Enjeksiyonla kalıplanmış polimer kompozit üretiminde dolgu maddesi olarak kenevir saplarının değerlendirilmesi ve sanayi ölçekli üretimde mobilya parçası olarak kullanım potansiyelinin belirlenmesi
Evaluation of hemp stalks as fillers in injection molded polymer composites production and determination of its potential for use as furniture materials in industrial production
Yazar: İBRAHİM KILIÇ
Danışman: PROF. DR. FATİH MENGELOĞLU
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Bu çalışmada, dolgu maddesi olarak kenevir sapı (K) ve mobilya fabrikası atık talaşı (T) ile uyumlaştırıcı olarak maleik anhidrit aşılanmış polipropilen (MAPP) kullanımının polipropilen (PP) kompozitlerin bazı mekanik, fiziksel, morfolojik ve termal özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Farklı kombinasyonlarda üretilen test örneklerin seçilen bazı mekanik ve fiziksel özellikleri belirlenmiş ve daha sonra sonuçlarının optimizasyonuna göre belirlenen bir grup prototip mobilya destek ayağı olarak üretilmiştir. Test numuneleri, ağırlıkça %10, 15, 20, 25, 30 ve % 35 oranında K veya T dolgu maddesi ile %0 veya %3 MAPP kullanılarak tek vidalı bir ekstruder ve enjeksiyonlu kalıplamanın bir kombinasyonuyla üretilmiştir. Sonuçlar, dolgu türünden bağımsız olarak dolgu maddesi ve MAPP içeren kompozitlerin saf PP'ye kıyasla önemli ölçüde iyileştirilmiş mekanik özelliklere sahip olduğunu göstermiştir. Dolgu miktarının artmasıyla eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü, çekmede elastikiyet modülü, darbe direnci ve yoğunluk değerleri artmıştır. Çekme direnci dolgu miktarının artmasıyla azalırken, MAPP ilavesiyle çekme direncinde önemli artışlar gözlenmiştir. Artan dolgu oranının su absorpsiyonunu ve kalınlık artışlarını arttırdığı görülmüştür. MAPP ilavesinin polimer matris ve dolgu maddesi arasında daha iyi bir bağlanma gösterdiği SEM analizinde belirlenmiştir. Seçilen bazı mekanik ve fiziksel özelliklerin optimizasyon sonuçları, %20 oranında dolgu maddesi ve %3 oranında MAPP içeren formülasyonların prototip mobilya destek ayağı üretimi için en uygun olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this study investigated the effects of the utilization of hemp stalks (HS) and furniture factory waste sawdust (FFWS) as filler and maleic anhydride-grafted polypropylene (MAPP) as a coupling agent on some mechanical, physical, morphological, and thermal properties of polypropylene (PP) composites. Test specimens were manufactured using a combination of extrusion and injection molding processes. In the manufacturing of test samples were used, 10, 15, 20, 25, 30, and 35% by weight of HS and/or FFWS and 0% or 3% by weight of MAPP. The presence of fillers (H or T) and MAPP significantly improved mechanical properties compared to neat PP. The higher filler amount increased the flexural strength, flexural modulus, tensile modulus, impact resistance, and density. Tensile strength and elongation at break decreased with increasing filler amount, but the addition of MAPP caused a significant increase in tensile strength. Increasing the filler amount increased water absorption and unit thickness. The SEM analysis provided visual evidence that MAPP improved adhesion between the filler and the polymer matrix. Optimization results of selected mechanical and physical properties showed that formulation mixtures containing 20% filler and 3% MAPP fit best for prototype furniture legs manufacturing.