Atık PET-cam elyaf-kalsit/nişasta kullanılarak üretilen kompozit malzemenin karakterizasyonu
Characterization of composite material produced using waste PET-glass fiber-calcite/starch
Yazar: ŞERMİN DENİZ
Danışman: PROF. DR. FİLİZ KAR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Polimer malzemelerin özelliklerini geliştirmek ve maliyetlerini düşürmek için çeşitli ürünler takviye elemanı olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, geri dönüşüm polietilen tereftalat (rPET) polimer harmanının mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, geri dönüşüm ürünlerinin kullanılarak çevrenin korunmasına katkıda bulunulması da bu çalışmanın amaçları arasındadır. rPET'e çeşitli oranlarda cam elyaf (% 3, %6, % 9, % 15), kalsit (% 5, % 15, % 25) ve organik dolgu maddesi olarak mısır nişastası eklenerek kompozit malzemeler hazırlanmıştır. Bu malzemeler SEM görüntüleri, DSC analizi ve mekanik testlerle karakterize edilerek morfolojik, termal ve mekanik özellikler incelenmiştir. Kompozit örneklere Shore D sertlik testi yapılmıştır. Numunelerde nişasta miktarı %3'te sabit olduğunda, kalsit ve cam yünü miktarı arttıkça sertliğin arttığı görülmüştür. Cam elyaf takviyeli kompozit malzemeler, iyi mekanik dayanım, elastiklik, yüksek korozyon dayanımı ve ekonomiklik gibi özelliklere sahip olmalarından dolayı dünyada yaygın kullanıma sahiptirler. Bu nedenle günümüzde PET'e farklı takviye ve dolgu malzemeleri eklenilerek malzeme özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Cam yünü oranı arttıkça termal iletkenliğinde düşük bir azalış olmasına rağmen önemli bir değişim olmamıştır. Ancak kalsit oranı arttıkça termal iletkenlik değerleri de artmıştır.
Bu çalışmadan (1) rPET'e eklenen katkılarla maliyetleri düşürmenin ve geri dönüşüme katkıda bulunmanın ve (2) belirli oranlarda kalsit ve cam elyafı ekleyerek rPET özelliklerini iyileştirmenin mümkün olduğu sonucuna varılabilir. İlgili bileşenler arasındaki yapışmayı artırmak için uyumlulaştırıcı türü ve miktarı hakkında daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.

Abstract:
Various products are used as reinforcement elements to improve the properties of polymeric materials and to reduce costs. This study aimed to enhance the mechanical properties of recycled polyethylene terephthalate (rPET). In addition, contribution to environmental protection by using recycled products is one of the objectives of this study. Composite materials were prepared by adding various ratios of glass fiber (3%, 6%, 9%, and 15%), calcite (5%, 15%, and 25%) and corn starch flour as organic filler into rPET. Morphological, thermal and mechanical properties of these composites were examined by SEM images, DSC analysis and mechanical tests. Shore D hardness test was performed on composite samples. When the amount of starch in the samples is fixed at 3%, it has been observed that the hardness increases as the amount of calcite and glass wool increases. Glass fiber reinforced  composite materials have widespread use in the world due to their properties such as good mechanical strength, elasticity, high corrosion resistance and economy. For this reason, it is aimed to improve material properties by adding different reinforced and filler materials to PET. Although there was a slight decrease in thermal conductivity as the ratio of glass wool increased, there was no significant change. However, as the calcite ratio increased, the thermal conductivity values also increased.
It can be concluded from this study that it is possible to (1) reduce costs and contribute to recycling with additives added to rPET, and (2) improve rPET properties by adding certain proportions of calcite and glass fiber. More research needs to be done on the type and amount of compatibilizer to increase the adhesion between the respective ingredients.