PE ve PP polimerlerine ahşap tozu ilavesi ile oluşturulan karışımların mekanik, termal ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of mechanical, thermal and morfological properties of PE and PP/wood flour composites
Yazar: HASAN BİLTEKİN
Danışman: Y.DOÇ.DR. MÜNİR TAŞDEMİR
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
ÖZETPE VE PP POLİMERLERİNE AHŞAP TOZU İLAVESİ İLEOLUŞTURULAN KARIŞIMLARIN MEKANİK, TERMAL VEMORFOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİAhşap plastik kompozitleri; ahşap plastik endüstrisinde hızla büyüyen bir sektör veyeni bir materyal sınıfı olmuştur. Ahşap plastik kompozitler odun talaşı, termoplastikve küçük miktarlarda proses katkılarının karışımı ile ekstrüzyon prosesindegerçekleştirilir. Ahşap plastik kompozitleri dış kaplama materyalleri, oda içi paneller,cam çerçeve kaplaması, otomobil iç kısım parçaları ve diğer birçok değişik kaplamalıürünlerde kullanılmaktadır. Ahşap plastik kompozitleri çoğunlukla polipropilen vepolietilen kullanılarak üretilir. Ahşap tozu olarak şeker kamışı, mısır koçanı, saman(buğday sapı) ve öğütülmüş fındık kabuğu gibi değişik türler plastiklerde dolguolarak kullanılır. Bu dolgular ucuzluğu, kolay bulunabilirliği, makinede düşükaşınma ve proses ekipmanlarına daha az zarar vermesi nedeniyle cam elyaf, talk vekalsiyum karbonat gibi diğer dolgu malzemeleri ile kıyaslandığında daha uygundur.Ahşap plastik kompozitler ahşap paneller üzerinde düşük su absorbsuyonu, düşükkalınlık karakteristiği, biyo bozunmaya karşı daha dayanıklılık gibi özelliklerkazandırır. Bununla birlikte odunun su çekici ve plastiğinde suyu sevmeyen özellikteolmalarından dolayı odun ile plastik yüzeyleri arası gerilme transferi zayıflar. Buproblemin bir çözümü plastik ile ahşap arasındaki gerilme transferini iyileştirmek veyüzeyler arası köprü kurabilecek uyumlaştırıcılar kullanılır.Odunun termal stabilitesi nedeniyle ahşap plastik kompozitler çoğunlukla 200 oCaltındaki sıcaklıklarda işlenmesinden dolayı sadece termoplastiklerde kullanılır.Birçok dış uygulama olarak ahşap plastik kompozitler doğal ve geri dönüşümlüpolietilen kullanılarak yapılır. Bunun yanında otomotiv uygulamalarında ve tüketiciürünlerinde polipropilenden yapılan ahşap plastik kompozitlerin yaygın olarakkullanılmasıyla beraber PVC ahşap plastik kompozitler de pencere üretiminde dekullanılmaktadır.Ahşap plastik kompozitlerde kullanılan odun çoğunlukla toz veya çok kısa elyafformunda kullanılır. Ahşap plastik kompozitler yaklaşık % 50 oranında oduniçermesine rağmen bazı kompozitlerde daha az miktarda veya daha fazla miktarlarda( max. % 70) kullanılabilir. Ahşap elyaflarla veya uzun doğal elyaflarlakarşılaştırıldığında ucuzluğu, kolay bulunabilmesi ve bilinirliğinin yanında yüksekdökme yoğunluğu (Toz halindeki plastiklerin veya maddelerin birim hacmininkütlesidir. Kütle yoğunluğuda denilebilir.) ve serbest akış doğasından dolayı oduntozları ahşap plastik kompozit üreticileri için daha caziptir. Çam, akçaağaç, meşepalamudu içeren türleri çoğunlukla kullanılanlardır. Partikül boyutları (çap) daçoğunlukla 0.2 ile 2 mm'dirAhşap plastik kompozitler sadece odun ve plastik değildir. Bu kompozitler aynızamanda küçük miktarlarda proses ve performans etkileyici katkı maddeleri deiçermektedir. Bununla birlikte bağlama ajanları, ısı stabilizatörleri, pigmentler,yağlayıcılar, mantar önleyiciler ve köpük ajanları da kullanılabilmektedir.Doğal plastiğe ahşap eklenmesi plastiği oldukça sağlamlaştırmasına rağmen çoğu kezdaha kırılgan yapar. Birçok ticari ahşap plastik kompozit ürünleri katı ahşaba göreönemli derecede daha az serttir. Mukavemet, uzama, çentiksiz darbe direnç enerjisigibi mekanik özelliklerin artması için toz yerine elyaf katılması tercih edilir. Bununlabirlikte elyafların düşük dökme yoğunluğu ve besleme gibi işleme zorluklarındandolayı elyafların ahşap plastik kompozitlerde kullanımı sınırlıdır.Kasım, 2005 HasanBiltekin

Abstract:
ABSTRACTSYNTHESIS AND INVESTIGATION OF MECHANICAL,THERMAL AND MORFOLOGICAL PROPERTIES OF PE ANDPP/WOOD FLOUR COMPOSITESWood/plastic composites (WPC) are a relatively new class of materials and one ofthe fastest growing sectors in the wood composites industry. WPCs are normallymade from a mixture of wood flour, thermoplastic, and small amounts of process andproperty modifiers through an extrusion process. WPCs are used as outdoor deckingmaterials, interior door panels, window moldings, interior automobile parts, and alarge variety of other molded products. The most commonly used plastics for WPCmanufacture are polyethylene and polypropylene. Various wood fibers, and evencellulosic wastes such as ground wood waste, bagasse, corncobs, and cereal straw,have been used as fillers for plastics. Wood compares favorably with other availablefillers such as glass fibers for plastics since it is inexpensive, readily available, andcauses lower machine wear and damage of processing equipment.WPCs could have many property advantages over wood panels, such as lowerwater absorbance, lower thickness swell, and more durable againstbiodeterioration. However, the interface between the wood and the plastic istypically weak and fails to transfer stress between the phases because wood ishydrophilic and thermoplastic is hydrophobic. Consequently, the full strength ofthe wood is unavailable to reinforce the plastic. One solution to this problem is acompatibilizer that bridges the interface and improves the stress transfer betweenwood and plastic.Because of the limited thermal stability of wood, only thermoplastics that melt or canbe processed at temperatures below 200 deg C are commonly used in WPCs.Currently, most WPCs are made with polyethylene, both recycled and virgin, for usein exterior building components. However, WPCs made with wood- polypropyleneare typically used in automotive applications and consumer products, and thesecomposites have recently been investigated for use in building profiles. Wood-PVCcomposites typically used in window manufacture are now being used in decking aswell.The wood used in WPCs is most often in particulate form (e.g., wood flour) or veryshort fibers, rather than longer individual wood fibers. Products typically containapproximately 50 percent wood, although some composites contain very little woodand others as much as 70 percent. The relatively high bulk density and free-flowingnature of wood flour compared with wood fibers or other longer natural fibers, aswell as its low cost, familiarity, and availability, is attractive to WPC manufacturersand users. Common species used include pine, and maple. Typical particle sizes are0.2 to 2 mm.Adding wood to unfilled plastic can greatly stiffen the plastic but often makes itmore brittle. Most commercial WPC products are considerably less stiff than solidwood. Adding fibers rather than flour increases mechanical properties such asstrength, elongation, and unnotched Izod impact energy. However, processingdifficulties, such as feeding and metering low bulk density fibers, have limited theuse of fibers in WPCs.Wood and plastic are not the only components in WPCs. These composites alsocontain materials that are added in small amounts to affect processing andperformance. Although formulations are highly proprietary, additives such ascoupling agents, light stabilizers, pigments, lubricants, fungicides, and foamingagents are all used to some extent.November, 2005 Hasan Biltekin