Preparation of fly ash-epoxy composites and investigation of propertios
Uçucu kül epoksi kompozitlerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
Yazar: HATİCE HESNA DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN DEVECİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada termik santral atığı olan saf uçucu kül epoksi matrisli kompozit malzemelerde dolgu maddesi olarak kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan uçucu kül hem saf haliyle hem de quaterner amonyum tuzlarıyla modifiye edilerek kullanılmıştır. Dolgu maddesinin türü, miktarı ve polietilen glikol (PEG) ilavesinin kompozit malzemelerin fiziko-mekanik ve termal özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Kompozit malzemelerin özellikleri X-ışını kırınım (XRD) analizi, Taramalı Elektron Mikroskob (SEM) analizi, Termogravimetrik Analizi (TGA), çekme dayanımı, sertlik değeri, korozyon direnci, % adhezyon testi ve su sorpsiyon testi ile belirlenmiştir. Elde edilen ürünlerin analiz sonuçları birbiri ile ve saf epoksi reçinesi ile karşılaştırılmıştır.
Yapılan çalışma sonucunda çekme dayanımı en yüksek %20 saf uçucu kül ve %20 modifiye uçucu kül içeren kompozit malzemelerde sırasıyla 32,88 MPa ve 41,63 MPa olarak belirlenmiştir. %20 uçucu kül ve %20 modifiye uçucu kül içeren kompozit malzemelere PEG ilavesiyle en yüksek çekme dayanımı %5 uçucu kül ve %5 modifiye uçucu kül içeren kompozit malzemelerde sırasıyla 29,59 MPa ve 22,02 MPa olarak belirlenmiştir. Sertlik değeri en yüksek %20 uçucu kül ve modifiye uçucu kül içeren kompozit malzemelerde 89 Shore D, en düşük ise PEG ilaveli %15 modifiye uçucu kül içeren kompozit malzemede 78 Shore D olarak belirlenmiştir. Kompozit malzemelerin tamamının korozyona karşı dirençli oldukları tespit edilmiştir. Adhezyon test sonuçları ise %100 çıkmıştır. %20 uçucu kül içeren kompozit malzeme ile saf epoksi reçinenin su sorpsiyonu %0,7 çıkmıştır. Dolgu maddesinin modifikasyonuyla kompozit malzemelerin % su sorpsiyonunun azaldığı görülmüştür. SEM görüntülerinde dolgu maddesi ve PEG'in epoksi reçine içerisinde homojen dağılım göstermemesinden dolayı yüzey görüntüleri pürüzlü olarak görülmüştür. Kompozit malzemeye ilave edilen uçucu kül malzemenin %50 bozunma sıcaklığına kadar azda olsa olumsuz bir etki göstermiştir.

Abstract:
Thermal power plant waste, pure volatile ash was used as filling material at epoxy matrix composite materials in this study. Volatile ash, used at the study was used both as pure case and modified with quaternary ammonium salts. Affect of type, quantity of filling material, adding of polyethylene glycol (PEG) material to physic-mechanic and thermal features of composite materials was examined. Features of composite materials, X-Ray Diffraction (XRD) analysis, Scanned Electron Microscope (SEM) Analysis, Thermo Gravimetric Analysis (TGA), tensile strength, hardness value, and corrosion resistance were determined through adhesion test %, water sorption test. Analysis results of obtained products were compared with each other and pure epoxy resin. 
At the end of performed study, highest tensile strength was found at composite materials including 20% pure volatile ash and 20% modified volatile ash respectively 32,88 MPa and 41,63 MPa. With PEG adding to composite materials including 20% pure volatile ash and 20% modified volatile ash, the highest tensile strength was determined as 29,59 MPa and 22,02 MPa at composite materials including 5% pure volatile ash and 5% modified volatile ash. The hardness value was determined as 89 Shore D at composite materials including 20% volatile ash and modified volatile ash; the lowest value was determined as 78 Shore D at composite materials including 15% volatile ash with PEG adding and modified volatile ash. It was determined that all of composite materials were resistant against to corrosion. Adhesion test results were 100%. Water sorption of composite material including 20% volatile ash and pure epoxy resin was found 0,7%. It was seen that % water sorption of composite materials were decreased at modification of filling material. SEM images don't show filling material and homogeny diffusion of PEG in epoxy resin therefore surface images were seen rough. Added volatile ash material into composite material showed negative affect even in the less quantity to 50% disintegration temperature.