Atık cam partikül dolgulu polyester kompozitlerde partikül boyutunun mekanik özellikler üzerindeki etkisi
Effect of particle size on the mechanical properties of waste glass particle-filled polyester composites
- Tez No: 988627
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLYAS KARTAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Atık cam, atık cam dolgusu, geri dönüşüm, polyester kompozit, polyester reçine, partikül dolgulu kompozit, mekanik özellikler, SEM analizi, Sürdürülebilir malzemeler, Waste glass, waste glass filler, recycling, polyester composite, polyester resin, particle-filled composite, mechanical properties, SEM analysis
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Bu tez çalışmasında, atık cam tozlarının polimer matrisli kompozitlerde dolgu malzemesi olarak kullanım potansiyeli ve bu malzemelerin çeşitli mekanik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın temel amacı, değerlendirilmesi zor olan pencere, ayna gibi yüksek saflık gerektiren geri dönüşüm süreçlerine uygun olmayan cam atıklarının, polyester matris içerisinde farklı boyut ve oranlarda kullanılarak hem çevresel sürdürülebilirliğe katkı sağlamak hem de mühendislik açısından fonksiyonel bir kompozit malzemeye dönüştürülmesidir. Bu kapsamda, 0–50 µm, 100–200 µm ve 200–500 µm boyut aralıklarında hazırlanan cam tozları %5, %10, %15 ve %20 dolgu oranlarında polyester matrisine eklenerek kompozit numuneler üretilmiştir. Üretilen numuneler üzerinde yoğunluk, darbe dayanımı, sertlik ve çekme testi gibi mekanik karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiş ve kırılma yüzeylerinin incelenmesi amacıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri yapılmıştır. Elde edilen bulgular, cam tozu dolgusunun kompozitlerin yoğunluk ve sertlik özelliklerini genel olarak artırdığını, darbe dayanımının ise özellikle orta boyutlu partiküllerde belirli dolgu oranlarında iyileştiğini göstermiştir. Bununla birlikte, cam partiküllerinin gevrek yapısı nedeniyle yüksek dolgu oranlarında çekme dayanımında düşüşler meydana gelmiştir. SEM analizleri, partikül boyutuna bağlı mikro yapısal farklılıkların oluşabileceğine işaret eden nitel gözlemler sunmuş ve bu eğilim mekanik test sonuçlarıyla genel olarak uyumluluk göstermiştir. Sonuç olarak, atık cam tozlarının polimer matrisli kompozitlerde dolgu malzemesi olarak kullanımı; doğal dolgu kaynaklarına olan ihtiyacı azaltması, üretim maliyetlerini düşürmesi ve özellikle değerlendirilmesi güç cam atıklarının yeniden ekonomiye kazandırılması açısından önemli bir potansiyel sunmaktadır. Bu durum hem çevresel sürdürülebilirlik hem de malzeme mühendisliği açısından değerli bir yaklaşım olarak değerlendirilebilir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT In this thesis, the use potential of waste glass powders as a filler material in polymer matrix composites and their effects on various mechanical and structural properties were investigated. The main objective of the study is to utilize glass wastes—such as window and mirror glass—that are difficult to recycle or unsuitable for high-purity recycling processes, by incorporating them into a polyester matrix at different particle sizes and filler ratios. In this context, the study aims both to contribute to environmental sustainability and to transform these wastes into a functional engineering composite. For this purpose, waste glass powders prepared in particle-size ranges of 0–50 µm, 100 200 µm, and 200–500 µm were added to a polyester matrix at filler ratios of 5%, 10%, 15%, and 20%, and composite specimens were produced. Mechanical characterization tests including density, impact strength, hardness, and tensile tests were conducted on the produced specimens, and scanning electron microscopy (SEM) analyses were performed to examine the fracture surfaces. The findings indicate that the incorporation of glass powder generally increases the density and hardness of the composites, while the impact strength improves at certain filler ratios, particularly with medium-sized particles. However, due to the brittle nature of glass particles, reductions in tensile strength were observed at high filler ratios. SEM analyses provided qualitative microstructural observations suggesting particle-size dependent variations at the matrix–filler interface, and these trends were found to be broadly consistent with the mechanical test results. In conclusion, the use of waste glass powders as a filler in polymer-matrix composites presents significant potential in terms of reducing the demand for natural mineral fillers, lowering production costs, and reintroducing low-value glass wastes into the economy. This approach offers a valuable alternative for both environmental sustainability and materials engineering applications.
Benzer Tezler
- Investigation of fracture behavior of particulate polymer composites with effect of S-glass fiber reinforcement
S-cam elyaf takviye etkisi ile partikül polımer kompozitlerin kırılma davranışının incelenmesi
MOHAMAD K.ALWAN ALSAADI
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. AHMET ERKLİĞ
- Atık cam ve karbon fiber tozu katkılı al7075 alaşım matrisli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production and investigation of properties of al7075 alloy matrix composites with waste glass and carbon fiber powder additives by powder metallurgy method
İLHAMİ AVCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAHYA HIŞMAN ÇELİK
- Seçili atık ahşap örneklerinde partikül çapının ısıl bozunma karakteristiklerine ve yanma kinetiklerine olan etkisinin incelenmesi
Effect of particle size on the combustion characteristics of the selected waste wood samples
ZELİHA EKİNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMA YURDAKUL
DR. ÖĞR. ÜYESİ MİHRİBAN CİVAN
- Lif katkılı çimento kompozitlerde atık cam kullanımının etkisi
Impact of incorporating waste glass in fiber reinforced cement based composites
KORAY KAYSİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY OKTAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİRCE PEKMEZCİ KARAMAN
- Atık döküm kumu morfolojisini kullanarak hava araçları için polimer kompozit malzeme geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of polymer composite material for aircraft using waste foundry sand morphology
BETÜL ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET TURAN
PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ