Doymamış polyester matrisli endüstriyel atık katkılı kompozitlerin mekanik ve mikroyapı özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and microstructural properties of unsaturated polyester matrix polyester composites with industrial waste additives
- Tez No: 960375
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN ÜNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Bu tez çalışmasında, farklı oranlarda endüstriyel atık katkılı doymamış polyester esaslı kompozitlerin mekanik ve mikroyapısal özellikleri incelenmiştir. Cam elyaf tozu, bazalt tozu, cam granül, cam tozu, cam takviyeli plastik (CTP) üretim atıkları (CW ve E1-E2), uçucu kül ve silisyum dioksit (SiO₂) deneylerde kullanılan atık katkı malzemeleridir. Doymamış polyester reçine matrisine katkı malzemeleri farklı oranlarda (ağırlıkça %20, %30, %35 ve %50 oranlarında) ilave edilerek döküm yöntemi ile ASTM ve ISO standartlarına uygun kompozit test numuneleri üretilmiştir. Test numunelerinin üretimi için sıvı polyester belirli oranlarda katkılar ve aerosil ile mikserde karıştırılmış ve silikon kalıplara dökülerek üretilmiştir. Üretilen test numunelerine eğme, çekme ve sertlik testleri yapılmıştır. Deneylerde eğme dayanımı, eğmedeki elastiklik modülü, deformasyon oranı, çekme dayanımı, çekmedeki elastiklik modülü, kopmadaki %uzama ve Barcol sertlik değerleri tespit edilmiştir. Polyester bünyesine ilave edilen tüm katkı malzemeleri, kompozitlerin eğmedeki deformasyon oranı ve kopmadaki % uzama ve çekme dayanım değerlerinin azalmasına sebep olmuştur. Fakat mikro cam elyaf kompozitlerin eğme mukavemet değerini %50 katkı oranında %10.4 oranında artırırken CW ve E1-E2 atık katkıları %30 katkı oranlarında sırasıyla %2.0 ve %3.7 oranında artırmıştır. Diğer tüm katkılar da eğme dayanımlarının azalmasına sebep olmuştur. Buna ilaveten mikro cam elyaf, CW ve E1-E2 atık katkıları, uçucu kül, cam tozu, cam granül, bazalt tozu ve SiO2 katkılar polyester kompozitlein hem eğmedeki hem de çekmedeki elastiklik modüllerinin artmasına neden olmuştur. Bu artış oranları eğmedeki elastiklik modülü için sırasıyla %280, %137, %116.8, %207.9, %286.8, %119.8, %50.5 ve %0.5 oranlarında olmuştur. Çekmedeki elastiklik modülündeki artış oranları ise sırasıyla %145, %127.9, %156.6, %181.8, %237.7, %491.6, %346.1 ve %186.7 oranlarında olmuştur. Tüm katkı maddeleri kompozitin sertlik değerlerini artırmıştır. E1-E2 atık katkı kompozitin sertliğini %98.6 oranında artırırken diğer tüm katkılar kompozitlerin sertliğini ortalama %125 ile %141,4 arasında artırmıştır. Ayrıca kompozit numunelerin mikroyapı incelemeleri taramalı elektron mikroskop (SEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. SEM görüntülerinden bazı katkıların matris-katkı ara yüzeyinde iyi bağlanma gösterirken bazılarında ise boşluklar ve kısmen zayıf ara yüzey bağlarının olduğunu göstermiştir. Yani çalışmada, endüstriyel atıkların kontrollü oranlarda plastik sektöründe kullanılması ile hem sürdürülebilir malzeme üretiminin mümkün olabileceği hem de düşük maliyetli işlevsel kompozitlerin geliştirilebileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the mechanical and microstructural properties of unsaturated polyester based composites with different proportions of industrial waste additives were investigated. Glass fibre powder, basalt powder, glass granule, glass powder, glass reinforced plastic (GRP) production wastes (CW and E1-E2), fly ash and silicon dioxide (SiO₂) are the waste additives used in the experiments. The additives were added to the unsaturated polyester matrix at different ratios (20%, 30%, 35% and 50% by weight) and composite test specimens were produced by casting method in accordance with ASTM and ISO standards. For the production of test specimens, liquid polyester was mixed with additives and aerosil at certain ratios in a mixer and produced by pouring into silicone moulds. Flexural, tensile and hardness tests were performed on the test specimens. Flexural strength, flexural modulus, deformation ratio, tensile strength, tensile modulus, elongation at break and Barcol hardness values were determined. All additives added to the polyester structure caused a decrease in the deformation rate in bending, % elongation at break and tensile strength values of the composites. However, micro glass fibre increased the flexural strength value of the composites by 10.4% at 50wt.% filler ratio, while CW and E1-E2 waste additives increased by 2.0% and 3.7% respectively at 30wt.% filler ratio. All other additives caused a decrease in flexural strength. In addition, micro glass fibre, CW and E1-E2 waste additives, fly ash, glass powder, glass granules, basalt powder and SiO2 additives increased the modulus of elasticity of the polyester composite in both flexure and tension. These increases were 280%, 137%, 116.8%, 207.9%, 286.8%, 286.8%, 119.8%, 50.5% and 0.5% for flexural modulus, respectively. The increases in the tensile modulus were 145%, 127.9%, 156.6%, 181.8%, 237.7%, 491.6%, 346.1% and 186.7%, respectively. All fillers increased the hardness values of the composite. While E1-E2 waste additive increased the hardness of the composite by 98.6%, all other additives increased the hardness of the composites between 125% and 141.4% on average. In addition, microstructural investigations of the composite samples were carried out using a scanning electron microscope (SEM). SEM images showed that some additives showed good bonding at the matrix-additive interface, while others showed voids and partially weak interfacial bonds. In other words, it has been shown in the study that both sustainable material production and low-cost functional composites can be developed by using industrial wastes in the plastics industry at controlled rates.
Benzer Tezler
- Kahve atığının doymamış polyester matrisli kompozitlerde bir dolgu malzemesi olarak kullanılabilirliği üzerine bir inceleme
A study on the usability of coffee waste as a filler material in unsaturated polyester matrix composites
İBRAHİM ÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL DEMİRER
- Fotopolimerizasyon yöntemiyle cam elyaf takviyeli doymamış polyester matrisli kompozitlerin üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production of glass fiber reinforced unsaturated polyester matrix composites via photopolymerization and investigation of their mechanical properties
SERHAT DURAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN
- Production and analysis of physio-mechanical properties of jute and hemp fiber reinforced unsaturated polyester matrix hybrid composites
Jüt ve kenevir elyaf takviyeli doymaşmış polyester matrisli hibrit kompozitlerin üretimi ve fizyo-mekanik özelliklerinin analizi
MD ZAHIDUL ISLAM
Doktora
İngilizce
2022
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMEL CEYHUN SABIR
- Doymamış poliester-tabakasal silikat nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of unsaturated polyester-layered silicate nanocomposites
HATİCE BURÇİN GÜNDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN ŞEN
- Farklı metallerle güçlendirilmiş barit tabanlı polimer kompozitlerin belirli gama enerjilerinde zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of shi̇eldi̇ng properties of barite-based polymer composites reinforced with different metals at certain gamma energies
HATİCE GÜREL ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGiresun ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA RECEP KAÇAL
PROF. DR. FERDİ AKMAN