Epoksi bazlı çar kompozitlerinin özelliklerine poli(etilen tereftalat) atığının farklı piroliz sıcaklığının etkisi
Effect of different pyrolysis temperature of the poly(ethylene terephthalate) waste on the properties of epoxy based char composites
Yazar: ALİZE YÜCEL
Danışman: PROF. DR. GÜLNARE AHMETLİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Bu çalışmada önemli bir katı atık problemi olan termoplastik atıklardanyıkanmamış ve yıkanmış poli(etilen tereftalat) türü plastik, atıklar epoksi kompozit malzemelerin hazırlanması için 300-700 ºC aralığında piroliz edilerek ham madde olarak geri dönüştürülmüştür. Yapılan piroliz deneyleri sonucunda,  piroliz katı ürünü olan çar verimi yıkanmamış ve yıkanmış grup için sırasıyla %18.32-20.15 ve %17.13-37.89 değerlerini alarak piroliz sıcaklığına bağlı olarak azalmıştır. Çarların karakterizasyonu için FTIR, TGA ve SEM analizleri kullanılmıştır. Piroliz sıcaklığı arttıkça çarın aromatik yapısı ve buna bağlı olarak termal dayanımı artmıştır.
Çarlarla elde edilen kompozitlerin mekanik, termal, su sorpsiyonu ve elektriksel iletkenlik özelliklerine atıkplastik yıkama işleminin ve çar oranının etkisi incelenmiştir. Kompozitlerin morfolojik yapıları SEM ile incelenmiştir. Çekme dayanımı, tüm piroliz sıcaklıklarında elde edilen çar oranına bağlı olarak artmış ve tüm piroliz sıcaklıklarında PETyıkanmamış çarı kompozitleri için en uygun oran %30 iken PETyıkanmış çarı kompozitleri için %50'lik oran en uygun oran olarak belirlenmiştir. Bu oranlardaki çekme dayanımı değerleri yıkanmamış ve yıkanmış PET çarları için sırasıyla 97-136 MPa ve 94-124 MPa aralığında değişmiştir. Kompozitlerin TGA analizi, PET çarlarının termal dayanıklılığının önemli ölçüde arttığını göstermiştir. Tüm kompozitler yarıiletken bulunup iletkenlikleri 10-8-10-3 S cm-1aralığında değişmiş ve piroliz sıcaklığının artması ile elektriksel iletkenliğin de arttığı tespit edilmiştir. Plastiğin piroliz sıcaklığı kompozitlerin su sorpsiyonunda genelde etkili olmamış ve %0,2-1 aralığında değişmiştir.
Kompozitlerin çekme dayanımı ile su sorpsiyonunun bir yıl oda şartlarında bekleme süresince fazla değişmediği görülmüş, fakat donma-çözme işlemine tabi tutulmuş her 2 tür kompozitin çekme uzaması ve çekme dayanımı değerlerinde çok az bir azalma olmuştur.

Abstract:
In this study, plastic wastes such as untreated and washed poly (ethylene terephthalate) were pyrolyzed at 300-700 ºC for the preparation of epoxy composite materials from thermoplastic wastes, which is an important solid waste problem, and recycled as raw material. As a result of the pyrolysis experiments, pyrolysis solid product char yield decreased by pyrolysis temperature by taking values of 18.32-20.15% and 17.13-37.89% for the unwashed and washed group, respectively. FTIR, TGA and SEM analyzes were used for the characterization of the chars. As the pyrolysis temperature increases, the aromatic structure of the char and thus its thermal resistance increases.
The effect of waste plastics washing process and char ratio on mechanical, thermal, water sorption and electrical conductivity properties of char based composites were investigated. Morphological structures of the composites were examined by SEM. The tensile strength increased with the char ratio obtained at all pyrolysis temperatures and the optimal ratio for PETunwashed char composites was determined as 30% while  for all PETwashed  pyrolysis char composites  50% was the optimal ratio. The tensile strength values at these ratios varied between 97-136 MPa and 94-124 MPa for unwashed and washed PET chars, respectively. TGA analysis of composites has shown that PET chars is significantly increased that the thermal stability. All composites were found to be semiconductors, their conductivities varied between 10-8-10-3 S cm-1, and the electrical conductivity increased with increasing pyrolysis temperature. The pyrolysis temperature of plastics was not generally effective in the water sorption of composites and ranged from 0.2 to 1%. The tensile strength of the composites showed that the water sorption did not change much during the one-year waiting period in the room conditions, but the tensile strength and tensile strength values of the two types of composites subjected to freeze-thawing were slightly reduced.