ve uzun ömürlü bir yapıya sahip olması, üretimde daha verimli bir malzeme oluşturulmasını hedeflenmektedir. Mikro yapıların incelenmesi için perlit ve pomza katkılı kompozit malzemenin atomik içyapısı, yüzey pürüzlülüğü ve mukavemet özellikleri SEM, EDX, XRD, TGA, FT-IR ve AFM testleri kullanılarak; mekanik davranışlarını incelemek için de sertlik, çekme, basma ve eğme testleri kullanılarak analiz edilmiştir. Bu bağlamda, belirli oranlarda perlit ve pomza takviyeli kompozit malzemeler, silikon kalıplara dökülerek kalıplanmıştır. Oluşturulan numuneler, farklı oranlarda perlit ve pomza içeren 9 gruba ayrılmıştır. Her gruptan seçilen bir numune üzerinde detaylı analizler gerçekleştirilmiştir. Araştırma bulguları, polyester kompozitlerin mekanik özelliklerinin, kullanılan katkı malzemelerine ve bunların kombinasyonlarına bağlı olarak önemli ölçüde değişkenlik gösterdiğini net bir şekilde ortaya koymaktadır. Mikrosertlik değerleri, matris numunesinin 6.42 Hv değerine karşılık, %50 atık plastik içeren numunede 61.55 Hv değerine ulaşarak yaklaşık 10 kat artış sergilemiştir. Çekme dayanımı açısından, çoklu katkı kombinasyonları en yüksek dayanımı göstermiş olup, 4 nolu numune 52 N/mm² çekme gerilmesi değerine ulaşarak matris numunesinin (30 N/mm²) değerini %73 oranında aşmıştır. Basma dayanımında ise, %50 atık PET içeren 4 nolu numune 95 N/mm² ile olağanüstü bir değer sergileyerek matris numunesinin (60 N/mm²) basma dayanımını %60 oranında artırmıştır. Eğme testlerinde, ham perlit katkılı 2 nolu numune 55 N kuvvet ile en yüksek eğme dayanımına ulaşmıştır. Bu sonuçlar, atık ve doğal katkı malzemelerinin polyester kompozitlerde yapısal dayanımı optimize etmek için umut vadeden alternatifler olduğunu, ancak hedeflenen uygulamaya yönelik en uygun malzeme özelliklerini elde etmek için katkı türü, oranı ve kombinasyonunun titizlikle ayarlanmasının kritik önem taşıdığını teyit etmektedir.
Özet (Çeviri)
The main objective of this study is to composite polyethylene terephthalate (PET) materials, which are found as waste in nature, with liquid cast polyester through certain grinding processes and to form a new composite material by adding perlite and pumice mines, which are pure in nature, in particle sizes in this process. It is aimed to provide an economic advantage in terms of strength and easy availability of these composite materials. In the research, it is also aimed to determine the properties of pumice to increase its strength and to have a more stable and long-lasting structure compared to existing polymer materials and to create a more efficient material in production. The atomic microstructure, surface roughness and strength properties of perlite and pumice doped composite material were analysed using SEM, EDX, XRD, TGA, FT-IR and AFM tests to investigate the microstructures; and hardness, tensile, compression and bending tests to investigate the mechanical behaviour. In this context, composite materials reinforced with certain ratios of perlite and pumice were molded by pouring into silicone molds. The samples created were divided into 9 groups containing different ratios of perlite and pumice. Detailed analyses were performed on a sample selected from each group. The research findings clearly show that the mechanical properties of polyester composites vary significantly depending on the additives used and their combinations. Microhardness values increased approximately 10-fold, reaching 61.55 Hv in the sample containing 50% waste plastic, compared to 6.42 Hv in the matrix sample. In terms of tensile strength, multiple additive combinations showed the highest strength, with sample no. 4 reaching a tensile stress value of 52 N/mm², exceeding the value of the matrix sample (30 N/mm²) by 73%. In terms of compressive strength, sample no. 4 containing 50% waste PET exhibited an extraordinary value of 95 N/mm², increasing the compressive strength of the matrix sample (60 N/mm²) by 60%. In the bending tests, sample no. 2 with raw perlite added reached the highest bending strength with a force of 55 N. These results confirm that waste and natural additives are promising alternatives to optimize structural strength in polyester composites, but careful tuning of additive type, ratio, and combination is critical to obtain the most appropriate material properties for the targeted application.
Benzer Tezler
- PET, polipropilen, polietilen atıkların ve cam tozunun çimento harçlarının özelliklerine etkisi
The effect of PET, polypropylene, polyethylene wastes and glass powder on the properties of cement mortars
GÖKSU PILSIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEMSİ YAZICI
- Öğütülmüş atık plastik (PET) katkılı sıvaların tarımsal yapılarda kullanımı üzerine bir araştırma
A study of used ground waste plastics (PET) containing an additive the plasters on agricultural structures
SELÇUK MEMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
ZiraatAtatürk ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İBRAHİM ÖRÜNG
- Tarımsal yapılarda kullanılabilecek, öğütülmüş plastik (pet) atıkların katılması ile üretilen betonların önemli fiziksel ve mekanik özellikleri
Physical and mechanical properties of concrete producing by adding ground waste plastics (pet) can be used in agricultural structures
DERYA AYIK TOHUMCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
ZiraatAtatürk ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İBRAHİM ÖRÜNG
- Epoksi reçine/çar kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of epoxy resin/char composites
PINAR BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLNARE AHMETLİ
- Çotanak ve polimer atıklarının birlikte pirolizinin kinetiğinin incelenmesi ve piroliz ürünlerinin karakterizasyonu
Kinetic investigation of hazelnut husk and polymer wastes co-pyrolysis and characterizatin of pyrolysis products
NAHİDE NARİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN KAYA YAZICILAR