Bitkisel yağların kompozit malzeme yapımında kullanılması
Using vegetable oils in obtaining of composite materials
Yazar: FİGEN BALO
Danışman: YRD. DOÇ. DR. LÜTFİ YÜCEL
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, uçucu kül, doğal kil ve dört çeşit epoksilenmiş bitkisel yağ kullanılarak 180 adet değişik yeni kompozit malzeme üretilmiştir. Elde edilen kompozit malzemelerin ısıl ve mekanik özellikleri incelenerek yalıtım malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır.Uçucu kül olarak Afşin Elbistan Termik Santral uçucu külü kullanılmıştır. Türkiye'de mevcut termik santrallerden yılda toplam on beş milyon tonun üzerinde üretilip ciddi bir çevre kirliliğine sebep olan bu malzemelerin, yeniden ekonomiye kazandırılması hedeflenirken yalıtım özellikli yeni bir yapı malzemesinin üretilmesi ile aynı zamanda enerji tasarrufu da sağlanmış olacaktır. Bağlayıcı olarak hazırlanan değişik oranlardaki kil ve epoksilenmiş bitkisel yağ karışımları kullanılmıştır. Uçucu kül ve kilin tüm karışımlarda ağırlıkça yüzde oranları 30, 40, 50, 60 ve 70 olarak, epoksilenmiş dört çeşit bitkisel yağın (soya yağı, ayçiçeği yağı, zeytinyağı ve palm yağı) ağırlıkça yüzde oranı ise 40, 45 ve 50 olarak alınmıştır. Numuneler basma, çekme, aşınma, su emme, kuruma hızı, ısı iletim katsayısı, kütle ve yoğunluk değerlerinin tayini için deneylere tabi tutulmuştur.Bu çalışmanın giriş bölümünde tez konusu tanıtılmış, ikinci bölümünde konu ile ilgili literatür araştırmaları sunulmuştur. Üçüncü bölümde, çalışmanın ana malzemelerinden olan bitkisel yağlar, deneylerde kullanılan epoksilenmiş bitkisel yağlar, uçucu kül ve kil hakkında bilgi verilmiştir. Dördüncü bölümde ise numunelere ait ısı iletim katsayısını veren cebirsel bir denklem geliştirilmiştir. Beşinci ve altıncı bölümde yapılan deneysel çalışmalar ve sonuçları değerlendirilmiştir.Değerlendirme sonucunda;? Hazırlanan uçucu kül, kil ve epoksilenmiş bitkisel yağ karışımlı numunelerin ısı iletim katsayılarının küçük olması nedeniyle, gerek dış sıva malzemesi gerekse döşeme-duvar kaplama malzemesi olarak kullanılması halinde büyük oranda enerji tasarrufu sağlayacağı tespit edilmiştir.? Isı yalıtımı söz konusu olduğu zaman göz önüne alınan kompozit malzemelerdeki uçucu kül ve epoksilenmiş bitkisel yağ oranlarının kile göre daha fazla olması gerektiği, su yalıtımı ve dayanıklılığın önemli olması gereken durumlarda ise kil oranının daha fazla olması gerektiği belirlenmiştir.?Epoksilenmiş bitkisel yağ ve uçucu kül düşük oranda kullanılırsa, numunelerin aşınma değerleri küçük, basma mukavemeti değerleri yüksek çıkmaktadır. Bu gibi özellikleri göz önünde bulundurularak bu malzemelerin yalıtım özellikli duvar kaplama malzemesi olarak kullanılabileceği saptanmıştır.? Donmaya karşı dayanımın kontrolü için numunelere su emme deneyi uygulanmıştır. Bu deneylerde su emme oranı TSE normlarında verilen %30 kritik değerin oldukça altında çıkmıştır. Bu nedenle üretilen malzemelerin plaka şeklinde çatı yalıtımında ve dış sıva malzemesi olarak da kullanılabileceği anlaşılmaktadır.Anahtar Kelimeler: Epoksilenmiş bitkisel yağ, uçucu kül, kil, kompozit malzeme

Abstract:
In present work fly ash, natural clay and four different kinds of epoxidized vegetable oils (soybean oil, sunflower oil, olive oil and palm oil) were used to produce 180 kinds of composite materials. By analyzing heat conductivity of these novel materials, their use as an insulation material is investigated.In the mixture, a kind of thermal central waste product, fly ash is used, which is produced annually over than 15 million tones in Turkey. Not only the re-use of these products is a good development for environment, but also to obtain an insulation material with them is a very important attack for energy saving policy. The fly ashes which are used in the experiments are taken from Afşin-Elbistan Thermal Central. The natural clay and epoxidized oil are used in various ranges as adhesive materials. The percentage ratio of the weights of fly ash and natural clay were 30, 40, 50, 60 and 70. Four different kinds of epoxidized vegetable oils were added to the mixture in a percentage of 40, 45, and 50. The new productions were subjected to some tests to find out their detailed properties such as strain, tension, abrasion, sucking capability of water, rate of drying, thermal conductivity coefficient, mass and density.This thesis consists of six chapters. The 1st chapter includes the introduction of the subject of the thesis while the 2nd chapter includes the detailed literature survey about the subject. The 3rd chapters involve respectively, the general information about the vegetable oil and the specific information about the used materials in this thesis (epoxidized vegetable oils, fly ash and natural clay). In the 4th chapter has the knowledge about the physical model and mathematical formulation of the produced materials. In the 5th and 6th chapters the experimental work and its results are presented.From the test results, some important conclusions are made as follows:? The thermal conductivity coefficient of the mixture of the epoxidized vegetable oil, fly ash and natural clay is found quite low. Therefore, it is obvious that the use of this new mixed material will cause a great energy saving either it is used as external-wall-compo material or floor-wall-covering material.? It is observed that, the rate of fly ash and epoxidized vegetable oil should be more than the clay rate, when the thermal insulation is considered. On the other hand, the rate of clay is much more important when the water insulation and strength of the material is considered.? When the epoxidized vegetable oil and fly ash materials are used in low rates, the strain resistance value of the materials is found high and the abrasion value is low. Therefore it is suggested to be used as wall covering insulation material.? The resistance of the new materials to the freezing is tested by `water sucking method?. Their capability of to sucking water is found lower than the critic level %30 which is given by TSE norm. Hence, the author suggests using this material as roof insulation plates or outer wall compo material.Key Words: Epoxidized vegetable oils, fly ash, clay, composite material