Genleştirilmiş perlitin odun plastik kompozit malzemede kullanımının araştırılması
Investigation of the use of extended perlite in wood plastic composite material
Yazar: ABDULLAH KÜRŞAT ARIKAN
Danışman: DOÇ. DR. ERTUĞRUL ALTUNTAŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Kompozit malzemeler = Composite materials ; Perlit = Perlite ; Plastikler = Plastics

Özet:
Bu çalışmada, genleştirilmiş perlit katkılı odun plastik kompozit (OPK) malzemenin bazı teknolojik özellikleri araştırılmıştır. Bunun için genleştirilmiş perlit, polipropilen (PP), testere atığı (odun unu), mısır koçanı unu ile katkı maddeleri kullanılarak, ikiz vidalı ekstruder vasıtasıyla kompozit malzemeler üretilmiştir. Kompozit malzeme içerisinde lignoselülozik maddenin miktarı sabit tutularak genleştirilmiş perlitin miktarı kademeli olarak artırılarak etkisi araştırılmıştır. Bazı formülasyonlarda plastik-odun ve plastik-inorganik maddeler arasında uyumsuzluğu gidermek amacıyla MAPP kullanılmıştır. Ekstrüzyon sonrasında kurutulan kompozit malzemeler sıcak preste levha haline getirilmiştir. Üretilen kompozit levhalardan standartlara uygun test örnekleri hazırlanarak OPK'lerin mekanik (eğilme ve çekme direnci), fiziksel (yüzey sertliği ve su alma testleri),  termal (TGA, DSC) ve SEM analizleri yapılarak karakterize edilmişlerdir.  Elde edilen sonuçlara göre genel olarak kompozit malzeme içerisindeki genleştirilmiş perlit oranı arttıkça eğilme direnci, çekme direnci ve elastikiyet modülü sonuçlarının arttığı saptanmıştır. Ayrıca takviye olarak eklenen MAPP maddesinin kompozit malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirdiği anlaşılmıştır. Kompozitlerin sertlik sonuçları (Shore D) incelendiğinde genleştirilmiş perlit miktarının artması ile malzemenin sertliğinin önemli ölçüde arttığı gözlemlenmiştir. Sertlikte meydana gelen artış mekanik ve fiziksel özellikleri olumlu etkilemiştir. Kompozit malzemenin TGA eğrileri incelendiğinde genleştirilmiş perlitin bozunma sıcaklığını önemli oranda yükselttiği anlaşılmıştır. DSC sonuçları incelendiğinde yüksek oranda perlit kullanımının kompozitlerin erime sıcaklığını düşürdüğü anlaşılmıştır. SEM görüntüleri incelendiğinde genleştirilmiş perlitin kompozit malzemede meydana getirdiği sertlik açık bir şekilde gözlemlenmiştir. Elde edilen tüm sonuçlar göz önüne alındığı zaman kullanım yerine göre,  genleştirilmiş perlitin odun plastik kompozit malzemenin özelliklerini iyileştirdiği söylenebilir.

Abstract:
In this study, some technological properties of wood plastic composite (WPC) with expanded perlite were investigated. Expanded perlite, polypropylene, wood, corn cob shavings were used to produce the composites. Prepared compositions were converted to composite materials by using twin screw extruder. The amount of lignocellulosic material was kept constant and expanded perlite was gradually increased in the composite materials. In some compositions, maleated polypropylene (MAPP) was used to eliminate incompatibility between plastic-wood and plastic-inorganic materials. Composite materials which were dried after extrusion were turned into plates in hot press. Test samples were prepared from the composite plates produced in accordance with the standards. The composite samples were characterized by mechanical (flexural, tensile resistance), physical (surface hardness (Shore D), water uptake tests), thermal gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and SEM analyzes. According to the obtained results, it was found that as the ratio of expanded perlite in the composite material increased, flexural strength, tensile strength and modulus of elasticity increased. It has also been found that the MAPP material added as reinforcement improves the mechanical properties of the composite material. When the hardness results (Shore D) of the composites were examined, it was observed that the amount of expanded perlite in the composite material increased significantly the hardness of the material.  The increase in hardness positively affected the mechanical and physical properties of the composites. When the TGA curves of the composite material were examined, it was found that expanded perlite increased the decomposition temperature significantly. DSC results showed that high perlite usage decreased the melting temperature of composites. When SEM images were examined, hardness caused by expanded perlite in composite material was clearly observed. When all the technological properties are taken into consideration, it can be said that the use of expanded perlite in wood-plastic composite materials improves the technological properties of the composites according to the place of use.