Nişasta esaslı biyolojik olarak bozunabilen odun polimer kompozitlerin üretimi ve mikro hücre yöntemiyle köpüklendirilmesi
The manufacture of starch based biodegradable wood polymer composites and their foams using microcellular foaming technology
Yazar: KADİR KARAKUŞ
Danışman: DOÇ. DR. FATİH MENGELOĞLU
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Bu çalışmada termoplastik nişasta (TPS) esaslı ve buğday sapı unu katkılı biyolojik olarak bozunabilen kompozitler ve köpükleri üretilmiştir. Daha sonra çalışılan reçeteye ticari bir polimer olan polikaprolakton (PCL) belirli oranlarda katılarak kompozit malzemenin mekanik özellikleri ve köpüklenmesi üzerine etkisi araştırılmıştır. Çalışmanın son aşamasında ise nişastanın dolgu maddesi olarak PCL esaslı kompozitler ve köpüklerin üretiminde kullanımı araştırılmıştır. TGA ve DSC çalışmaları sonucunda TPS matrisi kullanılarak üretilecek kompozitlerde üretim sıcaklığının 105?190 °C arasında ve PCL kompozitleri için ise 60?190 °C arasında olması gerektiği belirlenmiştir.TPS esaslı kompozitlerde buğday sapı unu oranındaki artışa paralel olarak malzemenin mekanik özelliklerinde iyileşmeler tespit edilmiştir. En iyi sonuçların % 30 buğday sapı unu katkılı örneklerde olduğu tespit edilmiştir. TPS-PCL matrisi kullanılarak üretilen kompozitlerde kompozit malzeme içerisindeki PCL oranına bağlı olarak mekanik özelliklerde iyileşmeler tespit edilmiştir. En iyi köpüklendirme ise en yüksek PCL oranına sahip kompozitte elde edilmiştir. Üretilen BPK'ların morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımıyla incelenmiştir. PCL esaslı ve nişasta katkılı kompozitlerde ise kompozit malzeme içerisindeki nişasta oranın artmasıyla eğilme direnci ve elastikiyet modülü değerlerinin arttığı çekme ve darbe direnci değerlerinin azaldığı tespit edilmiştir. Köpüklendirme şartlarında ise en düşük yoğunluk değerlerine düşük sıcaklıklarda ve uzun köpüklendirme süresinde ulaşıldığı belirlenmiştir.Tez kapsamında BPK ve köpüklerinin üretimi gerçekleştirilmiş ve konuyla ilgili yeni bilgiler üretilmiştir. Gelecekte, üretilen bu kompozitlerin biyolojik olarak bozunmasına dair çalışmaların yapılması ve zamana bağlı bozunma değerlerinin ortaya konulması gerekmektedir. Bu tip çalışmaların bu konularda yapılacak yeni çalışmaları tetikleyebileceği düşünülmektedir.

Abstract:
In this study, biodegradable polimer composites (BC) and their foams were produced utilizing thermoplastic starch (TPS), policaprolactone (PCL) and their mixtures (TPS/PCL) as a polimer matrices and wheat sraw flour (WSF) as a filler. Manufacturing temperature for TPS and PCL composites were determined using TGA and DSC analysis and found to be 105-190 °C and 60-190 °C, respectively.In TPS based composites, mechanical properties were improved with the increase of WSF amount. The best results were achieved when thirty-percent WSF was used. Mechanical properties of TPS/PCL based composites were improved with the amount of PCL were increased in the matrix. For this type of composites, the best foaming was achieved when the highest PCL amount was used. The morpholgy of the manufactured BCs were studied using scanning electron microscopy (SEM).Through this project, biodegradable composites and their foams were manufactured and knowledge about particular subject matter were produced. In future studies, there is a need to measure the biodegradation rate of these composites and foams. This type of studies might trigger new projects and investigations.