Lignoselülözik tarımsal atıklar ile modifiye edilmiş tortul kayaç katkılı hibrit polyester kompozitlerin mekanik ve termal özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical and thermal properties of hybrid polyester composites modified with lignocellulosic agricultural wastes and sedimentary rock additives
- Tez No: 987906
- Danışmanlar: PROF. DR. CEVDET AKOSMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doğal lifler (Kenevir, keten, şeker kamışı, hindistan cevizi lifi, mısır koçanı, buğday kepeği, odun talaşı vb.), sentetik muadilleriyle karşılaştırıldığında daha düşük mekanik ve termal özellikler gösterse de, hibrit polimer kompozitlerde kullanımları giderek artmaktadır [1-7]. Çevre dostu ve daha iyi işlevsel özelliklere sahip bu kompozitler yaygın olarak havacılık, otomotiv ve inşaat endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır [8-10]. Yüksek lisans tezi çalışmasında, tortul kayaç (pomza, perlit ve bentonit gibi) ve lifli tarımsal atık (keten, buğday kepeği ve ayçiçeği bitkisi sapı gibi) katkılı hibrit polyester kompozitlerin mekanik, termal ve morfolojik özelliklerinin araştırılması amaçlanmaktadır. Deneysel çalışmalarda ilk aşamada metil etil keton peroksit varlığında hazırlanan sıvı polyester ve tarımsal atık lifi karışımına belirli oranlarda tortul kayaç ilave edilerek kompozit polimer elde edilecektir. Deneysel çalışmaların ikinci aşamasında hazırlanan kompozitlerin mekanik dayanım, termal kararlılık ve dielektrik performansları detaylı olarak analiz edilecektir. Termal kararlılık ve termal bozunma davranışları termogravimetrik analiz (TGA) cihazı ile analiz edilecerek kompozitlerin yüksek sıcaklık ortamlarındaki dayanım performansı değerlendirilecektir. Dielektrik özelliklerin belirlenmesi amacıyla geniş bir frekans aralığında ölçümler yapılarak, kompozitlerin elektriksel yalıtım performansları ortaya konulacaktır. Üçüncü aşamada ise kompozitlerin yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenecektir. Kimyasal bağ yapısı ve arayüz etkileşimleri ise Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile analiz edilecektir. Ayrıca, sıvı polyesterin reolojik özellikleri, kompozitlerin yığın yoğunluğu, yüzey sertliği ve ısıl iletkenlik testleri de yapılacaktır. Bu testlerle, tortul kayaçın kompozit matrisi içerisindeki dağılımı ve yüzey kalitesi belirlenerek kompozitlerin yapısal bütünlüğü hakkında bilgi elde edilecektir. Bu tez çalışması tortul kayaçlar, tarımsal atık ve polyester karışımı polimer matrislere katılmasının etkisi ortaya konularak daha dayanıklı, hafif ve çok yönlü malzemelerin geliştirilmesine katkıda bulunmayı hedeflemektedir. Bununla birlikte, düşük karbon ayak izi ve sıfır atık prensibi doğrultusunda çevre dostu üretim süreçleri esas alınacaktır. Tortul kayaçların kullanımı, sürdürülebilir malzeme geliştirilmesinde önemli bir avantaj sunarken, hem kolay temin edilebilme hem de ekonomik maliyet açısından faydalı olacaktır. Geri dönüştürülebilir doğal malzemeler kullanılarak düşük maliyetli kompozitler geliştirilmesi ve geri dönüşüm potansiyeli olan ekonomik kompozitlerin, gelecekte sürdürülebilir malzeme çözümleri sunarak çevresel etkiyi azaltmada önemli bir rol oynaması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Although natural fibers (hemp, flax, sugar cane, coconut fiber, corn cob, wheat bran, wood shavings, etc.) have lower mechanical and thermal properties compared to their synthetic counterparts, their use in hybrid polymer composites is increasing [1-7]. These composites, which are environmentally friendly and have better functional properties, are widely used in the aviation, automotive, and construction industries [8-10]. This master's thesis study aims to investigate the mechanical, thermal, and morphological properties of hybrid polyester composites containing sedimentary rock (such as pumice, perlite, and bentonite) and fibrous agricultural waste (such as flax, wheat bran, and sunflower plant stalk). In the first stage of the experimental studies, sedimentary rock will be added to the liquid polyester and agricultural waste fiber mixture prepared in the presence of methyl ethyl ketone peroxide in certain proportions to obtain the composite polymer. In the second stage of the experimental studies, the mechanical strength, thermal stability, and dielectric performances of the prepared composites will be analyzed in detail. Thermal stability and thermal degradation behaviors will be analyzed with a thermogravimetric analysis (TGA) device and the durability performance of the composites in high-temperature environments will be evaluated. In order to determine the dielectric properties, measurements will be made in a wide frequency range and the electrical insulation performances of the composites will be revealed. In the third stage, the surface morphology of the composites will be examined with scanning electron microscope (SEM). The chemical bond structure and interface interactions will be analyzed with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). In addition, rheological properties of liquid polyester, bulk density of composites, surface hardness and thermal conductivity tests will be performed. With these tests, the distribution of sedimentary rock in the composite matrix and surface quality will be determined and information about the structural integrity of the composites will be obtained. This thesis study aims to contribute to developing more durable, lightweight, and versatile materials by revealing the effect of adding sedimentary rocks, agricultural waste, and polyester mixture to polymer matrices. In addition, environmentally friendly production processes will be based on the principle of low carbon footprint and zero waste. The use of sedimentary rocks offers a significant advantage in the development of sustainable materials and will be beneficial in terms of both easy availability and economic cost. It is expected that the development of low-cost composites using recyclable natural materials and economical composites with recycling potential will play an important role in reducing environmental impact by providing sustainable material solutions in the future.
Benzer Tezler
- Suları kirleten yağların temizlenmesindelignoselülozik atıklardan üretilmiş selüloz bazlımodifiye süngerlerin kullanılması
Use of modified cellulose-based sponges derived fromlignocellulosic waste for the removal of oilpollutants from water
EMRECAN ARPACI
Doktora
Türkçe
2025
KimyaBursa Teknik ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAMİ İMAMOĞLU
- Lignoselülozik atıklardan biyogaz üretiminin nanopartikül destekli rumen ön işlemi ile artırılması
Increasing biogas production from lignocellulosic wastes by nanoparticle assisted rumen pretreatment
GÖKCE KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DEMİR
- Lignoselülozik içerikli biyokütle ile beslenen anaerobik çürütücülerde Clostridium thermocellum'un biyogaz üretimine etkisi
Bioaugmentation with Clostridium thermocellum in the anaerobic digestion of lignocellulosic biomass
BÜŞRA ECEM ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Anaerobic digestion of lignocellulosic waste using alkali pretreatment method interms of performance, microbial community, and cost analysis
Lignoselülozik atıkların alkali ön arıtım yöntemi ile anaerobik arıtımı, performans, mikrobiyal topluluk ve maliyet analizi
CANBERK KAZANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Anaerobic digestion of lignocellulosic waste usingphysico-chemical pretreatment methods interms of performance, microbial community, and cost analysis
Fizikokimyasal ön arıtım yöntemi ile lignoselülozik atıkların anaerobik çürütülmesi optimizasyonu, mikrobiyal topluluğu ve maliyet analizi
İREM GÜVEN BEYAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE