Kenevir katkılı polipropilen/polihidroksibütirat kompozitlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of hemp-reinforced polypropylene/polyhydroxybutyrate composites
- Tez No: 992046
- Danışmanlar: PROF. DR. HANDE ÇELEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyokompozit, Polimer kompozitler, Biocomposite, Polymer composites
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, günümüzde yaygın olarak kullanılan polipropilen (PP)'e alternatif olarak polipropilen/polihidroksibütirat (PP/PHB) karışımları geliştirilmiştir. İlk aşamada, PP'ye artan miktarlarda PHB ilavesi ile polimer karışımlar hazırlanmış, optimum PHB oranı belirlenmiştir. PP/PHB karışımına eriyik harmanlama yöntemi ile değişen oranlarda plastikleştirici, uyumlaştırıcı, mısır sapı ve kenevir talaşı ilavesi ile çevre dostu, biyopolimer içerikli, proses edilebilir kompozitler elde edilmiştir. Kenevir talaşının polimer matrisle olan arayüz etkileşimini iyileştirmek amacıyla alkali ve silanlama yüzey modifikasyon işlemleri uygulanmıştır. Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ile PP/PHB karışımların erime ve kristallenme sıcaklıkları, Termal Gravimetrik Analiz (TGA) ile termal bozunma davranışları, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile yüzey morfolojileri lif-matris arayüzey etkileşimleri incelenmiştir. Hazırlanan kompozitlerin kimyasal yapısı, katkı malzemelerinin etkisi Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Işın (FTIR) Spektroskopisi ile incelenmiştir. Çekme testi ile kompozitlerin mekanik özellikleri belirlenmiştir. CO2 salınımı ve kütle kaybı analizleri gerçekleştirilerek biyobozunurluk oranları belirlenmiştir. Sonuç olarak, plastikleştirici ve uyumlaştırıcı ilavesi ile PP ve PHB arasındaki etkileşim arttırılarak, PHB'nin zayıf termal kararlılık, mekanik dayanım ve yüksek kırılganlık gibi dezavantajlı özellikleri iyileştirilmiştir. Ayrıca, tarım atıklarının eklenmesi PP/PHB'nin mekanik özelliklerini artırırken, aynı zamanda biyobozunurluğu da artırmıştır. Bu çalışma sonucunda tarım atıkları ile doğal içeriği zenginleştirilmiş, uyumlaştırıcı ve plastikleştirici ile modifiye edilmiş PP/PHB karışımlarına, biyobozunurluk özelliği ve sürdürülebilirlik potansiyeli kazandırılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, polypropylene/polyhydroxybutyrate (PP/PHB) blends were developed as a potential alternative to conventionally used polypropylene (PP). In the first stage, polymer blends were prepared by incorporating increasing amounts of PHB into PP, and the optimum PHB content was determined. Environmentally friendly, biopolymer-based, and processable composites were subsequently obtained by adding plasticizers, compatibilizers, corn stalk, and hemp shives at various ratios into the PP/PHB blend via melt compounding. To enhance the interfacial adhesion between the hemp shives and the polymer matrix, alkaline and silane surface modification treatments were applied.The melting and crystallization temperatures of the PP/PHB blends were characterized using Differential Scanning Calorimetry (DSC), and their thermal degradation profiles were investigated through Thermogravimetric Analysis (TGA). Surface morphology and fiber–matrix interfacial interactions were examined using Scanning Electron Microscopy (SEM). The chemical structure of the composites and the influence of additives were analyzed via Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy. The mechanical properties of the composites were evaluated by tensile tests. Biodegradation behavior was assessed by CO₂ evolution and mass-loss measurements to determine biodegradation rates. Consequently, the interaction between PP and PHB was enhanced by the use of plasticizers and compatibilizers, which reduced the disadvantages of PHB, including its high brittleness, low mechanical strength, and poor thermal stability. Additionally, the use of agricultural residues improved the mechanical characteristics of the PP/PHB composites while also making them more biodegradable. As a result of this study, PP/PHB blends enriched with agricultural waste have been given biodegradability and sustainability potential.
Benzer Tezler
- Kenevir lifi, keçi kılı ve polipropilen elyaf katkılı horasan harcının özelliklerinin araştırılması
Investigation of the properties of hemp fiber, goat hair and polypropylene fiber added khorasan mortar
NİMET ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiKırklareli Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL KILIÇ
- Kenevir atık tozu içeren polipropilen matriksli termoplastik kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of polypropylene matrix thermoplastic composites containing hemp waste powder
BORA MERT ÖZDARENDELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriOndokuz Mayıs ÜniversitesiKenevir Araştırmaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR DEMİRCAN
- Polipropilen/kenevir/haşhaş sapı polimer kompozitine maleik anhidrit aşılı polipropilen (MA-g-PP) kopolimerinin ilavesinin etkileri
Başlık çevirisi yok
GİZEM KARADİREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜNİR TAŞDEMİR
- Kenevir fiber katkılı biyokompozit malzeme geliştirilmesi
Development of hemp fiber reinforced biocomposite material
ANIL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA ELİF GENCELİ GÜNER
- Static and dynamic behavior of polymer based biocomposites
Polimer bazlı biyokompozitlerin statik ve dinamik davranışı
ATABERK BAYSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. PAŞA YAYLA
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN